medicina dello sport

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MEDICINA DELLO SPORT
Vol. 67
Giugno 2014
Numero 2
INDICE
175
219
RASSEGNA
La degenerazione adiposa nel quadro delle
rotture a tutto spessore della cuffia dei rotatori: l’importanza dell’indagine RM
Bisciotti G. N., Eirale C., Esposito G. M.
185
Affidabilità dell’elettromiografia e del momento di torsione massimo durante contrazioni volontarie concentriche, isometriche ed
eccentriche massimali dei muscoli quadricipiti in soggetti sani
Carvalho A., Abade E., Carvalho C., Sampaio J.
195
Risposta del cortisolo salivare all’esercizio
concomitante di forza e aerobico ad alta intensità: uno studio pilota
Panissa V. L. G., Franchini E., Julio U. F., Neves R. X.,
Seelaender M., De Souza C. T., Rodrigues B., S. Lira F.
Vol. 67 - N. 2
AREA MEDICA
Manifestazioni mioelettriche di affaticamento
muscolare indotto da resistenze elastiche o
pesi in uomini e donne
Melchiorri G., Triossi T., Viero V., Tancredi V.,
Rainoldi A.
241
Stato fisico di bambini e bambine in età
prescolare
Krivolapchuk I. A.
251
Impatto dell’allenamento della resistenza di
alto livello sulla capacità di sforzo anaerobico
Ionescu A., Apostol A., Vasilescu M.
Rosety-Rodriguez M., Rosety I., Fornieles G., Rosety
M. A., Ordonez F. J.
227
AREA FISIOLOGICA
205
Riduzione del danno ossidativo in adulti con
Sindrome di Down attraverso un allenamento
della resistenza monitorato
Influenza dell’integrazione di L-carnitina sul
danno muscolare indotto dall’esercizio fisico
Nakhostin-Roohi B., Khoshkhahesh F., Parandak K.,
Ramazanzadeh R.
IX
INDICE
261
Effetti di un intervento di camminata basato
su pedometro sulle variabili psicologiche e
biologiche in ragazze adolescenti: il raggiungimento degli obiettivi fa la differenza?
K a n t a n i s t a A . , B r o n i k o w s k i M . , L a u d a ńs k a Krzemińska I., Osiński W.
297
La visualizzazione PETTLEP migliora l’equilibrio statico e dinamico?
Tahmasebi Boroujeni S., Ghods Mirheydari S. B.
309
CASI CLINICI
Insorgenza improvvisa di una tendinopatia
della porzione mediale del tendine d’Achille
associata a un volo a lungo raggio in un atleta
veterano di judo: segnalazione di un caso
273
Profili fisici e antropometrici di calciatrici
d’élite
Idrizovic K.
De Crée C.
323
LA MEDICINA DELLO SPORT... PER
SPORT
Il triathlon
Gianfelici A., Di Castro A., Tamburri R., Comotto S.,
Briganti C., Fabiano C., Bomprezzi A., Bottoni A.,
Salvati A., Bianchini L.
289
AREA ORTOPEDICA
Corticosteroidi ed acido ialuronico per via
infiltrativa nel trattamento del gomito del tennista (epicondilite laterale)
Bernetti A., Mangone M., Paoloni M., Di Sante L.,
Murgia M., Santilli V.
X
335
LA MEDICINA DELLO SPORT... PER
SPORT NEI FASCICOLI
Giugno 2014
Vol. 67
June 2014
No. 2
CONTENTS
175
219
REVIEW
Adipose degeneration in the context of fullthickness tears of the rotator cuff: the importance of MRI investigation
Supervised resistance training reduced oxidative damage in adults with Down Syndrome
Rosety-Rodriguez M., Rosety I., Fornieles G., Rosety
M. A., Ordonez F. J.
Bisciotti G. N., Eirale C., Esposito G. M.
227
185
MEDICAL AREA
PHYISIOLOGICAL AREA
Reliability of electromyography and peak torque during maximum voluntary concentric,
isometric and eccentric contractions of quadriceps muscles in healthy subjects
Carvalho A., Abade E., Carvalho C., Sampaio J.
195
Salivary cortisol response to concurrent
strength and high-intensity aerobic exercise:
a pilot study
Panissa V. L. G., Franchini E., Julio U. F., Neves R. X.,
Seelaender M., De Souza C. T., Rodrigues B., S. Lira F.
205
Vol. 67 - N. 2
Melchiorri G., Triossi T., Viero V., Tancredi V.,
Rainoldi A.
241
Peculiarities of preschool aged boys’ and girls’
physical state
Krivolapchuk I. A.
251
The impact of elite endurance training upon
anaerobic effort capacity
Ionescu A., Apostol A., Vasilescu M.
Myoelectric manifestations of muscle fatigue
induced by weight or elastic resistances in
men and women
Influence of L-carnitine supplementation on
exercise-induced muscle damage
Nakhostin-Roohi B., Khoshkhahesh F., Parandak K.,
Ramazanzadeh R.
XI
CONTENTS
261
Effects of pedometer-based walking intervention on psychological and biological variables
in adolescent girls: does achieving goals make
a difference?
K a n t a n i s t a A . , B r o n i k o w s k i M . , L a u d a ńs k a Krzemińska I., Osiński W.
297
Does PETTLEP imagery improve static and
dynamic balance?
Tahmasebi Boroujeni S., Ghods Mirheydari S. B.
309
CASE REPORTS
Long-haul flight-associated sudden-onset
mid-portion Achilles tendinopathy in a veteran judo athlete: a case report
273
Physical and anthropometric profiles of elite
female soccer players
Idrizovic K.
De Crée C.
323
SPORT … MEDICINE FOR SPORT
Triathlon
Gianfelici A., Di Castro A., Tamburri R., Comotto S.,
Briganti C., Fabiano C., Bomprezzi A., Bottoni A.,
Salvati A., Bianchini L.
289
ORTHOPEDIC AREA
Corticosteroid and hyaluronic acid injection
therapy in tennis elbow (lateral epicondylalgia)
Bernetti A., Mangone M., Paoloni M., Di Sante L.,
Murgia M., Santilli V.
XII
335
SPORT … MEDICINE FOR SPORT
IN PAST ISSUES
Giugno 2014
Review
Rassegna
MED SPORT 2014;67:175-84
Adipose degeneration in the context of
full-thickness tears of the rotator cuff:
the importance of MRI investigation
La degenerazione adiposa nel quadro delle
rotture a tutto spessore della cuffia dei rotatori:
l’importanza dell’indagine RM
G. N. BISCIOTTI 1, C. EIRALE 1, G. M. ESPOSITO 2
1Kinemove
Rehabilitation Centers, Pontremoli-Parma-La Spezia, Italy
2Ospedale Civile S. Andrea, La Spezia, Italy
SUMMARY
Fatty degeneration and muscular atrophy of the rotator cuff muscles are often present in the rotator cuff tendons inveterate lesions. A high degree of fatty degeneration is a negative prognostic factor in relation to the surgical outcome
of rotator cuff tendon reparation. In particular, realizing a surgical rotator cuff reconstruction when a massive muscle
atrophy and a severe fatty degeneration is already present, often imply a chronic disease. In this paper we emphasize
the importance of MRI in the staging the rotator cuff fatty degeneration in order to optimize choice of the therapeutic
option.
Key words: Rotator cuff - Magnetic resonance imaging - Muscular atrophy.
RIASSUNTO
La degenerazione adiposa e l’atrofia muscolare rappresentano una caratteristica pressoché costante dei muscoli della
cuffia dei rotatori nelle lesioni inveterate dei tendini della cuffia dei rotatori stessi. Un severo grado di degenerazione
lipidica costituisce un fattore prognostico negativo nei confronti dell’outcome chirurgico di riparazione tendinea. In
particolare, l’affrontare una ricostruzione chirurgica della cuffia tardivamente e nel momento in cui sia già presente
una severa degenerazione lipidica ed un’atrofia muscolare massiva, implica sovente la cronicizzazione della patologia. Contestualmente anche l’eccessivo protrarsi di una terapia conservativa deve tenere conto del fatto che la
degenerazione lipidica in seno ai muscoli coinvolti comunque progredisce lungo tutto il periodo della terapia stessa,
la cui durata, prima di un’eventuale opzione chirurgia in caso di risultati insoddisfacenti, deve pertanto tenere conto
anche di questo parametro. In questo lavoro viene sottolineata l’importanza dell’esame RM nell’ambito della stadiazione della degenerazione lipidica della cuffia dei rotatori al fine di ottimizzare l’outcome chirurgico e/o conservativo.
Parole chiave: Cuffia dei rotatori, degenerazione lipidica, RM.
I
n some muscle groups, deep-rooted tendinopathy typically causes adipose generation
and atrophy of the contractile tissue; a classic
example of this is the supraspinatus muscle.1
The supraspinatus muscle (SM) originates
from the 2/3 medials of the supraspinous
fossa of the scapula, runs laterally above the
articular capsule, which it adheres to, and
Vol. 67 - No. 2
I
n alcuni gruppi muscolari la tendinopatia inveterata causa tipicamente degenerazione adiposa
ed atrofia del tessuto contrattile, un classico esempio in tal senso è rappresentato dal muscolo sovraspinato 1. Il muscolo sovraspinato (MS) origina dai
2/3 mediali della fossa sovraspinata della scapola,
decorre lateralmente al di sopra della capsula articolare, alla quale aderisce, e passa al di sotto
175
BISCIOTTI
Adipose degeneration in the context of full-thickness tears of the rotator cuff
passes beneath the acromion of the clavicle.
It is inserted distally into the superior facet of
the greater tubercle of the humerus. It abducts
and externally rotates the arm, together with
the deltoid muscle; it also has a stabilising effect on scapulo-humeral articulation. It is innervated by the suprascapular nerve (C4-C6).
The SM is the muscle area most involved in
the pathology of the rotator cuff that this muscle is a part of, together with the infraspinatus,
subscapularis and teres minor muscles. Very
often, in the context of a serious problem with
the rotator cuff, the tendons of the SM may
suffer a full-thickness tear resulting in a retraction of the muscle belly and its tendon. This
retraction is often associated with a change in
the pennation angle of the muscle fibers, and
can cause fatty infiltration inside the muscle
belly itself.2
dell’estremità acromiale della clavicola. Si inserisce
distalmente nella faccetta superiore della grande
tuberosità dell’omero. Con la sua azione abduce
ed extraruota il braccio in sinergia con il muscolo
deltoide; inoltre ha un’azione stabilizzante sull’articolazione scapolo-omerale. È innervato dal nervo
sovrascapolare (C4-C6). Il MS rappresenta il distretto
muscolare maggiormente interessato nella patologia
della cuffia dei rotatori di cui tale muscolo, assieme ai muscoli sottospinato, sottoscapolare e piccolo
rotondo, fa parte. Molto spesso nel quadro di una
patologia della cuffia dei rotatori di grado severo,
la componente tendinea del MS può subire una lesione a tutto spessore che esita in una retrazione del
ventre muscolare e del suo tendine. Tale retrazione
muscolare può spesso comportare un cambiamento dell’angolo di pennazione delle fibre muscolari e
causare l’instaurarsi di infiltrazioni lipidiche all’interno del ventre muscolare stesso 2.
The various degrees and classifications
of fatty degeneration
I diversi gradi e la classificazione
della degenerazione lipidica
Some authors, and Goutallier 3 in particular,
have proposed a classification of the gravity
of the extent of fatty degeneration quantified
by CT scan or MRI. The quantity of fatty infiltration is an important prognostic indication
of the outcome of the surgical repair of the
SM, from the perspective of both the actual
anatomical repair, and the functional recovery.1 Excessive fatty degeneration can imply
a poor biological capacity for repair of the
tendon and for a functional recovery of the
muscle, thus indicating the likelihood of an
unsatisfactory outcome post-surgery.4-10 This
specific predisposition of the SM to develop
fatty infiltration, as a consequence of a fullthickness tear of a tendon, is a serious problem that must be taken into consideration before recommending surgical or conservative
treatment. Fatty degeneration is associated
with a high percentage of recidivism and an
unsatisfactory functional outcome of rotator
cuff repair.9, 11 In fact, if on one hand in some
selected cases a conservative approach may
prove sufficient for the patient’s functional requirements, or may represent a first attempt at
rehabilitation before choosing surgery, on the
other we cannot forget that the process of fatty degeneration continues to evolve throughout the period of the proposed conservative
treatment. As a result, because the degree of
fatty degeneration significantly conditions the
Alcuni autori, tra cui per primo Goutallier 3 hanno
proposto una classificazione della gravità dell’estensione della degenerazione lipidica quantificata attraverso CT o RM. La quantità di infiltrato lipidico
rappresenta un importante indice prognostico per
ciò che riguarda l’outcome della riparazione chirurgica del MS, sia da un punto di vista della riparazione anatomica in sé, che della ripresa funzionale
in senso specifico 1. Un’eccessiva degenerazione lipidica, infatti, può sottintendere una scarsa capacità
biologica di riparazione del tendine e di ripresa funzionale da parte del muscolo e rappresentare, in tal
modo, il presupposto per un outcome post-chirurgico
insoddisfacente 4-10. Questa specifica predisposizione
del MS nello sviluppare infiltrato lipidico, in conseguenza a una lesione a tutto spessore della sua componente tendinea, rappresenta un serio problema
da considerare prima di consigliare un intervento
di tipo chirurgico o conservativo. Infatti, la degenerazione lipidica è associata a un’alta percentuale di
recidive e un insoddisfacente outcome funzionale
nelle riparazioni della cuffia dei rotatori 9, 11. In effetti, se da un lato in alcuni casi selezionati un intervento di tipo conservativo può rivelarsi sufficiente
a far fronte alle richieste funzionali del paziente,
oppure può rappresentare un primo tentativo riabilitativo prima della scelta chirurgica, dall’altro non
bisogna dimenticare che il fenomeno della degenerazione lipidica continua comunque a progredire
durante tutto il periodo del trattamento conservativo
proposto. Quindi, dal momento che il grado di degenerazione lipidica condiziona fortemente l’outcome
176
Giugno 2014
functional outcome, it is essential to take three
principal parameters into account:
1. the factors that are related to the formation of fatty degeneration in the SM;
2. the speed with which this involutional
process evolves;
3. the correlation between the fatty degeneration and muscular atrophy.
Where the first point is concerned, we must
remember that numerous studies carried out
both live and in vitro, on animal and human
models, show that, from about the third week
post-lesion, abundant fatty inclusion located
predominantly in the periphery of the fibres
can be observed in the tenotomised muscle.12, 13 Fatty degeneration thus becomes a
typical response by the muscle to a break in
the continuity of a tendon. Because the SM
typically has very pronounced tendons which
very often present full-thickness lesions with
the consequent retraction of the muscle belly
and a change in the pennation angle of the
fibres, it is naturally very prone to this phenomenon.
With regard to the second point, the speed
with which the process evolves, it is important
to distinguish between a traumatic event and
a degenerative cause. This aspect will be discussed later on the basis of experimental data.
The discussion of the third point, the correlation between fatty degeneration and muscular atrophy, is more extensive. Many authors
consider the degree of atrophy of the cuff
muscles as an important parameter when assessing the type of treatment in the event of
rotator cuff pathology.4, 8, 14-16 A study by Melis
et al.1 is particularly interesting in this context,
revealing that the phenomenon of atrophy of
the cuff muscles is a constant in full-thickness
lesions which in turn are accompanied almost
constantly by fatty degeneration. However, it
is not very clear whether the atrophy is the
cause or a consequence of the fatty generation, or if the two phenomena develop autonomously but contemporaneously. What does
seem certain is the fact that, like fatty degeneration, muscular atrophy is a negative prognostic factor of both conservative and surgical
treatment of the cuff pathology.1
Today the quantification of the fatty infiltration proposed by Goutellier 3 and executed on
CT scans in soft-tissue frequency, has given
way to the method proposed by Fuchs et al.,17
based on MRI imaging, in T1 sequence, and
oblique sagittal cuts, or the method proposed
Vol. 67 - No. 2
BISCIOTTI
funzionale, è fondamentale tenere conto di tre parametri principali:
1. i fattori che sono correlati alla formazione della degenerazione lipidica nel MS;
2. la velocità con la quale tale fenomeno involutivo progredisce;
3. la correlazione intercorrente tra la degenerazione lipidica e l’atrofia muscolare.
Per ciò che riguarda il primo punto occorre ricordare come numerosi studi effettuati sia in vivo
che in vitro, sia su modello animale che umano, dimostrino come nel muscolo tenotomizzato a partire da circa la terza settimana post-lesionale, siano
osservabili abbondanti inclusioni lipidiche dislocate preferenzialmente alla periferia delle fibre 12, 13.
La degenerazione lipidica quindi rappresenterebbe
una tipica risposta del muscolo in caso d’interruzione della sua continuità tendinea. Il MS presentando tipicamente una componente tendinea molto
pronunciata che, in caso d’insufficiente spazio subacromiale e di conseguente conflitto con la componente ossea, molto spesso esita in lesioni a tutto
spessore con conseguente retrazione del ventre muscolare e cambiamento dell’angolo di pennazione
delle fibre è naturalmente molto esposto a tale fenomeno.
Per ciò che concerne il secondo punto, ossia la velocità di progressione del fenomeno, occorre distinguere tra un evento di tipo traumatico e una causa
di tipo degenerativo. Quest’aspetto verrà discusso
estesamente in seguito basandosi su dati sperimentali.
Più ampia invece è la discussione del terzo punto,
ossia la correlazione tra le degenerazione lipidica
e l’atrofia muscolare. Molti autori considerano il
grado di atrofia dei muscoli della cuffia come un
importante parametro nella valutazione del tipo di
trattamento nell’ambito della patologia della cuffia dei rotatori stessa 4, 8, 14-16. Particolarmente interessante a questo proposito è uno studio di Melis
et al. 1 che dimostra come il fenomeno di atrofia
dei muscoli della cuffia rappresenti un evento costante nelle lesioni a tutto spessore che a loro volta
si accompagnano pressoché costantemente a degenerazione lipidica. Non è ben chiaro tuttavia se il
fenomeno dell’atrofia sia la causa o la conseguenza
della generazione lipidica, oppure se i due fenomeni
si sviluppino, seppur contestualmente, in modo autonomo. Ciò che sembrerebbe invece assodato è che
l’atrofia muscolare rappresenterebbe, al pari della
degenerazione lipidica, un fattore prognostico negativo sia nel trattamento conservativo, che in quello
chirurgico della patologia della cuffia 1.
Alla quantificazione dell’infiltrato lipidico proposta da Goutellier 3 ed effettuata su immagini CT in
soft-tissue frequence, oggi si preferiscono il metodo
177
BISCIOTTI
even more recently by Melis et al.,1 which also
uses T1-weighted sequences but considers all
the acquisition planes (i.e., axial, coronal and
sagittal). Recent studies have demonstrated
that ultrasound technology is able to identify
fatty degeneration of the rotator cuff with an
accuracy that varies from 72% 18 to 100%,19 obviously with MRI as the gold standard.
In any case, the last two methods also use
the classification proposed by Goutallier 3
which envisages four different degrees of fatty
degeneration:
—— stage 0-1: considered normal, if there is
no trace (stage 0), or if there are some streaks
of fat inside the muscle belly (stage 1);
—— stage 2-4: considered pathological and
which envisage a greater fatty degeneration
than stage 1 but still less than the remaining
muscular part (stage 2), the same amount of
fatty degeneration as the muscle tissue (stage
3), and even a higher share of fatty degeneration than the muscular part (stage 4).
In bibliography we find a level of inter- and
intraobserver reliability ranging from moderate 20 to good 21 for Goutallier’s method,3
whereas Fuchs et al.22 reveal a level of interobserver reliability that can be classified as
good both for Goutallier’s method 3 and for
the methodology they themselves proposed.17
In any case, the methods indicated by Fuchs
et al.17 and by Melis et al.1 can without doubt
be preferred to that proposed by Goutallier,3
not only for the better resolution of the soft
tissues that can be obtained with the MRI
method rather than CT, but above all for the
high exposure of the patient to ionising radiation which the latter type of investigation
entails.
proposto da Fuchs et al. 17 che si effettua attraverso
l’acquisizione di immagini RM, in sequenza T1, di
tagli sagittali obliqui, oppure quello ancor più recentemente proposto da Melis et al. 1 che utilizza sempre
sequenze pesate in T1 ma considerando tutti i piani
di acquisizione (cioè, assiale, coronale e sagittale).
Studi recenti hanno dimostrato come anche l’ecografia abbia una buona accuratezza nella individuazione della degenerazione lipidica della cuffia
dei rotatori variabile dal 72% 18 al 100% 19 con ovviamente la RM come gold standard.
In ogni caso, anche gli ultimi due metodi utilizzano la classificazione proposta da Goutallier 3, che
prevede quattro differenti stadi di degenerazione lipidica:
— Stadio 0-1: considerato normale, sia che non
vi sia (stadio 0), oppure via sia la semplice traccia di
inclusioni lipidiche all’interno del ventre muscolare
(stadio 1);
— stadio 2-4: considerati patologici e che prevedono, una degenerazione lipidica maggiore rispetto
alla stadio1 ma comunque minore della restante
parte muscolare (stadio 2), un egual parte di degenerazione lipidica rispetto al tessuto muscolare (stadio 3), ed infine una quota di degenerazione lipidica maggiore rispetto alla parte muscolare (stadio 4).
In bibliografia ritroviamo un livello di affidabilità inter e intraosservatore, che va da moderato 20 a
buono 21, per ciò che concerne il metodo proposto da
Goutalier 3 mentre Fuchs et al.22 riportano un grado
di affidabilità interosservatore classificabile come
buono sia per il metodo indicato da Gouttalier 3 che
per la metodologia da loro stessi proposta 17. In ogni
caso, i metodi indicati da Fuchs et al. 17 e da Melis et
al. 1 sono senza dubbio da preferire a quello proposto da Goutallier 3 non solo per la miglior risoluzione
dei tessuti molli ottenibile con la metodica RM rispetto alla TC, ma soprattutto per la forte esposizione del
paziente alle radiazioni ionizzanti che quest’ultimo
tipo d’indagine comporta.
The image acquisition technique
A universally accepted classification of the
degree of fatty infiltration in the context of
rotator cuff tears also depends on technical factors, directly related to the type of MR
equipment used. The equipment usually recommended for this type of examination are
MRI systems with a high field strength magnet (from 1.5 to 5 Teslas). The main advantage of using this type of equipment, other
than the shorter duration of the examination,
is the improvement in the relation between
signal and sound which consequently brings
a significant improvement in the information
178
La tecnica di acquisizione delle immagini
La classificazione univoca del grado d’infiltrazione lipidica nell’ambito delle lesioni della cuffia dei
rotatori dipende anche da fattori di ordine tecnico,
direttamente connessi al tipo di apparecchiatura
RM utilizzata. Le apparecchiature maggiormente
indicate per questo tipo d’indagine sono rappresentate dalle apparecchiature RM con magnete ad
alta intensità di campo (da 1,5 a 5 Tesla). Il principale vantaggio legato all’impiego di questo tipo di
apparecchiature, oltre alla minor durata temporale
dell’esame, consiste nel miglioramento del rapporto
segnale-rumore che comporta conseguentemente un
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A
BISCIOTTI
B
Figure 1.—To obtain a universally accepted classification of the degree of adipose infiltration in rotator cuff tears several factors must be considered; these include the type of MRI equipment used, in view of the fact that those with a
higher field strength (from 1.5 to 5 Teslas) provide a greater intrinsic tissue contrast and a high spatial resolution, and
are therefore able to detect even smaller adipose infiltrations at an initial stage, while those below 1 Tesla can be less
precise for this type of assessment. The sequences adopted are also important, and we mention the T1, FAT SAT and
STIR sequences which are the most sensitive to differences between the adipose tissue and the muscle and tendon
tissue. All the images viewed here were obtained using G.E. 1.5 Tesla equipment and coronal, sagittal and axial Spin
Eco T1 scans. Figure 1 shows a lesion to the supraspinatus muscle without retraction of the muscle belly, in which it
is possible to note initial signs of adipose infiltration in the axial T1 (arrow in square A) and coronal (arrow in square
B) scans, which can be classified as stage 1 using the Goutallier scale (1990).
Figura 1. — Per ottenere una classificazione univoca del grado di infiltrazione adiposa nelle lesioni della cuffia dei
rotatori occorre considerare diversi fattori, tra questi annoveriamo anche il tipo di apparecchiatura RM utilizzata,
ricordando che quelle a più alto campo (da 1,5 a 5 tesla) forniscono un maggiore contrasto tissutale intrinseco ed una
più elevata risoluzione spaziale e sono in grado pertanto di rilevare infiltrazioni adipose anche di grado minore e nelle
fasi iniziali, mentre quelle al di sotto di 1 tesla possono essere meno precise per questo tipo di valutazione. Importanti
sono anche le sequenze utilizzate, tra queste ricordiamo le T1, le FAT SAT e le STIR che sono più sensibili a differenziare
il tessuto adiposo da quello muscolare e tendineo. Tutte le immagini visualizzate in questa serie sono state ottenute con
apparecchiatura G.E. da 1,5 tesla mediante scansioni Spin Eco T1 coronali, sagittali ed assiali. In figura 1 è osservabile
una lesione del sovraspinato senza retrazione del ventre muscolare dove è possibile dimostrare iniziali segni di un’infiltrazione adiposa nelle scansioni T1 assiale ( freccia nel riquadro A) e coronale (freccia nel riquadro B) stadiabile,
secondo la classificazione di Goutallier (1990), come di grado 1.
content of the images themselves. As a result,
a high field strength MRI machine can provide images with a greater intrinsic tissue contrast together with a higher spatial resolution.
Generally speaking a high field strength MRI
machine makes it possible to obtain anatomical-structural spatial resolution information
precise to a tenth of a millimeter, with times
equivalent or even shorter than those needed
for an ordinary low and medium field strength
millimetric examination (up to 1.5 Teslas). As
a result, thanks to the use of this equipment
we are even able to highlight and detect a
lower level of adipose infiltration at an early stage, which it is not possible to do using medium or low field strength equipment,
which is without any doubt less precise for
this type of examination. In addition to the
Vol. 67 - No. 2
significativo miglioramento del contenuto informativo delle immagini stesse. Di conseguenza un apparecchio RM ad alto campo è in grado di fornire
immagini con un maggiore contrasto tissutale intrinseco unitamente a una più elevata risoluzione
spaziale. In linea generale infatti un’apparecchiatura RM ad alto campo permette di ottenere informazioni di carattere anatomo-strutturale di risoluzione spaziale dell’ordine dei decimi di millimetro, con
tempi equivalenti, o addirittura inferiori, a quelli
necessari per l’esame ordinario millimetrico a basso e medio campo (fino 1.5 Tesla). Pertanto grazie
all’utilizzo di tali apparecchiature si è in grado di
evidenziare e rilevare anche infiltrazioni adipose
di grado minore e nelle fasi iniziali, al contrario di
quanto invece non sia possibile fare mediante l’utilizzo di apparecchiature a medio o basso campo, che
si dimostrano senza dubbio meno precise per questo
179
BISCIOTTI
type of equipment used, the type of sequence
adopted is also extremely important; for this
reason, T1, FAT SAT and STIR sequences are
often recommended for this purpose, because
they are more sensitive to the differences between the adipose tissue and the muscles or
tendons. And finally, the most advisable types
of scan are:
1. axial: parallel to the supraspinatus tendon or perpendicular to the glenoid profile on
the coronal detector;
2. oblique coronal: parallel to the supraspinatus tendon or perpendicular to the glenoid
profile on the axial detector;
3. oblique sagittal: parallel to the scapular
glenoid cavity on the axial and oblique coronal detector.
tipo d’indagine. Oltre al tipo di apparecchiature utilizzata si rivelano di estrema importanza anche il
tipo di sequenze utilizzate, per tale motivo le sequenze T1, le FAT SAT e le STIR sono quelle maggiormente
indicate allo scopo, in virtù del fatto che si mostrano
più sensibili a differenziare il tessuto adiposo rispetto
a quello muscolare e tendineo. ��
In ultimo le scansioni maggiormente consigliabili sono:
1. assiale: parallela al tendine del sovraspinoso o
perpendicolare al profilo glenoideo sul localizzatore
coronale;
2. coronale obliqua: parallela al tendine del sovraspinoso o perpendicolare al profilo glenoideo sul
localizzatore assiale;
3. sagittale obliqua: parallela alla glena scapolare sul localizzatore assiale e coronale obliquo.
Le conseguenze della degenerazione lipidica
The consequences of fatty degeneration
It is interesting to note that the appearance
of fat in the SM is positively related to both
the patient’s age and to the time that passes
between the emergence of the pathology and
the diagnosis. However, we must underline
that the “age” factor is the best prediction of
how the fatty degeneration will develop.1
The amount of fatty infiltration is also linked
to the number of torn tendons connected to
the rotator cuff muscles.1 In other words, fatty
degeneration is minimal in the case of partial
tearing of the SM tendon, but it becomes severe in massive breakages of the cuff which,
in addition to the SM tendon, also involve the
tendons of the infraspinatus muscle and the
subscapularis muscle, whereas the teres minor
muscle is rarely involved in this process.1, 23
Fatty degeneration occurs both when the
tendon is torn by a degenerative or a traumatic event. Generally speaking, after an average
period of about 4 years from the emergence
of the symptoms, it is possible to observe a
moderate fatty inclusion, attributable to stage
2 using Goutallier’s classification,3 whereas after about 6 years, if fatty degeneration appears
severe and can be classified as stage 3-4 1 the
cause of the lesion was traumatic, and it can be
more easily identified from the perspective of
the time factor than when the origin is degenerative. A moderate (stage 2) fatty degeneration usually appears after a period of about 3
years (34.8±55.7 months), while a severe stage
(stage 3-4) can be observed after about 5 years
(57.7±66.7 months) from the lesion.1 Therefore,
180
È interessante notare che l’apparizione della
componente lipidica a livello del MS è correlata positivamente sia all’età anagrafica del paziente che
al tempo intercorrente tra l’instaurarsi della patologia e la formulazione della diagnosi. Comunque,
occorre sottolineare come il fattore “età” rappresenti
il miglior predittore per ciò che riguarda lo sviluppo
della degenerazione lipidica stessa 1.
L’ammontare della componente lipidica è altresì
correlato con il numero delle unità tendinee lesionate facenti capo ai muscoli appartenenti alla cuffia dei rotatori 1. In altre parole, la degenerazione
lipidica è minima nel caso di rotture parziali del
tendine del MS, mentre diviene severa nelle rotture massive della cuffia che, oltre al tendine del MS,
coinvolgono anche quello del m. sottospinato e del
m. sottoscapolare, essendo il piccolo rotondo raramente coinvolto in questo processo 1, 23.
Il processo di degenerazione lipidica si verifica sia
nel caso che la rottura tendinea si produca per un
fatto degenerativo, che traumatico. In linea generale, mediamente dopo un periodo di circa 4 anni
dall’insorgenza dei sintomi, è possibile osservare
un’inclusione lipidica di tipo moderato, ascrivibile
ad uno stadio 2 della classificazione di Goutallier 3,
mentre dopo un periodo di circa 6 anni la degenerazione lipidica appare di grado severo e classificabile come di stadio 3- 4 1 invece la causa lesiva
è stata di origine traumatica, e quindi ben più facilmente identificabile dal punto di vista temporale
rispetto ad un’insorgenza di tipo degenerativo, una
degenerazione lipidica di tipo moderato (stadio 2)
appare in genere dopo un periodo di circa 3 anni
(34,8±55,7 mesi), mentre un stadio severo (stadio
3-4) è osservabile dopo circa 5 anni (57,7±66,7
mesi) dall’evento lesivo 1. Per cui, perlomeno in linea
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A
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B
C
Figure 2.—A degenerative lesion to the supraspinatus muscle without complete retraction of the muscle belly. Coronal
T1 (square A and B) and axial (square C) images. Signs of initial fibro-adipose infiltration of the supraspinatus (arrows) are evident. The square can be classified as stage 2 on the Goutallier scale (1990).
Figura 2. — Lesione degenerativa del sovraspinato senza retrazione completa del ventre muscolare. Immagini T1 coronali (riquadro A e B) ed assiali (riquadro C). Si notano segni di iniziale infiltrazione fibroadiposa del sovraspinato
(frecce). Il quadro è da classificarsi come uno stadio 2 della classificazione di Goutallier (1990).
at least in principle, we can say that the process
of fatty involution is more rapid in traumatic
tears than in those that are degenerative.
The lack of precision of forecasting the
emergence of fatty degeneration in the case
of a degenerative process is due to the fact
that very often, and particularly with elderly
patients,24, 25 we are dealing with cases that
can present few or no symptoms for a long
period of time, so we can reasonably suppose
that fatty degeneration may precede the emergence of the symptoms.23, 26 However, asymptomatic lesions are generally modest in extension, while symptomatic lesions are generally
30% more extensive than the asymptomatic,
with the result that the extension of the tear
itself is an important factor to predict the de-
Vol. 67 - No. 2
di principio, possiamo considerare che il processo
d’involuzione lipidica sia più veloce nelle rotture di
tipo traumatico rispetto a quelle di tipo degenerativo.
La minor precisione nella possibile previsione
dell’insorgenza della degenerazione lipidica nel
caso di processo degenerativo è data dal fatto che
molto spesso, soprattutto nel caso di pazienti anziani 24, 25, ci si trova in presenza di quadri che restano
asintomatici o pauci-sintomatici per un lungo periodo, pertanto si può ragionevolmente supporre che la
degenerazione lipidica possa precedere l’esordio dei
sintomi 23, 26. Tuttavia, le lesioni asintomatiche sono
in genere di modesta estensione tanto che lesioni sintomatiche sono in genere del 30% più estese rispetto
a quelle asintomatiche, per cui l’estensione della lesione stessa rappresenta un importante fattore predittivo per lo sviluppo della sintomatologia algica 26.
181
BISCIOTTI
A
A
B
Figure 3.—Axial T1 scans of complete lesions to the supra- and infraspinatus with retraction of the fibres and
adipose replacement (the retraction of the tendon and
a partial but already significant adipose substitution, arrows, can be noted). The square corresponds to stage 3
on the Goutallier scale (1990).
Figura 3. — Scansioni assiali T1 di lesione completa del
sovra e sottospinato con retrazione delle fibre e sostituzione adiposa.(si nota la retrazione del tendine ed una
parziale sostituzione adiposa già significativa, frecce). Il
quadro corrisponde ad uno stadio 3 della classificazione
di Goutallier (1990).
Figure 4.—Deep-rooted tear to the supraspinatus with
retraction of the belly and adipose infiltration, T1 coronal (square A) and T1 sagittal (square B) scans (arrows)
corresponding to stage 4 on the Goutallier scale (1990).
Figura 4. — Lesione inveterata del sovraspinato con retrazione del ventre ed infiltrazione adiposa, scansioni
(frecce) T1 coronale (riquadro A) e T1 sagittale (riquadro B) corrispondente ad uno stadio 4 della classificazione di Goutallier (1990).
velopment of pain symptoms.26 This is particularly important in the case of patients who
receive conservative treatment, because in
most cases an exacerbation of the pain symptoms entails an extension of the tear, whereas
stable symptoms are an indication that the lesion has not changed.23, 26 In any case, above
all in the short term (i.e., less than a year from
the emergence of the symptoms), an increase
of pain and of the fatty degeneration are occasionally not related.23
Questo dato è particolarmente importante nel caso
di pazienti trattati conservativamente, in quanto
un’esacerbazione della sintomatologia algica comporta, nella maggioranza dei casi, un’estensione
della lesione, mentre una sintomatologia stabile è
indice di una contestuale invariabilità della lesione
stessa 23, 26. In ogni caso, soprattutto sul breve periodo (cioè, a meno di un anno dall’insorgenza dei
sintomi), talvolta la progressione del dolore e quella
della degenerazione lipidica possono non essere tra
loro correlate 23.
182
B
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BISCIOTTI
The natural development of fatty degeneration in the rotator cuff is described as irreversible and generally progressive.2, 7, 9, 27 In
fact, a level of degeneration that is equal to or
above stage 2 determines an irreversible loss
of muscle function and seriously affects the
post-surgical outcome.10, 15 In this sense, early
surgical repair seems to be able to arrest both
the fatty degeneration and the muscular atrophy.7, 22 The fatty inclusion and the resulting
process of atrophy of the SM in particular and
of the remaining muscles of the rotator cuffs
in general, following a lesion to the tendon,
is an important factor for the prognosis of the
anatomical and functional outcome after surgical reconstruction.28, 29 Surgical repair of the
rotator cuff should in fact be performed before serious fatty degeneration of the muscle
of the cuff itself can occur, in order to prevent
an unsatisfactory functional outcome.7, 30 With
the result that tackling surgical reconstruction
of the cuff late, and in the presence of severe
fatty degeneration and massive muscular atrophy, often causes the pathology to become
chronic.10, 11, 29, 31
Even the probability of recidivism after
surgical cuff reconstruction is more probable
when the muscle of the reconstructed tendon
reveals fatty degeneration above stage 1.29
Therefore, in this context stage 2 or higher fatty inclusion acquires clinical significance. And
finally it is also important to bear in mind that
some authors underline that muscular atrophy and the degree of fatty degeneration are
the only independent predictions employed
for the American Shoulder and Elbow Society
(ASES) Constant, and Pain Scores.9
La storia naturale della degenerazione lipidica
all’interno della cuffia dei rotatori é descritta come
irreversibile e generalmente progressiva 2, 7, 9, 27. In
effetti, un grado di degenerazione lipidica eguale
a superiore allo stadio 2 determina un’irreversibile perdita della funzionalità muscolare e condiziona pesantemente l’outcome postoperatorio 10, 15.
In questo senso, la riparazione chirurgica precoce
sembra essere in grado di arrestare sia il fenomeno di degenerazione lipidica, che quello di atrofia
muscolare 7, 22. L’inclusione lipidica e il conseguente
processo di atrofia del MS in particolare, e dei restanti muscoli della cuffia dei rotatori in generale,
in seguito a lesione tendinea, rappresenta un importante fattore prognostico per l’outcome anatomico e
funzionale dopo la ricostruzione chirurgica 28, 29.
La riparazione chirurgica della cuffia dei rotatori
andrebbe in effetti effettuata prima dell’insorgenza
di una grave degenerazione lipidica a livello dei
muscoli della cuffia stessa, al fine di prevenire un
insoddisfacente outcome funzionale 7, 30. Per cui, il
fatto di affrontare una ricostruzione chirurgica della cuffia tardivamente e quindi in presenza di una
severa degenerazione lipidica e di un’atrofia muscolare massiva, implica sovente la cronicizzazione
della patologia 10, 11, 29, 31.
Anche la probabilità di una recidiva dopo ricostruzione chirurgica della cuffia diviene più probabile quando il muscolo del tendine ricostruito
mostra una degenerazione lipidica maggiore dello
stadio 1 29. Pertanto, un’inclusione lipidica di grado
2 o maggiore assume in quest’ambito una rilevante
valenza clinica. Occorre, infine, anche tenere presente che alcuni autori sottolineano che il fenomeno
atrofico a livello muscolare e il grado di degenerazione lipidica rappresentano gli unici predittori indipendenti nell’ambito dell’American Shoulder and
Elbow Society (ASES), Constant, and Pain Scores 9.
Conclusions
Conclusioni
In the light of the above, we can therefore
conclude that an evaluation and consequent
classification of the process of fatty degeneration of the cuff muscles, and in particular of
the SM, carried out by MRI (gold standard),
CT or ultrasound scan may be a valid help in
predicting the functional outcome of surgical
cuff reconstruction and/or in the context of
conservative treatment.
In fact, the modest outcomes occasionally
recorded after surgical cuff reconstruction
can, to a large extent, be put down to muscular deficiency.27 This suggest that surgical
reconstruction should, whenever possible,
Alla luce di quanto esposto possiamo quindi concludere che una valutazione e una conseguente stadiazione del processo di degenerazione lipidica dei
muscoli della cuffia, e in particolar modo del MS,
effettuata tramite RM (gold standard), CT o ecografia può essere di valido aiuto nel predire l’outcome
funzionale di una ricostruzione chirurgica della
cuffia e/o nell’ambito di un programma di tipo conservativo.
Infatti, i modesti outcome che talvolta si riscontrano dopo una ricostruzione chirurgica della cuffia sono in gran parte dovuti ad insufficienza muscolare 27. Questo suggerisce come la ricostruzione
chirurgica dovrebbe essere, per quanto possibile,
Vol. 67 - No. 2
183
BISCIOTTI
be performed before significant fatty degeneration or simultaneous massive muscular
atrophy2 take place, above all in elderly patients and/or those presenting the traumatic
involvement of several tendons of the rotator
cuff muscles.
References/Bibliografia
1) Melis B, DeFranco MJ, Chuinard C,
Walch G. Natural history of fatty infiltration and atrophyof the supraspinatus
muscle in rotator cuff tears. Clin Orthop
Relat Res 2010;468:1498-505.
2) Gerber C, Meyer D, Frey E, Von Rechenberg B, Hoppeler H, Frigg R, Jost
B, Zumstein M. Reversion of structural
muscle changes caused by chronic rotator cuff tears using continous musculotendinous traction: An experimental
study in sheep. J Shoulder Elbow Surg
2009;18:163-71.
3) Goutallier D, Bernageau J, Patte D. Assessment of the trophicity of the muscles
of the ruptured rotator cuff by CT scan.
In: Post M, Morrey BF, Hawkins RJ, editors. Surgery of the shoulder. St. Louis,
MO: Mosby; 1990. p. 11-3.
4) Bernageau J, Goutallier D, Postel JM.
Density study of the muscles of the rotator
cuff. In: Laredo JD, Bard H, editors. Monographies du GETROA. Montpellier, France:
Sauramps Medical; 1993. p. 277-81.
5) Goutallier D, Postel JM, Lavau L, Voisin MC. Fatty muscle degeneration in cuff
ruptures. Pre- and postoperative evaluation by CT scan. Clin Orthop Relat Res
1994;304:78-83.
6) Goutallier D, Postel JM, Lavau L, Bernageau J. Influence of muscular degeneration of the supra and infraspinatus on
the prognosis of surgical repair of the
rotator cuff [in French]. Acta Orthop Belg
1998;64:41-5.
7) Gerber C, Fuchs B, Hodler J. The
results of repair of massive tears of
the rotator cuff. J Bone Joint Surg Am
2000;82:505-15.
8) Mellado JM, Calmet J, Olona M, Esteve C, Camins A, Perez Del Palomar L
et al. ��
Surgically repaired massive rotator cuff tears: MRI of tendon integrity,
muscle fatty degeneration, and muscle
atrophy correlated with intraoperative
and clinical findings. Am J Roentgenol
2005;184:1456-63.
9) Gladstone JN, Bishop JY, Lo IKY,
Flatow EL. Fatty infiltration and atrophy
of the rotator cuff do not improve after
rotator cuff repair and correlate with
poor functional outcome. Am J Sports
Med 2007;35:719-28.
effettuata prima del verificarsi di un’importante degenerazione lipidica e di una contestuale massiva
atrofia muscolare 2 soprattutto in pazienti anziani
e/o che presentino l’interessamento traumatico di
più tendini appartenenti alla muscolatura della
cuffia dei rotatori.
10) Liem D, Lichtenberg S, Magosch
P, Habermeyer P. Magnetic resonance
imaging of arthroscopic supraspinatus
tendon repair. J Bone Joint Surg Am
2007;89:1770-6.
11) Jost B, Pfirrmann CW, Gerber C.
Clinical outcome after structural failure
of rotator cuff repairs. J Bone Joint Surg
Am 2000;82:304-14.
12) Józa L, Kannus P, Järvinen M, Kvist
M, Letho M. Denervation and immobilization induced changes in myotendinous junction. Eur J Exp Musculoskel Res
1992;1:105-12.
13) Józa L, Kannus P. Humans tendons.
Anatomy, physiology and pathology.
Champaign, IL: Human Kinetics; 1997.
14) Nakagaki K, Ozaki J, Tomita Y, Tamai
S. Alterations in the supraspinatus muscle belly with rotator cuff tearing: Evaluation with magnetic resonance imaging.
J Shoulder Elbow Surg 1994;3:88-93.
15) Thomazeau H, Rolland Y, Lucas C,
Duval JM, Langlais F. Atrophy of the supraspinatus belly: assessment by MRI in
55 patients with rotator cuff pathology.
Acta Orthop Scand 1996;67:264-8.
16) Zanetti M, Gerber C, Hodler J. Quantitative assessment of the muscles of the
rotator cuff with magnetic resonance imaging. Invest Radiol 1998;33:163-70.
17) Fuchs B, Weishaupt D, Zanetti M,
Hodler J, Gerber C. Fatty degeneration
of the muscles of the rotator cuff: Assessment by computed tomography versus
magnetic resonance imaging. J Shoulder
Elbow Surg 1999;8:599-605.
18) Strobel K, Hodler J, Meyer DC, Pfirrmann CW, Pirkl C, Zanetti M. Fatty atrophy of supraspinatus and infraspinatus muscles: accuracy of US. Radiology
2005;237:584-9.
19) Khoury V, Cardinal E, Brassard P. Atrophy and fatty infiltration of the supraspinatus muscle: sonography versus MRI.
AJR Am J Roentgenol 2008;190:1105-11.
20) Lesage P, Maynou C, Elhage R,
Boutry N, Herent S, Mestdagh H. Reproducibility of the tomographic evaluation of muscular fatty degeneration [in
French]. Rev Chir Orthop Reparatrice Appar Mot 2002;88:359-64.
21) Williams MD, Ladermann A, Melis B,
Barthelemy R, Walch G. Fatty infiltration
of the supraspinatus: a reliability study.
J Shoulder Elbow Surg 2009;18:581-7.
22) Fuchs B, Gilbart M, Hodler J, Gerber
Ch. Clinical and structural results of open
repair of an isolated one-tendon tear of
the rotator cuff. J Bone Joint Surg Am
2006;88:309-16.
23) Mall NA, Kim HM, Keener JD, StegerMay K, Sharlene A et al. Symptomatic
progression of asymptomatic rotator cuff
tears. A prospective study of clinical and
sonographic variables. J Bone Joint Surg
Am 2010;92:2623-33.
24) Milgrom C, Schaffler M, Gilbert S,
van Holsbeeck M. Rotator-cuff changes
in asymptomatic adults. The effect of
age, hand dominance and gender. J
Bone Joint Surg Br 1995;77:296-8.
25) Sher JS, Uribe JW, Posada A, Murphy
BJ, Zlatkin MB. Abnormal findings on
magnetic resonance images of asymptomatic shoulders. J Bone Joint Surg Am
1995;77:10-5.
26) Yamaguchi K, Ditsios K, Middleton
WD, Hildebolt CF, Galatz LM, Teefey SA.
The demographic and morphological
features of rotator cuff disease. A comparison of asymptomatic and symptomatic shoulders. J Bone Joint Surg Am
2006;88:1699-704.
27) Bjoerkenheim J. Structure and function of the rabbit’s supraspinatus muscle
after resection of its tendon. Acta Orthop
Scand 1989;60:461-3.
28) Goutallier D, Postel JM, Lavau L, Bernageau J. Impact of fatty degeneration
of the supraspinatus and infraspinatus
muscles on the prognosis of surgical repair of the rotator cuff. Rev Chir Orthop
Reparatrice Appar Mot 1999;85:668-76.
29) Goutallier D, Postel JM, Gleyze P,
Leguilloux P, Van Driessche S. Influence
of cuff muscle fatty degeneration on anatomic and functional outcomes after simple suture of full-thickness tears. J Shoulder Elbow Surg 2003;12:550-4.
30) Uhthoff HK, Matsumoto F, Trudel G,
Himori K. Early reattachment does not
reverse atrophy and fat accumulation of
the supraspinatus: an experimental study
in rabbits. J Orthop Res 2003;21:386-92.
31) Vad VB, Warren RF, Altchek DW,
O’Brien SJ, Rose HA, Wickiewicz TL.
Negative prognostic factors in managing
massive rotator cuff tears. Clin J Sport
Med 2002;12:151-7.
Conflicts of interest.—The authors certify that there is no conflict of interest with any financial organization regarding the
material discussed in the manuscript.
Received on March 20, 2012.
Accepted for publication on February 5, 2014.
Corresponding author.—G. N. Bisciotti, Kinemove Rehabilitation Centers, Pontremoli - Parma - La Spezia, Italy.
E-mail: [email protected]
184
Giugno 2014
Physiological area
Area fisiologica
MED SPORT 2014;67:185-93
Reliability of electromyography
and peak torque during maximum
voluntary concentric, isometric and
eccentric contractions of quadriceps
muscles in healthy subjects
Affidabilità dell’elettromiografia e del momento
di torsione massimo durante contrazioni volontarie
concentriche, isometriche ed eccentriche massimali
dei muscoli quadricipiti in soggetti sani
A. CARVALHO 1, E. ABADE 1, 2, C. CARVALHO 1, J. SAMPAIO 1, 2
1Research
Center of Sports Science, Health and Human Development (CIDESD)
High Institute of Maia, Maia, Portugal
2University of Trás-os-Montes e Alto Douro (UTAD), Vila Real, Portugal
SUMMARY
Aim. The aim of this study was to investigate the reliability of surface electromyography of the average full wave
rectified signal (AvgEMG) of each muscle. Also, the peak torque (PT) of the subjects’ best performance during maximum voluntary concentric, eccentric and isometric contractions of quadriceps was recorded. Considering that EMG
interpretation of dynamic contractions might become difficult, based on the fact that movement itself may affect the
signal characteristics, it was also examined the AvgEMG reliability without electrode removal, after a one hour resting
period and with electrode removal with a one week interval.
Methods. The EMG signals of Vastus lateralis (VL), Rectus femoris (RF) and Vastus medialis (VM) muscles were recorded in 16 subjects (males) using surface electrodes (Medicotest, Blue Sensor SP). These data were analyzed considering
the AvgEMG of each muscle and its corresponding intra-class correlation coefficient (ICC).
Results. The results of this study show that PT and AvgEMG obtained high reliability without electrode removal, one
hour after the resting period (PT ICC: 0.98 to 0.99; AvgEMG ICC: 0.71 to 0.97). In addition, it was observed a high
reliability in all of the variables regarding the results obtained with electrode removal, one week after the resting period (Isometric PT ICC: 0.90; Concentric PT ICC: 0.95; Eccentric PT ICC 0.95; AvgEMG ICC: 0.80 to 0.94). This study
demonstrated that one hour after the resting period without electrode removal, PT and EMG variables revealed high
reliability and that one week after the resting period with electrode removal they still indicate good reliability of PT
and EMG variables.
Conclusion. The RF muscle seems to present less reliable results than VL and VM muscles. When the electrodes are
removed, the reproducibility seems to decrease, probably due to the electrode replacement related factors.
Key words: Reproducibility of results - Quadriceps muscle - Electromyography.
RIASSUNTO
Obiettivo. Obiettivo del presente studio è stato quello di esaminare l’affidabilità del valore medio del segnale rettificato a onda intera dell’elettromiografia di superficie (avgEMG) di ogni muscolo. È stato inoltre registrato il momento
di torsione massimo (peak torque, PT) della migliore performance dei soggetti durante le contrazioni volontarie concentrica, eccentrica e isometrica massimali dei quadricipiti. Considerando che l’interpretazione EMG delle contrazioni
dinamiche potrebbe essere difficile, poiché il movimento stesso può influenzare le caratteristiche del segnale, è stata
anche esaminata l’affidabilità dell’AvgEMG senza rimozione degli elettrodi, dopo un periodo di riposo di un’ora, e con
rimozione degli elettrodi dopo un intervallo di una settimana.
Vol. 67 - No. 2
185
CARVALHO
Reliability of electromyography and peak torque
Metodi. I segnali EMG dei muscoli vasto laterale (VL), retto femorale (RF) e vasto mediale (VM) sono stati registrati in
16 soggetti (uomini) utilizzando degli elettrodi di superficie (Medicotest, Blue Sensor, SP). Tali dati sono stati analizzati
considerando l’avgEMG di ciascun muscolo e il relativo coefficiente di correlazione intraclasse (ICC).
Risultati. I risultati del presente studio hanno mostrato che il PT e l’avgEMG hanno ottenuto un’elevata affidabilità
senza rimozione degli elettrodi, un’ora dopo il periodo di riposo (ICC del PT: da 0,98 a 0,99; ICC dell’avgEMG: da
0,71 a 0,97). Inoltre, è stata osservata un’elevata affidabilità di tutte le variabili per quanto concerne i risultati ottenuti
con la rimozione degli elettrodi, una settimana dopo il periodo di riposo (ICC del PT isometrico: 0,90; ICC del PT
concentrico: 0,95; ICC del PT eccentrico 0,95; ICC dell’avgEMG: da 0,80 a 0,94). Il presente studio ha indicato che
un’ora dopo il periodo di riposo senza rimozione degli elettrodi, le variabili PT ed EMG hanno mostrato un’elevata
affidabilità, e che una settimana dopo il periodo di riposo con rimozione degli elettrodi sussisteva ancora una buona
affidabilità delle variabili PT ed EMG.
Conclusioni. Il muscolo RF sembra presentare risultati meno affidabili rispetto ai muscoli VL e VM. Quando gli elettrodi vengono rimossi, la riproducibilità sembra diminuire, probabilmente a causa dei fattori associati alla sostituzione
degli elettrodi.
Parole chiave: Riproducibilità dei risultati - Quadricipiti - Elettromiografia.
R
eliability plays an important role in the interpretation of the evaluation research data,
and it has been an important variable to establish reliable evaluations, since it is capable
to compare different electromyography (EMG)
data recordings from diverse laboratories and
performed by different researchers.
The processing methodology about the behavior of the signal in time domain is described
by the amplitude variables (the root mean
square of the signal or the average rectified value of each epoch, the latter being the integrated
EMG divided by the epoch duration) and/or the
muscle fiber conduction velocity.1, 2
In contrast with isometric muscle contraction
evaluation, EMG signal interpretation may become more difficult when focussing on dynamic muscle contractions, due to several factors
inherent to the movement itself that contribute
to affect the EMG signal recording. However,
much of the basic human activity is dynamic
by nature and isometric actions are rarely performed in the quotidian context. This fact seems
to prevail over the difficulties inherent to this
type of procedure, reinforcing the importance
of studies in EMG dynamic muscle contraction.3
The use of isokinetic dynamometers to evaluate muscle function has progressively been increasing in sport, research and clinical settings.
Isokinetic devices are able to assess joint and
muscle strength under constant velocity conditions and allow for maximal strength of the
muscle(s) in concentric (CON), eccentric (ECC)
and isometric (ISO) modes.
Some investigations have used isokinetic dynamometers to assess isometric and dynamic
(ECC and CON) strength of both the knee extensor and flexor muscles.4, 5 Reliability seems to be
186
L
’affidabilità riveste un ruolo importante nell’interpretazione e nella valutazione dei dati di ricerca, ed è un’importante variabile per stabilire
valutazioni affidabili, poiché è in grado di confrontare diverse registrazioni di dati EMG provenienti da diversi laboratori ed effettuate da diversi
ricercatori.
La metodologia di elaborazione circa il comportamento del segnale nel dominio del tempo
è descritta dalle variabili di ampiezza (il valore
quadratico medio del segnale o il valore rettificato medio di ciascuna epoca: quest’ultimo rappresenta l’EMG integrata divisa per la durata delle
epoche) e/o la velocità di conduzione della fibra
muscolare 1, 2.
Al contrario della valutazione della contrazione
muscolare isometrica, l’interpretazione del segnale
può divenire più difficile quando ci si concentra
sulle contrazioni muscolari dinamiche, a causa di
numerosi fattori inerenti al movimento stesso che
contribuiscono a influenzare la registrazione del
segnale EMG. Tuttavia, la maggior parte dell’attività umana elementare è di natura dinamica e le
azioni isometriche vengono effettuate raramente
nell’ambito quotidiano. Ciò sembra prevalere rispetto alle difficoltà inerenti a questo tipo di procedura, rafforzando l’importanza degli studi EMG
sulla contrazione muscolare dinamica 3.
L’impiego di dinamometri isocinetici per valutare la funzione muscolare è progressivamente
aumentato nell’ambito sportivo, clinico e sperimentale. I dispositivi isocinetici sono in grado di
valutare la forza muscolare e articolare in condizioni di velocità costante, e permettono la misurazione della forza muscolare massimale nelle
modalità concentrica (CON), eccentrica (ECC) e
isometrica (ISO).
Alcune ricerche hanno utilizzato i dinamometri
isocinetici per valutare la forza isometrica e dina-
Giugno 2014
a vital key when measuring the muscle strength
during ECC, CON and ISO contractions. ��
Apparently, several factors may influence the evaluation reproductibility, such as the measuring
device, the testing procedures and the individuals’ unique characteristics. Thus, measurement
variability should be assessed using specific and
similar testing equipments and procedures. Additionally, selecting population of relevant interest must be a mandatory criterion.
Previous research have evaluated the reliability of Biodex,6-13 Cybex,10-13 Kin Com,14, 15
Con-Trex,4, 16 Merac,17 Lido 18 and iSAM 9000
19 isokinetic devices. Essentially, similar reliability values of the knee extension and flexion
measurements were found when comparing
REV9000 with Cybex NORM and Con-Trex machines. There seems to be no differences in the
reliability results of all these machines, which
reinforces the use of these devices in future
sports performance studies.
This study aimed to investigate the reliability
of surface electromyography average full wave
rectified signal (avgEMG) and peak torque (PT)
of the quadriceps muscle in maximum ECC,
CON and ISO contractions without electrode
removal one hour after resting period, and with
electrode removal with a one week interval.
Materials and methods
Sixteen male healthy subjects (mean age±SD:
21±1.2 years, height: 176±5 cm, body mass: 74±8
kg) with no previous experience with isokinetic tests volunteered to participate in the study.
All subjects were recreational athletes with no
cardiovascular or orthopedic problems. Prior to
the study, all the participants were informed of
the testing procedures and possible risks, and
a written consent was obtained. This protocol
was approved by the ethics committee of the Research Center in Sports Sciences, Health and Human Development and it was in accordance to
the latest revision of the declaration of Helsinki.
One week prior to the beginning of the
protocol, all subjects performed a familiarization session in the isokinetic dynamometer
according to the protocol guidelines that were
followed during the main study. After that, the
subjects participated in three sessions, two in
the same day with a one hour rest period and
a third seven days later. The sessions were
performed at the same time of day (16h00m),
more than 3 hours after the last meal and
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CARVALHO
mica (ECC e CON) dei muscoli estensore e flessore del ginocchio 4, 5. L’affidabilità sembra rivestire
un ruolo essenziale nella misurazione della forza
muscolare durante le contrazioni ECC, CON e ISO.
Apparentemente, numerosi fattori possono influenzare la riproducibilità della valutazione, come il
dispositivo di misurazione, le procedure di test e
le caratteristiche uniche dei soggetti. Pertanto, la
variabilità della misurazione deve essere valutata
utilizzando procedure e dispositivi di test simili.
Inoltre, la selezione di una pertinente popolazione
d’interesse deve essere un criterio obbligatorio.
Precedenti ricerche hanno valutato l’affidabilità dei dispositivi isocinetici Biodex 6-13, Cybex 10-13,
Kin Com 14, 15, Con-Trex 4, 16, Merac 17, Lido 18 e
iSAM 9000 19. Essenzialmente, sono stati osservati valori di affidabilità simili nelle misurazioni di
estensione e flessione del ginocchio quando sono
stati confrontati i dispositivi REV9000, Cybex
NORM e Con-Trex. Sembrano non esserci differenze nei risultati di affidabilità di tutti questi dispositivi, il che rafforza l’utilizzo di tali dispositivi in
futuri studi sulle performance sportive.
Obiettivo del presente studio è stato quello di
esaminare l’affidabilità del momento di torsione
massimo (PT) e del valore medio del segnale rettificato a onda intera (avgEMG) dell’elettromiografia
di superficie del muscolo quadricipite nelle contrazioni ECC, CON e ISO massimali senza rimozione
degli elettrodi, un’ora dopo il periodo di riposo, e
con rimozione degli elettrodi dopo un intervallo di
una settimana.
Materiali e metodi
Sedici soggetti sani di sesso maschile (età media
± DS: 21±1,2 anni, altezza: 176±5 cm, massa corporea: 74±8 kg) senza precedente esperienza nei
test isocinetici si sono offerti volontari per partecipare allo studio. Tutti i soggetti erano atleti amatoriali privi di problemi ortopedici o cardiovascolari. Prima dello studio, tutti i partecipanti sono
stati informati delle procedure di test e dei possibili
rischi, ed hanno fornito il loro consenso informato
scritto. Questo protocollo è stato approvato dal comitato etico del “Research Center in Sports Sciences, Health and Human Development”, ed è stato
redatto in armonia con l’ultima revisione della
Dichiarazione di Helsinki.
Una settimana prima dell’inizio del protocollo,
tutti i soggetti hanno effettuato una sessione di familiarizzazione con il dinamometro isocinetico in
base alle linee guida del protocollo che erano state
seguite durante lo studio principale. Dopo di ciò, i
soggetti hanno partecipato a tre sessioni, due nel-
187
CARVALHO
preceded by a 10 minute warm up that consisted in low intensity ergocycle (70 rpm at
50 watts) and dynamic stretching exercises for
hamstrings and quadriceps. ��
The room temperature and the air relative humidity were
maintained at 21 ºC and 58-62% respectively,
using two air conditioners positioned laterally
to the subjects. Subjects sat with the thigh at
an angle of 85° (Goniometer Baseline, 360º,
30 cm) to the trunk and the mechanical axis
of the dynamometer was aligned with the lateral epicondyle of the knee. The trunk and
the thigh were stabilized with belts. The knee
range of motion was established from 20° to
90º of flexion and the lever arm was positioned at the distal third of the leg. Torque
was gravity-corrected. Dynamometer calibration was performed before every session in
accordance with the manufacturer’s instructions.
All sessions were focused on the evaluation
of the right lower limb and proceeded in the
follow order: 5 CON contractions at 60ºs-1 followed by ISO muscle contractions (flexion and
extension) during 5 seconds (at 60º of flexion)
and 5 ECC contractions at 60ºs-1. A 90 seconds
recovery time was allowed between ECC, CON
and ISO tests. All subjects benefited from both
visual feedback and verbal encouragement. The
highest peak torque of the five repetitions was
considered for analyses. EMG signals of Vastus
lateralis (VL), Rectus femoris (RF) and Vastus
medialis (VM) muscles were recorded using
surface electrodes (Medicotest, Blue Sensor SP)
with bi-polar placement according to SENIAM’s
recommendations for surface EMG. These data
were analyzed considering AvgEMG of each
muscle.
All tests were performed using a REV9000
(Technogym, Italy) isokinetic dynamometer and
controlled by the same expert technician. To
evaluate muscle electrical activity it was used a
pre-amplified telemetry system (Glonner), with
Simi Motion software. The signal was recorded
using a 2000-Hz frequency and smoothed using a low-pass 10-Hz filter. One hour after the
resting period, without electrode removal, each
subject was evaluated for a second time. At the
end of the procedure, electrodes were removed
and its placement upon the skin was marked
with black ink. One week later, after a new
electrode placement over the marked spots,
subjects were again evaluated. In the dynamic
contractions, the EMG Signal analysis was performed through a window of 0.512 s centred in
188
lo stesso giorno intervallate da un’ora di riposo, e
una terza sessione svolta sette giorni dopo. Le sessioni sono state effettuate nello stesso momento del
giorno (h 16.00), più di 3 ore dopo l’ultimo pasto,
e precedute da un riscaldamento di 10 minuti che
consisteva in una pedalata su cicloergometro a
bassa intensità (70 rpm a 50 Watt) ed esercizi di
stretching dinamico per i muscoli ischiocrurali e
quadricipiti. La temperatura ambiente e l’umidità
relativa dell’aria sono state mantenute rispettivamente a 21 °C e 58-62%, utilizzando due condizionatori posizionati lateralmente ai soggetti. I soggetti
si sono seduti con la coscia ad angolo di 85° (Goniometro Baseline, 360°, 30 cm) rispetto al tronco,
e l’asse meccanico del dinamometro è stato allineato all’epicondilo laterale del ginocchio. Il tronco e la
coscia sono stati stabilizzati con delle cinghie. L’ampiezza di movimento del ginocchio è stata stabilita
da 20° a 90° di flessione e il braccio di leva è stato
posizionato al terzo distale della gamba. La torsione
è stata corretta in base alla gravità. La calibratura
del dinamometro è stata effettuata prima di ogni
sessione in base alle istruzioni del produttore.
Tutte le sessioni sono state condotte sull’arto inferiore destro nel seguente ordine: 5 contrazioni
CON a 60°s-1 seguite da contrazioni muscolari
ISO (flessione ed estensione) durante 5 secondi
(a 60° di flessione) e 5 contrazioni ECC a 60°s-1.
Tra i test ECC, CON e ISO è stato consentito un
tempo di recupero di 90 secondi. Tutti i soggetti
hanno ricevuto un feedback visivo e un incoraggiamento verbale. Il momento di torsione massimo
più elevato delle cinque ripetizioni è stato preso in
considerazione per le analisi. I segnali EMG dei
muscoli vasto laterale (VL), retto femorale (RF) e
vasto mediale (VM) sono stati registrati utilizzando elettrodi di superficie (Medicotest, Blue Sensor,
SP) con posizionamento bipolare secondo le raccomandazioni SENIAM per l’EMG di superficie. I
dati sono stati analizzati considerando l’avgEMG
di ciascun muscolo.
Tutti i test sono stati condotti utilizzando un
dinamometro isocinetico REV9000 (Technogym,
Italia) e controllati dallo stesso tecnico. Per valutare l’attività elettrica dei muscoli è stato utilizzato
un sistema di telemetria preamplificato (Glonner)
con software Simi Motion. Il segnale è stato registrato utilizzato una frequenza di 2000 Hz e filtrato utilizzando un filtro passa-banda da 10 Hz.
Un’ora dopo il periodo di riposo, senza rimozione
degli elettrodi, ogni soggetto è stato valutato per
una seconda volta. Al termine della procedura, gli
elettrodi sono stati rimossi e il loro posizionamento sulla cute è stato contrassegnato con inchiostro
nero. La settimana successiva, dopo il nuovo posizionamento degli elettrodi sui punti contrassegna-
Giugno 2014
CARVALHO
Table I.—Mean, standard deviation and ICC of PT (Nm) and avgEMG (mV) in VL, RF and VM muscles
after 1 hour and 1 week interval periods.
Tabella I. — Media, deviazione standard e ICC del PT (Nm) e dell’avgEMG (mV) nei muscoli VL, RF e VM
dopo intervalli di 1 ora e di 1 settimana.
1 hour interval (without electrode removal)
Concentric
PT (Nm)
avgVL (mV)
avgRF (mV)
avgVM (mV)
Isometric
PT (Nm)
avgVL (mV)
avgRF (mV)
avgVM (mV)
Eccentric
PT (Nm)
avgVL (mV)
avgRF (mV)
avgVM (mV)
1 week interval (with electrode removal)
test
retest
ICC
test
retest
ICC
224.24±28.23
0.763±0.36
0.590±0.20
0.806±0.33
221.82±30.66
0.636±0.31
0.570±0.21
0.601±0.26
0.98
0.97
0.71
0.88
224.24±28.23
0.763±0.36
0.590±0.20
0.806±0.33
233.53±31.19
0.721±0.27
0.642±0.27
0.824±0.57
0.95
0.69
0.82
0.80
237.84±51.78
0.633±0.33
0.455±0.18
0.523±0.22
236.69±57.91
0.657±0.42
0.469±0.21
0.602±0.27
0.99
0.92
0.88
0.93
237.84±51.78
0.633±0.33
0.455±0.18
0.523±0.22
244.93±41.72
0.485±0.22
0.436±0.10
0.541±0.27
0.90
0.76
0.50
0.80
286.82±48.76
0.685±0.37
0.481±0.22
0.536±0.22
287.71±48.18
0.765±0.50
0.469±0.20
0.608±0.25
0.98
0.88
0.80
0.90
286.82±48.76
0.685±0.37
0.481±0.22
0.536±0.22
285.47±51.35
0.588±0.27
0.426±0.17
0.597±0.30
0.95
0.81
0.63
0.75
PT: peak torque; avgEMG: average full wave rectified signal; VL: Vastus lateralis; RF: Rectus femoris; VM: Vastus medialis.
the force curve produced in the ECC and CON
contractions (i.e., relatively to the peak torque).
For the isometric contractions (duration of 5 s),
a 2-s window centred in the force curve was
established (i.e., not considering the first and
last 1.5 s).
Mean and standard deviation (SD) were calculated for the peak torque of all data.
Reliability concerned to the degree to which
individuals maintain their position in a sample with repeated measurements.20 This type
of reliability was assessed with the intraclass
correlation coefficient (ICC). ICC above 0.90
was considered high, between 0.80 and 0.90
as moderate and below 0.80 as low.21 All statistical procedures were performed with SPSS
17.0 statistical software (SPSS Inc., Chicago, IL,
USA).
Results
Table I presents the mean±SD and the ICC
of peak torque and avgVL, avgRF, avgVM measured with a one hour interval (without electrode removal) and one week interval (with
electrode removal).
The ICC values of the peak torque for ECC,
CON and ISO contractions showed a high reliability. Regardless to the average full wave rectified signal, the reliability found without elec-
Vol. 67 - No. 2
ti, i soggetti sono stati valutati nuovamente. Nelle
contrazioni dinamiche, l’analisi del segnale EMG
è stata effettuata attraverso una finestra di 0,512 s
centrata nella curva di forza prodotta nelle contrazioni ECC e CON (cioè in relazione al momento di
torsione massimo). Per le contrazioni isometriche
(durata di 5 secondi), è stata stabilita una finestra di 2 secondi centrata nella curva di forza (cioè
non considerando i primi e gli ultimi 1,5 secondi).
La media e la deviazione standard (DS) sono
state calcolate per il momento di torsione massimo
di tutti i dati.
L’affidabilità riguardava il grado con il quale
gli individui mantenevano la loro posizione in un
campione di misurazioni ripetute 20. Tale tipo di affidabilità è stato valutato con il coefficiente di correlazione intraclasse (ICC). Un ICC superiore a 0,90
è stato considerato elevato, tra 0,80 e 0,90 è stato
considerato moderato e al di sotto di 0,80 è stato
considerato basso 21. Tutte le procedure statistiche
sono state effettuate utilizzando il software statistico
per le scienze sociali (SPSS, Inc., Chicago, IL, USA).
Risultati
La Tabella I presenta la media ± DS e l’ICC del momento di torsione massimo e dell’avgVL, dell’avgRF
e dell’avgVM misurati con un intervallo di un’ora
(senza rimozione degli elettrodi) e con un intervallo
di una settimana (con rimozione degli elettrodi).
I valori ICC del momento di torsione massimo
189
CARVALHO
trode removal for all muscles was higher than
with electrode removal. Without electrode removal, the ICC of avgVL (0.88-0.97) and avgVM
(0.88-0.93) was considered moderate-to-high
while the ICC of avgRF was low-to-moderate
(0.71-0.88).
With the electrode removal, the ICC of avgVL
(0.69-0.81), avgVM (0.75-0.80) and avgRF (0.500.82) was low-to-moderate. The reliability of
the EMG parameters assessed with one week
interval was low-to-moderate.
Discussion of results
The measuring device itself, the evaluation
procedures and the subjects’ performance repeatability are important to determine the reliability of the method. Different studies have
demonstrated acceptable intra and intersession
reliabilities using different isokinetic machines,
such as Biodex,6-8 Cybex,10, 12, 13 Kin Com,14
Con-Trex 4, 14, 16 and Merac.17 Several scientific
studies have used isokinetic dynamometers
to assess static (ISO) and dynamic (CON and
ECC) function of both the knee extensor and
flexor muscles.4, 5, 22-25 There are no significant differences in the reliability results of all
these machines, however it was found a higher
ICC with the REV9000 isokinetic dynamometer when compared to the Cybex NORM and
Con-Trex machines. The results of the present
study were similar to those obtained in previous investigations.12, 16 Apparently, the reliability of the knee extension measurements using
the REV9000 isokinetic dynamometer is similar
to the Cybex NORM and Con-Trex machines
results.
It seems that the reliability would be even
higher if the subjects were familiarized with the
isokinetic evaluations due to the inherent learning effects.
One hour after the rest (without electrode
removal), the EMG results indicate ICC values for avgVL and avgVM ranging from 0.88
to 0.97 (moderate-to-high) and avgRF ICC values between 0.71 and 0.88 (low-to-moderate).
The results found without electrode removing
are in accordance with Ochia and Cavanagh.26
In that study, ten young subjects performed
standardized isometric exercises at 30% of the
maximum voluntary effort, every 2 h throughout a normal working day (over a 12 h interval), which included a period of self-chosen
exercise. Surface electrodes remained in place
190
per le contrazioni ECC, CON e ISO hanno mostrato un’elevata affidabilità. A prescindere dal valore
medio del segnale rettificato a onda intera, l’affidabilità osservata senza rimozione degli elettrodi
per tutti i muscoli è stata superiore rispetto all’affidabilità osservata con la rimozione degli elettrodi.
Senza rimozione degli elettrodi, l’ICC dell’avgVL
(0,88-0,97) e dell’avgVM (0,88-0,93) è stato considerato da moderato a elevato mentre l’ICC dell’avgRF era da basso a moderato (0,71-0,88).
Con la rimozione degli elettrodi, l’ICC dell’avgVL
(0,69-0,81), dell’avgVM (0,75-0,80) e dell’avgRF
(0,50-0,82) era da basso a moderato. L’affidabilità dei parametri EMG valutati con un intervallo di
una settimana era da bassa a moderata.
Discussione dei risultati e conclusioni
Il dispositivo di misurazione stesso, le procedure
di valutazione e la ripetibilità delle performance dei
soggetti sono importanti nel determinare l’affidabilità di un metodo. Diversi studi hanno dimostrato
un’accettabile affidabilità intra- e inter-sessione utilizzando diversi dispositivi isocinetici come Biodex
6-8, Cybex 10, 12, 13, Kin Com 14, Con-Trex 4, 14, 16 e
Merac 17. Diversi studi scientifici hanno utilizzato
dinamometri isocinetici per valutare la funzione
statica (ISO) e dinamica (CON e ECC) dei muscoli
estensori e flessori del ginocchio 4, 5, 22-25. Non esistono differenze significative nei risultati di affidabilità di tutti questi dispositivi; tuttavia, è stato osservato
un ICC più elevato con il dinamometro isocinetico
REV9000 rispetto ai dispositivi Cybex NORM e ConTrex. I risultati ottenuti dal presente studio sono simili a quelli ottenuti da precedenti ricerche 12, 16.
Apparentemente, l’affidabilità delle misurazioni
dell’estensione del ginocchio utilizzando il dinamometro isocinetico REV9000 è simile ai risultati
ottenuti con i dispositivi Cybex NORM e Con-Trex.
Sembra che l’affidabilità sarebbe stata ancora
maggiore se i soggetti avessero familiarizzato con
le valutazioni isocinetiche a causa degli inerenti
effetti di apprendimento.
Un’ora dopo il test (senza rimozione degli elettrodi), i risultati EMG hanno indicato valori ICC
per l’avgVL e l’avgVM oscillanti tra 0,88 e 0,97
(da moderati a elevati) e valori ICC per l’avgRF
tra 0,71 e 0,88 (da bassi a moderati). I risultati
ottenuti senza la rimozione degli elettrodi sono in
armonia con quelli ottenuti da Ochia and Cavanagh 26. Nel loro studio, 10 giovani soggetti hanno effettuato esercizi isometrici standardizzati al
30% dello sforzo volontario massimo, ogni 2 ore
durante una normale giornata di lavoro (in un
intervallo di 12 ore), che includeva un periodo
Giugno 2014
over the biceps brachii, vastus medialis, and
gastrocnemius throughout the day. The normalized integrated EMG for two of the three
muscles found no significant changes during
the 12-h period, and only the first observation
of VM showed a trend (P<0.1) of differences
with three of the other measurement periods.
The stability of the surface EMG measurements
over the 12-h period suggests that this methodology is feasible for use in future long-term
EMG studies.
When analysing ICC one week after resting period (with removal electrodes), it was
verified that PT maintained a high reliability
(ICC>0.90). However, the EMG results indicated a low-to-moderate ICC for avgVL (0.700.81), avgVM (0.75-0.80) and avgRF (0.500.82). Similar results were already found with
a high level of repeatability in maximal voluntary contractions measurement.27 Mean spectral frequency and average rectified values also
showed a high level of repeatability (ICC>70%
for all muscles and legs except right vastus
medialis obliquus). At 50% of the maximal voluntary contraction level, no relevant pattern
of fatigue was observed for the vastus medialis obliquus and VL muscles, suggesting that
other portions of the quadriceps might have
contributed to the generated effort. These observations suggest that in the investigation of
voluntary contractions performed by muscles
belonging to the same multi-muscular group
at submaximal level, discriminating the participation of the different muscle portions should
be considered. It seems that the results found
with electrode removal presented lower ICC
values than those found without electrode removal, mainly in avgRF, probably due to factors affecting new electrode placement. The
lower ICC found on the rectus femoris can be
justified by the fact that this muscle is a pennate muscle. Thus, it is difficult to align the
detection system with the muscles’ fiber direction, which may lead to incorrect estimation
of the EMG variables.28 Since the intermedius
muscle is too deep to be detected with surface
techniques, this means that changes in sensor
placement and skin surface properties can increase experimental noise.27
The EMG variables of VL and VM were more
repeatable than those of RF muscle. The electrodes repositioning on “short” muscles may be
more critical than in a “longer” muscle.27 The
detection of the correct electrode positioning,
the accurate use of statistical tools and the is-
Vol. 67 - No. 2
CARVALHO
di esercizio fisico scelto dal soggetto. Gli elettrodi
di superficie sono rimasti in posizione sul bicipite brachiale, sul vasto mediale e sul gastrocnemio
per tutto il giorno. L’EMG integrata normalizzata
per due dei tre muscoli non ha mostrato cambiamenti significativi durante il periodo di 12 ore e
solo la prima osservazione del VM ha mostrato
una tendenza (P<0,1) di differenze con tre degli
altri periodi di misurazione. La stabilità delle misurazioni EMG di superficie nel periodo di 12 ore
suggerisce che questa metodologia è utilizzabile in
futuri studi EMG a lungo termine.
Analizzando l’ICC una settimana dopo il periodo di riposo (con rimozione degli elettrodi), è stato
osservato che il PT ha mantenuto un’elevata affidabilità (ICC>0,90). Tuttavia, i risultati EMG hanno
indicato un ICC da basso a moderato per l’avgVL
(0,70-0,81), l’avgVM (0,75-0,80) e l’avgRF (0,500,82). Risultati simili sono già stati osservati con
un elevato livello di ripetibilità nella misurazione
delle contrazioni volontarie massime 27. Anche la
frequenza media dello spettro e i valori rettificati
medi hanno mostrato un elevato livello di ripetibilità (ICC>70% per tutti i muscoli e gambe eccetto per
il vasto mediale obliquo destro). Al 50% del livello di
contrazione volontaria massima, non è stato osservato nessuno schema di affaticamento rilevante per
i muscoli vasto mediale obliquo e VL, suggerendo
che altre porzioni del quadricipite potrebbero avere
contribuito allo sforzo generato. Tali osservazioni
suggeriscono che nell’indagine delle contrazioni
volontarie effettuate dai muscoli appartenenti allo
stresso gruppo multimuscolare a livello submassimale, deve essere presa in considerazione la discriminante della partecipazione delle diverse porzioni del muscolo. Sembra che i risultati osservati
con la rimozione degli elettrodi abbiano presentato
valori ICC inferiori rispetto a quelli osservati senza rimozione degli elettrodi, soprattutto nell’avgRF,
probabilmente a causa dei fattori che influenzano
il riposizionamento degli elettrodi. L’ICC inferiore
osservato sul retto femorale può essere giustificato
dal fatto che questo è un muscolo pennato. Pertanto, è difficile allineare il sistema di rilevazione con
la direzione delle fibre muscolari, e ciò può portare
a una stima errata delle variabili EMG 28. Poiché
il muscolo intermedio è troppo profondo per essere
rilevato con le tecniche di superficie, ciò significa
che i cambiamenti nel posizionamento del sensore
e le proprietà della superficie cutanea possono aumentare il rumore sperimentale 27.
Le variabili EMG di VL e VM erano più ripetitibili rispetto a quelle del muscolo RF. Il riposizionamento degli elettrodi sui muscoli “corti” può
essere più critico che sui muscoli “lunghi” 27. Il
rilevamento del corretto posizionamento degli elet-
191
CARVALHO
sue of the repeatability seem to play a vital role
in the validation process of the surface EMG
technique. Probably, reliability could be even
higher if the subjects were more familiarized
with the isokinetic tests, as it was previously
underlined.
The results found with electrode removing
are in line with a previous study that tested
twenty-two healthy subjects (11 males and 11
females) on two days with a one week gap.29
In that investigation, surface EMG was recorded
from rectus femoris (RF), vastus lateralis (VL)
and vastus medialis (VM) during sustained isometric contractions at 80% and 20% of maximal
voluntary contraction (MVC) until exhaustion.
Regardless to the amplitude, the initial, final
and normalized EMG showed moderate to high
reliability for all three muscle groups at both
contraction levels (ICC=0.58-0.99).
trodi, il preciso utilizzo degli strumenti statistici e
il problema della ripetitibilità sembrano rivestire
un ruolo essenziale nel processo di convalida della
tecnica EMG di superficie. Probabilmente, l’affidabilità potrebbe ancora essere più elevata se i soggetti avessero familiarizzato maggiormente con i test
isocinetici, come è stato sottolineato in precedenza.
I risultati osservati con la rimozione degli elettrodi sono in linea con uno studio precedente che ha testato ventidue soggetti sani (11 uomini e 11 donne)
in due giorni con un intervallo di una settimana 29.
In tale indagine, l’EMG di superficie è stata registrata dal retto femorale (RF), dal vasto laterale (VL) e
dal vasto mediale (VM) durante contrazioni isometriche sostenute all’80% e al 20% della contrazione
volontaria massima (MVC), fino all’esaurimento. A
prescindere dall’ampiezza, l’EMG iniziale, finale e
normalizzata ha mostrato un’affidabilità da moderata a elevata per tutti e tre i gruppi muscolari a
entrambi i livelli di contrazione (ICC=0,58-0,99).
Conclusions
Conclusioni
In conclusion, the present study showed a
low-to-moderate reliability of the average full
wave rectified signal when the electrodes were
removed one week after the rest period. Without electrode removal, the ICC was considered
moderate-to-high for avgVL and avgVM and
low-to-moderate for avgRF. The results of this
study showed a high reproducibility of ECC,
CON and ISO isokinetic strength for knee extensor muscles using the REV9000. This indicates that this isokinetic device is valid for
scientific research or patient evaluation, providing methodological recommendations and
comparing the effects of different strength
programs.
With respect to EMG parameters, caution
should be applied. When the electrodes are removed, the reproducibility seems to decrease,
probably due to the electrode replacement
related factors. Also, the RF muscle seems to
present less reliable results than VL and VM
muscles.
1) Clancy EA. Electromyogram Amplitude Estimation With Adaptive Smoothing Window Length. Ieee T Bio-Med Eng
1999;46:717-29.
2) De Luca CJ. The Use Of Surface Electromyography In Biomechanics. Journal
Of Applied Biomechanics 1997;13:135-63.
3) Madigan ML, Pidcoe PE. A Muscle
Temperature Compensation Technique
192
Per concludere, il presente studio ha mostrato
un’affidabilità da bassa a moderata del valore medio del segnale rettificato a onda intera quando
gli elettrodi sono stati rimossi una settimana dopo
il periodo di riposo. Senza rimozione degli elettrodi, l’ICC è stato considerato da moderato a elevato
per l’avgVL e l’avgVM e da basso a moderato per
l’avgRF. I risultati del presente studio hanno mostrato un’elevata riproducibilità della forza isocinetica ECC, CON e ISO per i muscoli estensori del
ginocchio utilizzando il dispositivo REV9000. Ciò
indica che tale dispositivo isocinetico è valido per
la ricerca scientifica o la valutazione dei pazienti,
fornendo raccomandazioni metodologiche e confrontando gli effetti di diversi programmi di forza.
Rispetto ai parametri EMG, è necessario prestare
attenzione. Quando gli elettrodi vengono rimossi, la riproducibilità sembra diminuire, probabilmente a causa dei fattori associati alla sostituzione degli elettrodi. Inoltre, il muscolo RF sembra
presentare risultati meno affidabili rispetto ai muscoli VL e VM.
For EMG Fatigue Measures. Med Sci Sport
Exer 2002;34:780-4.
4) Bardis C, Kalamara E, Loucaides
G, Michaelides M, Tsaklis P. Intramachine And Intermachine Reproducibility Of Concentric Performance: A Study
Of The Con-Trex MJ And The Cybex
Norm Dynamometers. Isokinet Exerc Sci
2004;12:91-7.
5) Cotte T, Ferret JM. Comparative Study
Of Two Isokinetics Dynamometers: CY-
BEX NORM Vs CON-TREX MJ. Isokinet
Exerc Sci 2003;11:37-43.
6) Brown L, Whitehurst M, Bryant J,
Buchalter D. Reliability Of The Biodex System 2 Isokinetic Dynamometer
Concentric Mode. Isokinet Exerc Sci
1993;3:160-3.
7) Feiring D, Ellenbecker T, Dercheid
G. Test-Retest Reliability Of The Biodex
Isokinetic Dynamometer. J Orthop Sport
Phys 1990;11:298-300.
Giugno 2014
8) Lund H, Sondergaard K, Zachariassen
T, Christensen R, Bulow P, Henriksen M,
et al. Learning Effect Of Isokinetic Measurements In Healthy Subjects, And Reliability And Comparability Of Biodex And
Lido Dynamometers. Clin Physiol Funct I
2005;25:75-82.
7) Ordway NR, Hand N, Briggs G, PloutzSnyder LL. Reliability Of Knee And Ankle
Strength Measures In An Older Adult Population. J Strength Cond Res 2006;20:82-7.
10) Bandy WD, Mclaughlin S. Intramachine And Intermachine Reliability For
Selected Dynamic Muscle Performance
Tests. J Orthop Sport Phys 1993;18:60913.
11) Blacker SD, Fallowfield JL, Bilzon JLJ, Willems MET. Within-Day And
Between-Days Reproducibility Of Isokinetic Parameters Of Knee, Trunk And
Shoulder Movements. Isokinet Exerc Sci
2010;18:45-55.
12) Impellizzeri FM, Bizzini M, Rampinini E, Cereda F, Maffiuletti NA. Reliability Of Isokinetic Strength Imbalance
Ratios Measured Using The Cybex NORM
Dynamometer. Clin Physiol Funct I
2008;28:113-9.
13) Li RCT, Wu Y, Maffulli N, Chan KM,
Chan JLC. Eccentric And Concentric Isokinetic Knee Flexion And Extension:
A Reliability Study Using The Cybex
6000 Dynamometer. Brit J Sport Med
1996;30:156-60.
14) Sole G, Hamren J, Milosavljevic S,
Nicholson H, Sullivan SJ. Test-Retest
Reliability Of Isokinetic Knee Extension And Flexion. Arch Phys Med Rehab
2007;88:626-31.
15) Tredinnick TJ, Duncan PW. Reliability Of Measurements Of Concentric And
Eccentric Isokinetic Loading. Phys Ther
1988;68:656-9.
16) Maffiuletti NA, Bizzini M, Desbrosses
K, Babault N, Munzinger U. Reliability
Of Knee Extension And Flexion Measurements Using The Con-Trex Isokinetic Dynamometer. Clin Physiol Funct I
2007;27:346-53.
17) Capranica L, Battenti M, Demarie S,
Figura F. Reliability Of Isokinetic Knee
Extension And Flexion Strength Testing
In Elderly Women. J Sport Med Phys Fit
1998;38:169-76.
18) Iga J, George K, Lees A, Reilly T. Reliability Of Assessing Indices Of Isokinetic
Leg Strength In Pubertal Soccer Players.
Pediatr Exerc Sci 2006;18:436-45.
19) Orri JC, Darden GF. Technical Report:
Reliability And Validity Of The Isam 9000
Isokinetic Dynamometer. J Strength Cond
Res 2008;22:310-7.
20) Atkinson G, Nevill AM. Statistical
Methods For Assessing Measurement Error (Reliability) In Variables Relevant To
Sports Medicine. Sports Med 1998;26:21738.
21) Vincent W. Statistics In Kinesiology.
Champaign, IL: Human Kinetics; 1995.
22) Harrison AJ, Keane SP, Coglan J.
Force-Velocity Relationship And StretchShortening Cycle Function In Sprint And
CARVALHO
Endurance Athletes. J Strength Cond Res
2004;18:473-9.
23) Kilgallon M, Donnelly AE, Shafat A.
Progressive Resistance Training Temporarily Alters Hamstring Torque-Angle Relationship. Scand J Med Sci Spor 2007;17:18-24.
24) Koller A, Sumann G, Schobersberger
W, Hoertnagl H, Haid C. Decrease In Eccentric Hamstring Strength In Runners In
The Tirol Speed Marathon. Brit J Sport
Med 2006;40:850-2.
25) Mackey AL, Donnelly AE, Turpeenniemi-Hujanen T, Roper HP. Skeletal Muscle
Collagen Content In Humans After HighForce Eccentric Contractions. Journal Of
Applied Physiology 2004;97:197-203.
26) Ochia RS, Cavanagh PR. Reliability
Of Surface EMG Measurements Over 12
Hours. J Electromyogr Kines 2007;17:36571.
27) Rainoldi A, Bullock-Saxton JE, Cavarretta F, Hogan N. Repeatability Of Maximal Voluntary Force And Of Surface EMG
Variables During Voluntary Isometric
Contraction Of Quadriceps Muscles In
Healthy Subjects. J Electromyogr Kines
2001;11:425-38.
28) Roy SH, De Luca CJ, Schneider J.
Effects Of Electrode Location On Myoelectric Conduction-Velocity And Median
Frequency Estimates. Journal Of Applied
Physiology 1986;61:1510-7.
29) Mathur S, Eng JJ, Macintyre DL. Reliability Of Surface EMG During Sustained
Contractions Of The Quadriceps. J Electromyogr Kines 2005;15:102-10.
Received on May 21, 2014 - Accepted for publication on May 21, 2014.
Corresponding author: A. Carvalho, ISMAI – Instituto Superior da Maia, Av. Carlos Oliveira Campos, 4475-690 Avioso S.
Pedro, Castêlo da Maia, Portugal. E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 2
193
MED SPORT 2014;67:195-204
Salivary cortisol response to
concurrent strength and high-intensity
aerobic exercise: a pilot study
Risposta del cortisolo salivare all’esercizio concomitante
di forza e aerobico ad alta intensità: uno studio pilota
V. L. G. PANISSA 1, E. FRANCHINI 1, U. F. JULIO 1, R. X. NEVES 2
M. SEELAENDER 2, C. T. DE SOUZA 3, B. RODRIGUES 4, F. S. LIRA 5
1Department
of Sport, School of Physical Education and Sport, University of São Paulo, São Paulo, Brazil
2Cancer Metabolism Research Group, Institute of Biomedical Sciences,
University of São Paulo, São Paulo, Brazil
3Laboratory of Exercise Biochemistry and Physiology, Health Sciences Unit,
University of Southern Santa Catarina,
Santa Catarina, Brazil
4São Judas Tadeu University, Sao Paulo, Brazil
5Department of Physical Education, University Estadual Paulista,
Campus of Presidente Prudente, Brazil
SUMMARY
Aim. The aim of this pilot study was to compare strength performance and salivary cortisol levels response during a
single strength session, and a strength session after 30 min of high-intensity aerobic exercise (concurrent condition).
Methods. Saliva was collected from 7 male subjects, before and after all exercise bouts, and the maximum number of
repetitions (MNR) and total volume (TV) in the different conditions assessed.
Results. The MNR and TV were reduced in concurrent condition compared with control condition. Strength exercise
in the concurrent condition induced higher salivary cortisol in relation to strength exercise or to and high-intensity
aerobic exercise, separately.
Conclusion. The different salivary cortisol profile in response to concurrent exercise reflects the faster reactivity of the
hypothalamic-pituitary-adrenocortical system in this circumstance.
Key words: Saliva - Exercise - Resistance training.
RIASSUNTO
Obiettivo. Lo scopo di questo studio pilota era confrontare le prestazioni dell’esercizio di forza e la risposta dei livelli
di cortisolo salivare durante una singola sessione di forza e una sessione di esercizio aerobico di 30 minuti ad alta
intensità (condizione concomitante).
Metodi. La saliva è stata prelevata da 7 soggetti di sesso maschile, prima e dopo tutti i periodi di allenamento e sono
stati valutati il numero massimo di ripetizioni (maximum number of repetitions, MNR) e il volume totale (total volume,
TV) nelle diverse condizioni.
Risultati. MNR e TV erano ridotti nelle condizioni concomitanti rispetto alla condizione di controllo. L’esercizio di
forza nella condizione concomitante induceva un cortisolo salivare superiore in relazione all’esercizio di forza o
all’esercizio aerobico ad alta intensità, separatamente.
Conclusioni. Il diverso profilo del cortisolo salivare in risposta all’esercizio concomitante riflette la reattività più rapida
del sistema ipotalamo-ipofisi-surrene in questa circostanza.
Parole chiave: Saliva - Esercizio - Resistenza, allenamento.
Vol. 67 - No. 2
195
PANISSA
I
Salivary cortisol and concurrent exercise
t has become recently apparent that to attain good results during competition in
some sports, it is necessary to concomitantly
develop several physical capacities during
the course of a training period. Among the
features required, strength (especially muscular power) and endurance are the most
prominent.1 Strength exercise is adopted to
improve skeletal muscle contractile capacity
and to induce hypertrophy,2, 3 whereas aerobic exercise improves the capacity of oxygen
delivery to muscle and the capacity of the
muscle to extract oxygen from the blood.4
Therefore, athletes of different modalities are
submitted to multiples stimuli during training sessions with the aim of developing both
aerobic fitness and strength, with the respective specific adaptations, in order to optimise
performance in competition.5, 6 The combination of aerobic and strength training is known
as a concurrent training, as it may promote
antagonistic adaptations.7-10 In light of these
various adjustments, there is great interest in
regard to the interference that aerobic exercise may have on strength and hypertrophy
development, since it has been demonstrated
that one such activity negatively affects these
variables.10-13
The causes of impairment in strength and
hypertrophy are not well-established. Some
studies have reported that an acute process may be partially responsible for this response.14, 15 Additionally, there is evidence
that the performance of long-term concurrent
training results in a catabolic state due to increased cortisol levels, both at rest and during
exercise.7, 8, 10 Yet, it has not been demonstrated that aerobic exercise performed before strength exercise exerts some effect on
acute cortisol response, when compared with
strength exercise alone.16 However, this response was observed after moderate intensity
aerobic exercise, which causes a smaller influence in cortisol response if compared with
high-intensity intermittent exercise, with total work output equalised between the two
forms of exercise.17
Thus, the present study aimed at evaluating the strength exercise performance and the
salivary cortisol level responses in a single
strength session performed and after highintensity intermittent aerobic exercise. We
hypothesized that the increased cortisol response after concurrent exercise will lead to
impaired strength performance.
196
L
a recente evidenza ha dimostrato che raggiungere buoni risultati durante la competizione in alcuni sport è necessario sviluppare
contemporaneamente diverse capacità fisiche
nel corso di un periodo di allenamento. Tra le
caratteristiche richieste, la forza (soprattutto la
potenza muscolare) e la resistenza sono le più
importanti 1. L’esercizio di forza si adotta per
migliorare la capacità contrattile del muscolo
scheletrico e per indurre ipertrofia 2, 3, mentre
l’esercizio aerobico migliora la capacità di trasporto di ossigeno al muscolo e la capacità del
muscolo di estrarre ossigeno dal sangue 4. Pertanto, gli atleti di diverse discipline sono sottoposti a stimoli multipli durante l’allenamento
con l’obiettivo di sviluppare sia la capacità aerobica sia la forza, con i rispettivi adattamenti
specifici, al fine di ottimizzare le prestazioni
in gara 5, 6. La combinazione di allenamento
aerobico e di forza è nota come allenamento
concomitante, poiché può favorire adattamenti antagonistici 7-10. Alla luce di queste diverse
regolazioni, vi è un grande interesse per quanto riguarda l’interferenza che l’esercizio aerobico può esercitare sulla forza e sullo sviluppo
di ipertrofia, poiché è stato dimostrato che una
tale attività influisce negativamente su queste
variabili 10-13.
Le cause della compromissione di forza e
ipertrofia non sono ben definite. Alcuni studi
hanno riferito che un processo acuto può essere parzialmente responsabile di questa risposta 14, 15. Inoltre, esiste evidenza per cui la
prestazione di un allenamento concomitante
a lungo termine comporta uno stato catabolico causato dall’aumento dei livelli di cortisolo,
sia a riposo, sia durante l’esercizio fisico 7, 8, 10.
Tuttavia, non è stato dimostrato che l’esercizio
aerobico eseguito prima dell’esercizio di forza
eserciti un qualche effetto sulla risposta acuta
del cortisolo, se confrontato con l’esercizio di
sola forza 16. Comunque, questa risposta è stata
osservata dopo l’esercizio aerobico di moderata intensità, che influisce in modo minore sulla
risposta del cortisolo se confrontato con l’esercizio intermittente ad alta intensità, con un
output operativo bilanciato tra le due forme di
esercizio 17.
Pertanto, il presente studio mirava a valutare
le prestazioni dell’esercizio di forza e le risposte
del livello di cortisolo salivare in una singola
sessione di forza e dopo esercizio aerobico intermittente ad alta intensità. Abbiamo ipotizzato che l’aumento della risposta del cortisolo
dopo l’esercizio concomitante porti alla compromissione delle prestazioni di forza.
Giugno 2014
PANISSA
Materiali e metodi
Design
Design
In order to investigate alterations in strength
capacity and salivary cortisol levels during the
performance of strength exercise solely and after the combination of high-intensity intermittent aerobic exercise and strength exercise, four
sessions were carried out. In the first session,
after body mass and height measurement, the
athletes were submitted to an incremental treadmill test to volitional exhaustion, to determine
the peak oxygen uptake
(VO2peak) and the peak
.
velocity attained (Vpeak). On the same day, a
maximum strength test familiarization (one repetition-maximum, 1RM) was also performed. In
the second session the athletes performed the
1RM test. Then, on different days they were submitted to the experimental sessions: one control
condition consisting of strength exercise (4 sets
at 80% of the 1RM load for the half squat exercise); and concurrent exercise, when high-intensity intermittent aerobic exercise (1min:1min
at Vpeak, totaling 5 km) was followed by strength
exercise, within the same protocol applied in
the control condition, with a 30min interval between aerobic and strength exercises. Experimental sessions were performed randomly. The
participants were required to refrain from physical exercise for 24 h prior to each session.
Per studiare le alterazioni della capacità
di forza e i livelli di cortisolo salivare durante
la sola esecuzione di esercizi di forza e dopo la
combinazione di esercizio aerobico intermittente
ad alta intensità ed esercizio di forza, sono state
effettuate quattro sessioni. Nella prima sessione,
dopo la misurazione di massa corporea e altezza, gli atleti sono stati sottoposti a un test incrementale su tapis roulant fino a esaurimento volitivo, per determinare
l’assorbimento massimo di
.
ossigeno (VO2peak) e la velocità di picco raggiunta
(Vpeak). Lo stesso giorno, è stato eseguito anche un
test di forza massima (massimo una ripetizione,
1RM). Nella seconda sessione gli atleti hanno eseguito il test 1RM. Poi, in giorni diversi sono stati
sottoposti alle sessioni sperimentali: una condizione di controllo costituita da esercizi di forza
(4 serie all’80% del carico 1RM per half squat) ed
esercizio concomitante, laddove l’esercizio aerobico intermittente ad alta intensità (1 min:1 min
a Vpeak, per un totale di 5 km) è stato seguito da
esercizi di forza, con lo stesso protocollo applicato nella condizione di controllo, con un intervallo di 30 minuti tra gli esercizi aerobici e di
forza. Le sessioni sperimentali sono state eseguite
in modo casuale. Ai partecipanti è stato richiesto
di astenersi da attività fisica per 24 ore prima di
ogni sessione.
Subjects
Soggetti
Seven male individuals (three middle distance runners, two handball players, one basketball player and one racket sport player)
with experience in aerobic and strength training, voluntarily participated in the present pilot study after reading and signing an informed
consent explaining all the risks and benefits of
the present investigation. All athletes were nonsmokers, and none of them received any pharmacological treatment or presented any type of
neuromuscular disorder, neither cardiovascular,
respiratory nor circulatory dysfunction. All participants had a minimum of two consecutive
years of training experience in their respective
modality sport. All procedures received local
ethics committee approval (16/2009). All experiments were carried out in the morning period,
between 0900 h at 1200 h, without prior fasting.
Subjects received guidance to keep their nutritional habits constant in the period in which
they were participating in the study.
Sette individui di sesso maschile (tre mezzofondisti, due giocatori di pallamano, un giocatore di
pallacanestro e un giocatore di squash) con esperienza di allenamento aerobico e di forza, hanno
partecipato volontariamente a questo studio pilota,
dopo la lettura e la firma di un consenso informato che illustrava tutti i rischi e benefici dell’indagine. Tutti gli atleti erano non fumatori e nessuno
di loro era stato sottoposto a un trattamento farmacologico, né presentava alcun tipo di disturbo
neuromuscolare, cardiovascolare, respiratorio, né
alcuna disfunzione circolatoria. Tutti i partecipanti avevano un minimo di due anni consecutivi
di esperienza di allenamento nei rispettivi sport.
Tutte le procedure hanno ricevuto l’approvazione
del comitato etico locale (16/2009). Tutti gli esperimenti sono stati effettuati nel periodo mattutino,
tra le 09:00 e le 12:00, senza obbligo di digiuno. I
soggetti hanno ricevuto istruzioni di mantenere le
proprie abitudini alimentari costanti nel periodo
di partecipazione allo studio.
Vol. 67 - No. 2
197
PANISSA
Methods
Maximal
Metodi
Test
aerobic test
The subjects performed an incremental
treadmill test to volitional exhaustion. Each
stage lasted 1min and was increased 1 km·h-1
per stage until the subject could no longer
continue. The oxygen uptake was measured
(k4b2 Cosmed, Rome, Italy) throughout the
test and the average of the last 30s was defined as V̇O2peak. The maximal speed reached
in the test was defined as the Vpeak. When the
subject was not able to finish the 1min stage,
the speed was expressed according to the permanence time in the last stage, determined as
following:
Vpeak = velocity of penultimate stage + (time,
in seconds, remained at the last stage/60 s).
Maximum
Maximum dynamic strength (1RM) for the
half squat was assessed using a smith machine. The test was performed according to
standard procedures.18 Briefly, the subjects
began the test with a general warm up, consisting of cycling (70 rpm at 50 W) for 5 min,
followed by two specific warm-up sets. In the
first set, the athletes performed 8 repetitions at
50% of the estimated 1RM, and for the second
set, they performed 3 repetitions at 70% of the
estimated 1RM with 2min interval between
each set. After the specific warm-up the subjects rested for 2min and then had up to five
trials to achieve the 1RM load (i.e., maximum
weight that could be lifted once with proper
technique), with a 3 to 5 minute interval between trials.
For better control of the movement, during
the 1RM test, both feet position and movement
amplitude (90°) were controlled. This standardization was repeated in the subsequent experimental sessions.
Intermittent aerobic
di forza massima
La massima forza dinamica (1RM) per l’half
squat è stata valutata utilizzando una macchina Smith. Il test è stato eseguito secondo le procedure standard 18. In breve, i soggetti hanno
iniziato il test con un riscaldamento generale,
composto da cicloergometro (70 rpm a 50 W)
per 5 minuti, seguito da due specifiche serie di
riscaldamento. Nella prima serie, gli atleti hanno eseguito 8 ripetizioni al 50% del 1RM stimato
e per la seconda serie, hanno eseguito 3 ripetizioni al 70% del 1RM stimato con intervallo di
2 min tra le serie. Dopo il riscaldamento specifico, i soggetti hanno riposato per 2 min e poi
avevano a disposizione fino a cinque prove per
raggiungere il carico 1RM (cioè, il peso massimo
che si può sollevare una volta con la tecnica corretta), con un intervallo di 3-5 min tra le prove.
Per un migliore controllo del movimento, durante la prova 1RM, sono state controllate sia
la posizione in piedi, sia l’ampiezza del movimento (90°). Questa standardizzazione è stata
ripetuta nelle successive sessioni sperimentali.
Esercizio
exercise
The athletes performed a warm-up for
5 min and after 2 min interval the athletes
started the exercise per se. The aerobic session consisted of a 5-km run on a treadmill
performed intermittently, consisting of 1min at
Vpeak separated by 1-min passive recovery. Preand immediately postexercise saliva samples
were collected to determine salivary cortisol
concentration.
198
I soggetti hanno eseguito un test incrementale su tapis roulant fino ad esaurimento volitivo.
Ogni fase durava 1 minuto ed era aumentata
di 1 km · h -1 per fase finché il soggetto non riusciva più a continuare. Durante il test è stato
misurato il consumo di ossigeno (k4b2 Cosmed,
Roma, Italia) durante la prova e la media degli
ultimi 30 secondi è stata definita come V̇O2peak.
La velocità massima raggiunta nel test è stata
definita come Vpeak. Quando il soggetto non è riuscito a terminare la prova da 1min, la velocità
è stata espressa secondo il tempo di permanenza
nell’ultima fase, determinato come segue:
Vpeak = velocità della penultima fase + (tempo,
in secondi, rimasto nell’ultima fase/60s).
Test
strength test
aerobico massimale
aerobico intermittente
Gli atleti hanno eseguito un riscaldamento
per 5 min e dopo un intervallo di 2 min hanno iniziato l’esercizio effettivo. La sessione aerobica consisteva in una corsa di 5 chilometri
su un tapis roulant in maniera intermittente,
costituita da 1 min a Vpeak con un recupero passivo da 1 min. Sono stati prelevati campioni di
saliva prima e immediatamente dopo l’esercizio
per determinare la concentrazione di cortisolo
salivare.
Giugno 2014
Strength
PANISSA
Esercizio
exercise
di forza
The subjects performed a general warm-up
consisting of cycling (70 rpm at 50 W) for 5
min, followed by four sets of maximum repetitions at 80% of the 1RM in the half squat in
the Smith machine. Each set was separated by
2-min interval. The maximum number of repetitions correctly performed were computed
and the total volume performed was calculated
(maximum number of repetitions multiplied by
the weight lifted). Pre- and postexercise saliva
samples were collected to determine salivary
cortisol concentration.
I soggetti hanno eseguito un riscaldamento generale costituito da cicloergometro (70 rpm a 50
W) per 5 minuti, seguito da quattro serie di ripetizioni massime all’80% di 1RM di half squat nella
macchina Smith. Ogni serie era separata da intervallo di 2 minuti. Sono stati calcolati il numero
massimo di ripetizioni eseguite correttamente e il
volume totale effettuato (numero massimo di ripetizioni moltiplicato per il peso sollevato). I campioni salivari pre e immediatamente post esercizio
sono stati prelevati per determinare la concentrazione di cortisolo salivare.
Salivary
Livelli
cortisol levels
Salivary cortisol levels were quantified using
enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA),
obtained from Diametra (Segrate, Milan, Italy).
For adjust salivary cortisol concentrations, the
salivary total protein was evaluated by Coomassie Blue Staining Method. The salivary cortisol
was express in ng/mg protein-1.
Statistical analyses
The descriptive analyses consisted of the
mean and standard deviation. For all measured
variables, the sphericity was verified according
to the Mauchly’s W test, and the GreenhouseGeisser correction was used when necessary.
The data normality was verified using the Shapiro-Wilk test. For the comparison of the maximum number of repetitions and total volume
in the different conditions a Student’s t test for
dependent data was performed. The effect size
for dependent data was calculated.19 For the
comparison of the salivary cortisol levels in the
moment pre- and post- four sets of half squat in
the different conditions, a two-way analysis of
variance (condition and moment) with repeated
measurements in the second factor was carried
out. The effect size (eta squared; h2) was calculated. When a significant difference or interaction was observed, a Bonferroni post hoc test
was conducted. Statistical significance was set
at P <0.05. The data were analyzed using the
SPSS 20.0.
di cortisolo salivare
I livelli di cortisolo salivare sono stati quantificati
tramite test ELISA (Enzyme-Linked ImmunoSorbent
Assay, saggio immuno-assorbente legato a un enzima), ottenuto da Diametra (Segrate, Milano, Italia). Per regolare il cortisolo salivare le concentrazioni salivari delle proteine totali sono state valutate
mediante il metodo con Coomassie Blue. Il cortisolo
salivare è stato espresso in proteina ng/mg-1.
Analisi
statistiche
L’analisi descrittiva consisteva di media e deviazione standard. Per tutte le variabili misurate, la sfericità è stata verificata secondo W test
di Mauchly e la correzione Greenhouse-Geisser è
stata utilizzata quando necessario. La normalità dei dati è stata verificata utilizzando il test di
Shapiro-Wilk. Per il confronto tra il numero massimo di ripetizioni e il volume totale nelle diverse
condizioni è stato eseguito un t test di Student per
i dati dipendenti. È stata calcolata l’entità dell’effetto per i dati dipendenti 19. Per il confronto tra
i livelli di cortisolo salivare prima e dopo quattro
serie di half squat, è stata eseguita l’analisi a due
vie della varianza (condizione e momento) con
misurazioni ripetute nel secondo fattore. È stata
calcolata la dimensione dell’effetto (eta quadrato;
h2). Quando è stata osservata una differenza significativa o interazione, è stato condotto un post
hoc test di Bonferroni. La significatività statistica è
stata stabilita a P<0,05. I dati sono stati analizzati
utilizzando SPSS 20.
Results
Risultati
The participant’s characteristics and their
performance in the maximum tests are shown
in Table I.
Le caratteristiche dei partecipanti e le loro prestazioni nei test massimi sono illustrate nella Tabella I.
Vol. 67 - No. 2
199
PANISSA
Table I.—Participant’s characteristics, maximal aerobic power and maximal strength.
Tabella I. — Caratteristiche dei partecipanti, potenza aerobica massimale e forza massima.
Mean±standard deviation
Age (years)
Body mass (kg)
Height (cm)
Body Mass Index (kg/m2)
Half squat 1RM (kg)
Vpeak (km/h)
V̇O2peak (mL/kg/min)
26±6
78±8
180±7
24.07±2.47
197±24
20.4±2.1
56.6±8.9
Table II.—Total volume performed (kg) and maximum number of repetitions (MNR) in four sets at 80% 1RM
in the half-squat exercise in the control condition (S) and after 5km running (AS).
Tabella II. — Volume totale eseguito (kg) e massimo numero di ripetizioni (MNR) in quattro serie all’80%
1RM nell’esercizio di half squat nella condizione di controllo (S) e dopo 5 km di corsa (AS). a: diverso da AS
P<0,05.
Strength condition
Aerobic + strength condition
a:
MNR
Total volume
41±10a
32±11
6460±1384a
4988±1313
different from AS P<0.05.
Table III.—Salivary cortisol concentration of the participants’ pre- and post- four sets at 80% 1RM in the halfsquat in the control and concurrent condition; and pre- and post- 5km running.
Tabella III. — Concentrazione di cortisolo salivare dei partecipanti prima e dopo quattro serie all’80% 1RM in
half squat nella condizione di controllo e concomitante; e prima e dopo 5 km di corsa. a: diverso dall’esercizio
di forza (condizione di controllo); b: diverso dall’esercizio aerobico (P<0,05).
Aerobic exercise (concurrent condition)
Strength exercise (concurrent condition) a b
Strength exercise (control condition)
a:
Pre
Post
5.09±1.14
9.58±6.85
3.94±0.98
4.92±1.95
10.22±4.96
5.97±1.99
different from strength exercise (control condition); b: different from aerobic exercise (P<0.05).
Table II presents the performance (maximum number of repetitions and total volume
achieved) of the participants in the strength exercise trial of both control and concurrent exercise sessions.
The maximum number of repetitions and total volume performed in the control condition
was higher than that achieved in the concurrent condition (t=3.6; P=0.011; d=0.85; t=3.4;
P=0.014; d=1.09, respectively).
Table III presents the comparison of salivary
cortisol levels pre and post strength exercise in
the isolated and concurrent conditions and pre
and post high-intensity intermittent aerobic exercise.
There was no effect for moment (F=0.69;
P=0.416; h2=0.03) or interaction between moment and condition (F=0.41; P=0.669; h2=0.04).
However, there was an effect for condition
200
La Tabella II presenta la performance (numero
massimo di ripetizioni e volume totale raggiunto)
dei partecipanti alla sperimentazione dell’esercizio di forza delle sessioni di esercizio, sia di controllo, sia di allenamento concomitante.
Il numero massimo di ripetizioni e il volume totale eseguiti nella condizione di controllo era superiore a quello ottenuto nella condizione concomitante (t=3,6, P=0,011; d=0.85; t=3,4; P=0,014;
d=1,09, rispettivamente).
La Tabella III presenta il confronto dei livelli di
cortisolo salivare pre e post esercizio di forza in
condizioni di isolamento e concomitanti, e pre- e
postesercizio aerobico intermittente ad alta intensità.
Non è stato rilevato alcun effetto per momento
(F=0,69, P=0,416; h2=0,03) o interazione tra momento e condizione (F=0,41, P=0,669; h2=0,04).
Tuttavia, è stato rilevato un effetto per la condizio-
Giugno 2014
PANISSA
(F=9.11; P=0.002; h2=0.50), with higher salivary
cortisol in strength exercise (concurrent condition) compared to strength exercise (control
condition [P=0.004] and high-intensity intermittent aerobic exercise [P=0.005]).
ne (F=9.11, P=0,002; h2=0,50), con un maggiore
cortisolo salivare nell’esercizio di forza (condizione concomitante) rispetto all’esercizio di forza
(condizione di controllo [P=0,004] ed esercizio aerobico intermittente ad alta intensità [P=0,005]).
Discussion
Discussione
The main findings of the present study were:
1) strength exercise performance (maximum
repetitions and total volume) after a high-intensity intermittent aerobic (concurrent condition) was reduced compared with the isolated
strength exercise session; 2) salivary cortisol
levels were greater in strength exercise performed 30 min after high-intensity intermittent
aerobic, compared with the strength exercise
session alone.
Different factors could modulate performance during acute exercise, including hormones, metabolites and lower substrate concentration.20 Cortisol levels monitoring in sports
can indicate the stress response to physical exertion as in exercise or training. The increased
exercise-induced cortisol levels response is usually characterized by a hormonal adaptation to
exercise.21 Measuring cortisol in saliva can successfully provide a reference for blood cortisol
levels. Significant correlations have been reported between blood and salivary cortisol levels.22
Several studies have demonstrated that
strength exercise, especially when conducted
at high-intensity, results in high cortisol levels.22-28 Paccotti et al.22 and Minetto et al.23 have
observed the existence of an important adrenocortical response that can be reliably and
non-invasively assessed by saliva sampling in
responses to a high intensity isokinetic exercise.
VanBruggen et al.28 observed that peak salivary
cortisol occured 30 min after high-intensity exercise, in contrast with blood cortisol, which
peaked immediately after exercise. These data
corroborate the results of the present study, and
no changes in salivary cortisol immediately after strength exercise alone.
In relation to cortisol response with concurrent exercises Goto et al.16 show that moderate intensity aerobic exercise does not exert
any effect upon cortisol response to a strength
exercise performed after the aerobic exercise
session, compared with the cortisol response
induced by strength exercise alone. Only one
recent study analyzing the effect of the order
I principali risultati del presente studio sono stati: 1) le prestazioni di esercizio di forza (ripetizioni massime e volume totale), dopo un esercizio aerobico intermittente ad alta intensità (condizione
concomitante) erano ridotte rispetto alla sessione
di allenamento di sola forza; 2) i livelli di cortisolo salivare erano maggiori nell’esercizio di forza
eseguito dopo 30 min di aerobica intermittente ad
alta intensità, rispetto alla sola sessione di esercizio di forza.
Diversi fattori possono modulare le prestazioni
durante l’esercizio fisico acuto, tra cui ormoni,
metaboliti e concentrazione del substrato inferiore 20. Il monitoraggio dei livelli di cortisolo nello
sport può indicare la risposta dello stress allo sforzo
fisico, come nell’esercizio o nell’allenamento. L’aumento della risposta dei livelli di cortisolo indotta
dall’esercizio fisico è generalmente caratterizzato
da un adattamento ormonale all’esercizio 21. La
misurazione del cortisolo nella saliva può fornire
con successo un riferimento per i livelli di cortisolo
nel sangue. Sono state riferite correlazioni significative tra sangue e livelli di cortisolo salivare 22.
Diversi studi hanno dimostrato che l’esercizio
di forza, soprattutto se condotto ad alta intensità,
provoca livelli elevati di cortisolo 22-28. Paccotti et
al. 22 e Minetto et al. 23 hanno osservato un’importante risposta surrenalica che può essere valutata in modo affidabile e non invasivo mediante il
campionamento della saliva in risposta a un esercizio isocinetico ad alta intensità. VanBruggen et
al. 28 hanno osservato che il picco del cortisolo salivare si verificava 30 minuti dopo l’esercizio ad
alta intensità, in contrasto con il cortisolo nel sangue, che raggiungeva il picco subito dopo l’esercizio. Questi dati confermano i risultati del presente
studio e nessun cambiamento nel cortisolo salivare immediatamente dopo il solo esercizio di forza.
In relazione alla risposta del cortisolo con esercizi concomitanti, Goto et al. 16 indicano che attività aerobica di intensità moderata non esercita
alcun effetto sulla risposta del cortisolo all’esercizio di forza eseguito dopo la sessione di esercizio
aerobico, rispetto alla risposta del cortisolo indotta
dal solo esercizio di forza. Solo un recente studio
che analizza l’effetto dell’ordine delle sessioni di
Vol. 67 - No. 2
201
PANISSA
performance of the exercise sessions (aerobic
followed by strength and the inverse order)
reported an increase in cortisol levels after
the first exercise independent of the order.29
However, the study adopted a moderate intensity aerobic exercise protocol (50% of VO2max
for 60 min and 30 minutes of aerobic exercise
on cycle ergometer at 75% of maximal heart
rate, respectively) that resulted in a diminished
negative effect in the strength 30 and in cortisol
response 17, 31 if compared with high-intensity
exercise.
Hackney et al.17 submitted middle distance
runners, marathon runners and tennis players
to 1h period of rest (control); 1h continuous
moderate-intensity exercise (65% VO2max); and
1 h high-intensity intermittent exercise (which
included 2-min exercise periods at 110% VO2max), with equalized total work, and analyzed
the serum cortisol response for 8 h after the
trials. The area under the curve of cortisol response (8 h trial) in the intermittent exercise
condition was greater than both the control and
aerobic trials (30.9±2.1; 24.5±0.9; 26.5±1.4, respectively).
This result supports our findings and confirms
the higher cortisol release when high-intensity
intermittent exercise is performed, even when
total work is equalized. Furthermore, Jacks et
al.31 demonstrated that aerobic exercise intensity is very important for modulating salivary
cortisol, as continuous high-intensity exercise
favors higher salivary cortisol concentration.
In the present study, salivary cortisol values
were higher after concurrent exercise, when
compared with strength exercise alone. Many
studies addressing chronic exercise demonstrated that hypertrophy can be impaired with
concurrent training, when compared with isolated strength training,10-13 and the impairment
has been attributed to the increase of catabolism.7, 8, 10
Kraemer et al.10 observed that simultaneous
strength and endurance training induced decreased muscle fiber hypertrophy, and a higher
increase in cortisol (area under curve after 12
weeks of training), compared with strength
training alone, which promoted a reduction
in cortisol, increasing testosterone-cortisol ratio. Other evidence 7, 8 confirms the increase of
basal cortisol concentration after a period of
concurrent training, although no change was
observed in respect to the anabolic hormones.
This acute catabolic status observed in our
study may induce impaired skeletal muscle
202
allenamento (aerobico seguito da forza e l’ordine inverso) ha registrato un aumento dei livelli
di cortisolo dopo il primo esercizio indipendentemente dall’ordine 29. Tuttavia, lo studio ha adottato un protocollo di esercizio aerobico di moderata
intensità (50% di VO2max per 60 min e 30 minuti
di esercizio aerobico su cicloergometro al 75% della frequenza cardiaca massima, rispettivamente),
che ha determinato un effetto negativo minore
nella forza 30 e nella risposta del cortisolo 17, 31, se
confrontato con l’esercizio fisico ad alta intensità.
Hackney et al. 17 hanno sottoposto mezzofondisti, maratoneti e tennisti ad un periodo di riposo
di 1 ora (controllo); 1 ora di continuo esercizio
di intensità moderata (65% VO2max); e 1 ora di
esercizio intermittente ad alta intensità (che comprendeva periodi di esercizio da 2 min a 110%
VO2max), con il lavoro totale equalizzato e hanno
analizzato la risposta del cortisolo sierico per 8 ore
dopo le prove. L’area sotto la curva di risposta del
cortisolo (prova di 8 ore) nella condizione di esercizio intermittente era superiore sia per le prove
di controllo, sia per quelle aerobiche (30,9±2,1;
24,5±0,9; 26,5±1,4, rispettivamente).
Questo risultato supporta i nostri e conferma
l’elevato rilascio di cortisolo quando viene eseguito esercizio intermittente ad alta intensità,
anche quando il lavoro totale è equalizzato. Inoltre, Jacks et al. 31 hanno dimostrato che l’intensità
dell’esercizio aerobico è molto importante per la
modulazione del cortisolo salivare, poiché l’esercizio continuo ad alta intensità favorisce la maggiore concentrazione di cortisolo salivare.
Nel presente studio, i valori di cortisolo salivare
erano più alti dopo l’esercizio concomitante, rispetto all’esercizio di forza da solo. Molti studi che
riguardano l’esercizio cronico hanno dimostrato
che l’ipertrofia può essere compromessa con l’allenamento concomitante, rispetto all’allenamento
di forza isolato 10-13 e che la compromissione è stata attribuita all’aumento del catabolismo 7, 8, 10.
Kraemer et al. 10 hanno osservato che l’allenamento di forza e di resistenza indicevano una diminuzione dell’ipertrofia della fibra muscolare e
un maggiore aumento del cortisolo (area sotto la
curva dopo 12 settimane di allenamento), rispetto
al solo allenamento della forza, che favoriva una
riduzione del cortisolo, aumentando il rapporto
testosterone-cortisolo. Altre prove 7, 8 confermano
l’aumento della concentrazione di cortisolo basale dopo un periodo di allenamento concomitante,
sebbene non sia stato osservato alcun cambiamento rispetto agli ormoni anabolizzanti.
Questo stato catabolico acuto osservato nel nostro studio può indurre l’ipertrofia del muscolo
scheletrico alterato. Tuttavia, sono necessari ul-
Giugno 2014
hypertrophy. Although more studies are needed to understand the associated mechanisms.
Conversely, West and Phillips 3 have found increased cortisol levels (area under curve) after
strength exercise, and reported a weak but positive correlation between acute cortisol levels
and type II fiber cross-sectional area increase
(r=0.35; P=0.008) and lean body mass (r=0.29;
P=0.03) in young men, without correlation with
strength increase (r=0.03; P=0.81). Moreover,
West and Philips 3 were unable to detect any
correlation of these variables with free testosterone concentration. Based on the study of
West and Phillips 3 the acute increase in cortisol cannot be suggested to be responsible for
the long-term hypertrophy and strength impairment. However, it is not clear if this correlation
would be found with concurrent training resulting in greater cortisol response, compared with
strength training alone.
Taken together, our data show that concurrent
exercise (strength exercise after high-intensity intermittent aerobic exercise) inflicts high stress to
trained men. The different salivary cortisol profile
in response to concurrent exercise reflects the
faster reactivity of the hypothalamic-pituitary-adrenocortical system and consequently, may result
in decreased skeletal muscle hypertrophy. As we
studied highly trained athletes it is important that
future research investigates if similar responses
are observed for the non-athletes.
1) Reilly R, Morris T, Whyte G. The specificity of training prescription and physiological assessment: a review. J Sport Sci
2009;27:575-89.
2) Costill DL, Coyle EF, Fink WF, Lesmes
GR, Witzmann FA. Adaptations in skeletal
muscle following strength training. J Appl
Physiol 1979;46:96-9.
3) West DW, Phillips SM. Associations of
exercise-induced hormone profiles and
gains in strength and hypertrophy in a
large cohort after weight training. Eur J
Appl Physiol 2012;112:2693-702.
4) Holloszy JO, Coyle EF. Adaptations of
skeletal muscle to endurance exercise
and their metabolic consequences. J Appl
Physiol 1984;56:831-8.
5) Baker D. The effects of an in-season of
concurrent training on the maintenance
of maximal strength and power in professional and college-aged rugby league
football players. J Strength Cond Res
2001;15:172-7.
6) Balabins CP, Psarakis CH, Moukas M,
Vassiliou MP, Ehrakis PK. Early phase
changes by concurrent endurance and
strength training. J Strength Cond Res
2003;17:393-401.
7) Bell GJ, Syrotuik D, Martin TP, Burnham R, Quinney HA. Effect of concurrent
Vol. 67 - No. 2
PANISSA
teriori studi per comprendere i meccanismi associati. Al contrario, West e Phillips 3 hanno rilevato
un aumento dei livelli di cortisolo (area sotto la
curva) dopo l’esercizio di forza e segnalato una
correlazione debole ma positiva tra i livelli di cortisolo acuto e l’aumento dell’area della sezione
trasversale della fibra di tipo II (r=0,35; P=0,008)
e la massa corporea magra (r=0,29; P=0,03) nei
giovani, senza correlazione con l’aumento della
forza (r=0,03; P=0,81). Inoltre, West e Philips 3
non sono stati in grado di rilevare alcuna correlazione di queste variabili con la concentrazione
di testosterone libero. In base allo studio di West
e Phillips 3 l’aumento acuto del cortisolo non può
essere responsabile per l’ipertrofia a lungo termine e la compromissione della forza. Tuttavia,
non è chiaro se questa correlazione si rileverebbe
con l’allenamento concomitante con conseguente
maggiore risposta del cortisolo, rispetto al solo allenamento di forza.
Presi insieme, i nostri dati mostrano che l’esercizio concomitante (esercizio di forza dopo l’esercizio
aerobico intermittente ad alta intensità) infligge elevato stress sugli uomini allenati. Il diverso profilo del
cortisolo salivare in risposta all’esercizio concomitante riflette la reattività più rapida del sistema ipotalamico-pituitario-corticosurrenale e di conseguenza, può provocare una minore ipertrofia del muscolo
scheletrico. Poiché abbiamo studiato atleti altamente
allenati, è importante che la ricerca futura indaghi
se simili risposte si osservino per i non-atleti.
strength and endurance training on skeletal muscle properties and hormone concentrations in humans. Eur J Appl Physiol
2000;81:418-27.
8) Bell GJ, Snydmiller GD, Davies DS,
Quinney HA. Relationship between
aerobic fitness and metabolic recovery
from intermittent exercise in endurance
athletes. Can J Appl Physiol 1997;22:7885.
9) Häkkinen K, Alen M, Kraemer WJ,
Gorostiaga E, Izquierdo M, Rusko H.
Neuromuscular adaptations during concurrent strength and endurance training
versus strength training. Eur J Appl Physiol 2003;89:42-52.
10) Kraemer WJ, Patton JF, Gordon SE,
Harman EA, Deschenes MR, Reynolds K.
Compatibility of high-intensity strength
and endurance training on hormonal and
skeletal muscle adaptations. J Appl Physiol 1995;78:976-89.
11) Putman CT, Xu X, Gilies E, McLean
IM, Bell GJ. Effects of strength, endurance and combined training on myosin
heavy chain content and fibre-type distribution in humans. Eur J Appl Physiol
2004;92:376-84.
12) Jones TW, Howatson G, Russell M,
French DN. Performance and neuromuscular adaptations following differing ratios of concurrent strength and endur-
ance training. J Strength Cond Res 2013
[Epub ahead of print].
13) Ronnestad BR, Hansen EA, Raastad T.
High volume of endurance training impairs adaptations to 12 weeks of strength
training in well-trained endurance athletes. Eur J Appl Physiol 2012;112:1457-66.
14) Craig BW, Lucas J, Pohlman R, Stelling
H. The effects of running, weightlifting and
a combination of both on growth hormone
release. J Appl Sport Sci Res, 1991;5:198-203.
15) Leveritt M, Abernethy PJ, Barry BK,
Logan PA. Concurrent strength and endurance training: a review. Sports Med
1999;28:413-27.
16) Goto K, Higashiyama M, Ishii N,
Takamatsu K. Prior endurance exercise
attenuates growth hormone responses
to subsequent resistance exercise. Eur J
Appl Physiol 2005;94:333-8.
17) Hackney AC, Premo MC, McMurray
RG. Influence of aerobic versus anaerobic exercise on the relationship between
reproductive hormones in men. J Sports
Sci 1995;13:305-11.
18) Brown LE, Weir J. ASEP procedures
recommendation I: Accurate assessment
of muscular strength and power. J Exerc
Physiol Online 2001;4:1-21.
19) Dunlap WP, Cortina JM, Vaslow JB,
Burke MJ. Meta-analysis of experiments
with matched groups or repeated meas-
203
PANISSA
ured designs. Psychological Methods,
1996;1:170-7.
20) Lambert EV, Gibson AST, Noakes TD.
Complex systems model of fatigue: integrative homoeostatic control of peripheral physiological systems during exercise
in humans. Br J Sports Med 2005;39:52-62.
21) Viru A,Viru M. Cortisol – An essential adaptation hormone in exercise. Int J
Sports Med 2004;25:461-4.
22) Paccotti P, Minetto M, Terzolo M,
Ventura M, Ganzit GP, Borrione P et al.
Effects of high-intensity isokinetic exercise on salivary cortisol in athletes with
different training schedules: relationships
to serum cortisol and lactate. Int J Sports
Med 2005;26:747-55.
23) Minetto MA, Paccotti P, Borrione P,
Massazza G, Ventura M, Termine A et al.
Effects of the training status on the hormonal response and recovery from highintensity isokinetic exercise: comparisons
between endurance-trained athletes and
sedentary subjects. J Sports Med Phys Fitness 2006;46:494-500.
24) Urhausen A, Gabriel HH, Kindermann
W. Impaired pituitary hormonal response
to exhaustive exercise in overtrained endurance athletes. Med Sci Sports Exerc,
1998;30:407-14.
25) Cadore LE, Lhullier FL, Brentano AM,
Marczwski SE, Ambrosini BM, Spinelli R
et al. Salivary
��
hormonal responses to resistance exercise in trained and untrained
middle-aged men. J Sports Med Phys Fitness 2009;49:301-7.
26) Ramel A, Wagner KH, Elmadfa I.
Acute impact of submaximal resistance
exercise on immunological and hormonal parameters in young men. J Sports Sci
2003;21:1001-8.
27) Walker S, Taipale RS, Nyman K, KraemerWJ, Hakkinen K. Neuromuscular and
hormonal responses to constant and variable resistance loadings. Med Sci Sports
Exerc 2011;43:26-33.
28) VanBruggen MD, Hackney AC, McMurray RG, Ondrak KS. The relationship between serum and salivary cortisol
levels in response to different intensities
of exercise. Int J Sports Physiol Perform
2011;6:396-407.
29) Cadore EL, Izquierdo M, Santos
MG, Martins JB, Rodrigues Lhullier FL et
al. Hormonal responses to concurrent
strength and endurance training with different exercise orders. J Strength Cond
Res 2012;26:3281-8.
30) De Souza EO, Tricoli V, Franchini
E, Paulo AC, Regazzini M, Ugrinowitsch
C. ��
Acute effect of two aerobic exercise modes on maximum strength and
strength endurance. J Strength Cond Res
2007;21:1286-90.
31) Jacks DE, Sowash J, Anning J, McGloughlin T, Andres F. Effect of exercise
at three exercise intensities on salivary
cortisol. J Strength Cond Res 2002;16:2869.
Received on January 7, 2014. - Accepted for publication on May 21, 2014.
Corresponding author: F. Santos Lira, Department of Physical Education, University Estadual Paulista (UNESP), Campus of
Presidente Prudente, Brazil. E-mail: [email protected]
204
Giugno 2014
MED SPORT 2014;67:205-17
The impact of elite endurance training
upon anaerobic effort capacity
Impatto dell’allenamento della resistenza di alto
livello sulla capacità di sforzo anaerobico
A. IONESCU 1, A. APOSTOL 1, M. VASILESCU 2
1University
of Medicine and Pharmacy Carol Davila, Sports Medicine Department, National Institute of
Sports Medicine, Bucharest, Romania
2University of Craiova, Kinetotherapy and Sport Medicine Department, Craiova, Romania
SUMMARY
Aim. In view of designing an effective training program and achieving performance in sports involving both effort
capacities, it is important to understand how the development of one energy system impacts the other one. The aim
of this study was to analyze the correlation between anaerobic parameters, tested simultaneously via two different
evaluation methods, and aerobic parameters in elite endurance athletes. At the same time, the study checks the theory
of “concurrent training” using the statistical analysis of the parameters obtained.
Methods. Seventy athletes, divided in male and female groups, with 8.13±3.42, respectively 7.89±2.31 years of training experience were tested. The aerobic capacity was tested by measuring the oxygen uptake through Bruce protocol
and the anaerobic one simultaneously trough Wingate test - by the measuring of Peak Power (PP), Average Power
(AP), Fatigue Index (FI) and Szogy and Cherebetiu test – Total Work Performed during 10s (TWP10s), 20s (TWP20s)
and 45s (TWP45s) of maximal exercise.
Results. The results revealed a negative correlation between VO2max and the anaerobic parameters proposed by Szogy and Cherebetiu in both groups. This tendency was maintained when VO2max was compared with the parameters
proposed by the Wingate Test, but the correlation coefficient was significant only for VO2max versus AP in case of the
female group. The correlations between TWP10s and PP were positive with a very high significance degree (r=0.59
in men and of r=0.73 in women, with P<0.001). An even higher negative correlation was obtained between TWP45s
and AP (r=0.94 in men and r=0.9 in women, P<0.001).
Conclusion. The negative correlations obtained in this study between VO2max and the anaerobic parameters are supporting the theory of fibers’ conversion. It appears in conclusion that for the athletes trained for elite endurance, the
increased muscle oxidative potential is achieved at the expense of the glycoltic one.
Key words: Oxygen - Anaerobic threshold - Resistance training.
RIASSUNTO
Obiettivo. Allo scopo di progettare un programma d’allenamento efficace e ottenere la performance desiderata in
sport che coinvolgono entrambe le capacità di sforzo, è importante comprendere in che modo lo sviluppo di un
sistema energetico influisce sull’altro. Obiettivo del presente studio è stato quello di analizzare la correlazione tra
parametri anaerobici, testati simultaneamente attraverso due diversi metodi di valutazione, e parametri aerobici in
atleti di resistenza d’élite. Allo stesso tempo, lo studio verifica la teoria dell’“allenamento concomitante” (concurrent
training), utilizzando l’analisi statistica dei parametri ottenuti.
Metodi. Sono stati testati 70 atleti, suddivisi in gruppi maschili e femminili, con rispettivamente 8,13±3,4 e 7,89±2,31
anni di esperienza di allenamento. La capacità aerobica è stata testata misurando il consumo di ossigeno attraverso il
protocollo di Bruce, mentre quella anaerobica è stata testata simultaneamente attraverso il test di Wingate (misurando
la potenza di picco [PP], la potenza media [AP] e l’indice di affaticamento [FI]) e attraverso il test di Szogy e Cherebeiy
- lavoro totale svolto in 10s (TWP10s), 20s (TWP20s) e 45s (TWP45s) di esercizio massimale.
Vol. 67 - No. 2
205
IONESCU
The impact of elite endurance training upon anaerobic effort capacity
Risultati. I risultati hanno rivelato una correlazione negativa tra il VO2 max e i parametri anaerobici proposti da Szogy e Cherebetiu in entrambi i gruppi. Tale tendenza è stata mantenuta quando il VO2max è stato confrontato con i
parametri proposti dal Test di Wingate, ma il coefficiente di correlazione era significativo solo per il VO2max rispetto
alla potenza media nel caso del gruppo femminile. Le correlazioni tra TWP10s e potenza di picco erano positive,
con un grado estremamente elevato di significatività (r=0,59 negli uomini e r=0,73 nelle donne, con P<0,001). Una
correlazione negativa ancor più elevata è stata osservata tra TWP45s e potenza media (r=0,94 negli uomini ed r=0,9
nelle donne, P<0,001).
Conclusioni. Le correlazioni negative osservate nel presente studio tra VO2max e parametri anaerobici supportano la
teoria della conversione delle fibre. Sembra in definitiva che per gli atleti allenati alla resistenza di alto livello, l’aumentato potenziale ossidativo dei muscoli sia ottenuto a spese del potenziale glicolitico.
Parole chiave: Ossigeno - Soglia anaerobica - Allenamento, resistenza.
T
he endurance events depend mostly on the
oxidative energy system and require aerobic training as the main means to achieve performance. However, certain sports require both
duration and intensity, raising the issue of potential interference in simultaneous training of
the two energy systems. The “concurrent training” phenomenon for strength and endurance
was firstly described by Hicksonin in 1980 1 and
since then the views of researchers have been
divided. Knowing the way in which the development of an energy system through a specific
training is reflected upon the biometric aspects
of the complementary energy system is essential in creating an effective training program in
such sports.
In this context, we found it of real interest
to check the theory of competition between
the muscle fibers by the excessive training of
the oxidative energy system. It is difficult for
non-athletic persons to perform high intensity
training which lasts long enough to produce
the inter-fibers conversion. Therefore such subjects are difficult to recruit for studies. On the
other hand, athletes participating in endurance
sport events are suitable subjects for studying
the effects of their training on the human body.
Although recruitment for high performance
involves selecting those subjects who already
have a good genetic determinant, for example
a high proportion of type I muscle fibers for
endurance sports,2 the results obtained are in
any case relevant, multiple studies showing that
exercise produces specific changes at the level
of the muscles.3-5
The subjects tested in this study were athletes, trained at a high level for endurance sport
events. We therefore consider that much of the
results obtained when testing their effort capacity is due to the body’s adaptation to specific
training.
The aim of the study was to verify the theory
206
L
e competizioni di resistenza dipendono prevalentemente dal sistema energetico ossidativo e
richiedono un allenamento aerobico come mezzo
principale per ottenere la performance desiderata.
Tuttavia, alcuni sport richiedono sia durata che
intensità, sollevando il problema di una potenziale interferenza nell’allenamento simultaneo dei
due sistemi energetici. Il fenomeno dell’ “allenamento concomitante” (concurrent training) per la
forza e la resistenza è stato descritto per la prima
volta da Hicksonin nel 1980 1 e da quel momento
le opinioni dei ricercatori sono state contrastanti.
Conoscere il modo in cui lo sviluppo di un sistema
energetico attraverso uno specifico allenamento si
riflette sugli aspetti biometrici dei sistemi energetici complementari è essenziale per creare un programma di allenamento efficace in tali sport.
In tale ambito, abbiamo reputato che sia di
reale interesse verificare la teoria della competizione tra le fibre muscolari mediante l’eccessivo
allenamento del sistema energetico ossidativo. È
difficile per i non atleti effettuare allenamenti ad
elevata intensità che durino abbastanza a lungo
da produrre la conversione delle fibre muscolari.
Pertanto, è difficile reclutare tali soggetti negli studi. D’altro canto, gli atleti che prendono parte a
competizioni di resistenza sono soggetti adatti per
studiare gli effetti del loro allenamento sul corpo
umano. Sebbene il reclutamento di soggetti con
performance elevate includa la selezione di quei
soggetti che hanno una buona determinante genetica, per esempio un’elevata percentuale di fibre
muscolari di tipo I per gli sport di resistenza 2, i risultati ottenuti sono in ogni caso pertinenti e molteplici studi hanno mostrato che l’esercizio fisico
produce specifiche modifiche a livello muscolare.3-5
I soggetti testati nel presente studio erano atleti,
allenati ad alto livello per competizioni sportive di
resistenza. Abbiamo pertanto considerato che la
maggior parte dei risultati ottenuti durante i test
della loro capacità di sforzo sia dovuta all’adattamento del corpo all’allenamento specifico.
Giugno 2014
of “concurrent training” of strength and endurance using the statistical analysis of aerobic and
anaerobic exercise parameters obtained by testing high-performance athletes trained in endurance sports.
This study aim was to analyze the correlation
between anaerobic parameters, tested simultaneously via two different evaluation methods,
and aerobic parameters in elite endurance athletes. At the same time, the study checks the
theory of “concurrent training” of strength and
endurance using the statistical analysis of the
parameters obtained.
IONESCU
Obiettivo del presente studio è stato quello di verificare la teoria dell’“allenamento concomitante”
della forza e della resistenza, utilizzando l’analisi statistica dei parametri di esercizio aerobici e
anaerobici ottenuti testando atleti con performance di alto livello allenati negli sport di resistenza.
analizzare la correlazione tra parametri anaerobici, testati simultaneamente mediante due diversi metodi di valutazione, e parametri anaerobici
in atleti di resistenza d’élite. Allo stesso tempo, lo
studio verifica la teoria dell’“allenamento concomitante” della forza e della resistenza utilizzando
l’analisi statistica dei parametri ottenuti.
Materiali e metodi
Participants
Partecipanti
The subjects of this study were 70 top athletes participating in elite endurance events
(marathon and half marathon), divided in two
groups: female aerobic group (N.=35, 20.45±2.46
years old; 8.13±3.42 years of training experience;
1.64±0.09 m of height; 51.06±5.44 kg of body
mass; 45.9±3.02 of lean body mass) and male
aerobic group (N.=35 men, 19±2.47 years old;
7.89±2.31 years of training experience; 1.75±0.04
m of height; 63,52±7.1 kg of body mass).
I soggetti del presente studio erano 70 atleti
d’élite partecipanti a competizioni di resistenza di
alto livello (maratona e mezza maratona), suddivisi in due gruppi: gruppo aerobico di sesso femminile (N.=35, 20,45±2,46 anni; 8,13±3,42 anni di
esperienza di allenamento; 1,64±0,09 m di altezza; 51,06±5,44 kg di massa corporea; 45,9±3,02
di massa magra) e gruppo aerobico di sesso maschile (N.= 35 uomini, 19±2,47 anni; 7,89±2,31
anni di esperienza di allenamento; 1,75±0,04 m
di altezza; 63,52±7,1 kg di massa corporea).
Protocol
To avoid a possible circadian effect, the tests
were performed between 10:00-12:00 a.m. The
tests were completed 2 hours after standardized
meals and 24 hours after the last training. This
research has received the ethical approval of
the Human Research Ethics Committee of Carol
Davila University of Medicine. The participants
of this study gave their informed consent.
The aerobic effort capacity has been evaluated by measuring the maximal oxygen uptake
(VO2max) with direct measurement of oxygen
consumption using the gas exchange analyzer
FitMate (Cosmed, Rome, Italy) and concurrent
assessment of heart rate. All athletes performed
the test on the treadmill, using Bruce protocol.6
Anaerobic capacity was evaluated trough
two simultaneous testing protocols, the Wingate Test 7 and the Total Work Performed Test
(TWPT), proposed by Szogy and Cherebetiu.8
Subjects performed a maximal pedaling effort
on a Monark Ergomedic 894E Peak Bike. The
latter protocol has been used in Romania for
testing anaerobic exercise capacity in high-per-
Vol. 67 - No. 2
Protocollo
Al fine di evitare un possibile effetto circadiano,
i test sono stati condotti tra le 10 e le 12 del mattino. I test sono stati completati 2 ore dopo i pasti
standardizzati e 24 ore dopo l’ultimo allenamento. La presente ricerca ha ricevuto l’approvazione
etica del comitato Etico per la Sperimentazione
con l’essere umano dell’Università di medicina
Carol Davila. I soggetti partecipanti al presente
studio hanno dato il loro consenso informato.
La capacità di sforzo aerobico è stata valutata
misurando il consumo massimo di ossigeno (VO2max) con la misurazione diretta del consumo di
ossigeno utilizzando l’analizzatore degli scambi
gassosi FitMate (Cosmed, Roma, Italia) e la concomitante valutazione della frequenza cardiaca.
Tutti gli atleti hanno effettuato i test su tapis roulant, utilizzando il protocollo di Bruce 6.
La capacità anaerobica è stata valutata utilizzando due protocolli di test simultanei: il test
di Wingate 7 e il test del lavoro totale svolto (Total
Work Performed Test, TWPT), proposto da Szogy e
Cherebetiu 8. I soggetti hanno effettuato uno sforzo
di pedalata massimale su una bicicletta Monark
207
IONESCU
formance athletes for 40 years. Intervals of 60
minutes were allowed during the two tests.
The anaerobic parameters analyzed were the
ones prescribed by the Wingate protocol: Peak
Power (PP), Average Power (AP) and Fatigue
Index (FI) registered in the first 30s of maximum effort. PP, measured in Watts (w) within
the first 5 seconds of the test, has been calculated by formula: PP=(Fxd)/t, where t is time
in seconds, F is the resistance in kg. On an ergometer with mechanical brakes the force is the
resistance (kg) added to the flywheel and d is
distance (revolutions number x distance around
the flywheel in meters). AP (w) represents the
average power over a 30s maximal effort. For
a better comparison between subject’s weight,
PP and AP are measured in w·kg-1. FI shows
the percentage of power lost from the beginning to end of the Wingate test. It is calculated
by formula: FI= (PP-LP)/PP, where PP is peak
power and LP is lower power. Other parameters measured were the Total Works Performed
(TPW) during specific time intervals, TPW10s
(Kgm·kg-1) on the first 10s, TPW20s (Kgm·kg-1)
on the first 20s, and TPW45s (Kgm·kg-1) on 45s.8
Before starting the tests, both the resistance
of the cycloergometer and the height of the
saddle were adjusted in function of the subject.
The data of each subject was introduced in the
SMI Program software. Before data collection,
the athlete cycled without resistance for a few
seconds, trying to reach the maximum speed to
overcome the inertia of the wheel. Immediately
afterwards, resistance was applied on the wheel
and the software began the data collection.
Ergomedic 894 Peak. Quest’ultimo protocollo è
stato utilizzato in Romania per testare la capacità
di esercizio fisico anaerobica in atleti con performance di alto livello per 40 anni. Sono stati consentiti intervalli di 60 minuti tra i due test.
I parametri anaerobici analizzati erano quelli
prescritti dal protocollo di Wingate: potenza di picco
(PP), potenza media (AP) e indice di affaticamento
(FI) registrati nei primi 30 secondi dello sforzo massimale. La PP, misurata in Watt (w) nei primi 5 secondi
del test, è stata calcolata mediante la formula: PP=
(Fxd)/t, dove t è il tempo in secondi, F è la resistenza
in kg. Su un ergometro con freni meccanici, la forza
è la resistenza (kg) aggiunta al volano e “d” è la distanza (numero di giri x distanza intorno al volano
in metri). AP (w) rappresenta la potenza media in
uno sforzo massimale di 30 secondi. Per un confronto migliore tra i soggetti, peso, PP e AP dei soggetti
sono stati misurati in w.kg-1. FI mostra la percentuale
di potenza persa dall’inizio al termine del test di Wingate. È calcolata con la formula: FI= (PP-LP)/PP, dove
PP è la potenza di picco e LP è la potenza più bassa.
Altri parametri misurati erano il lavoro totale svolto
(TPW) durante specifici intervalli di tempo, TPW10s
(Kgm·kg-1) nei primi 10s, TPW20s (Kgm·kg-1) nei primi 20s, e TPW45s (Kgm·kg-1) nei 45s.8
Prima di iniziare i test, la resistenza del cicloergometro e l’altezza del sellino sono stati regolati
in funzione di ogni soggetto. I dati di ogni soggetto sono stati inseriti nel software del programma
SMI. Prima di raccogliere i dati, l’atleta ha pedalato senza resistenza per qualche secondo, cercando di raggiungere la velocità massima per vincere
l’inerzia della ruota. Subito dopo, è stata applicata
della resistenza alla ruota e il software ha iniziato
la raccolta dei dati.
Statistical analysis
Analisi statistica
For each athlete absolute and relative values of Peak Power (PP), Average Power (AP),
Fatigue Index (FI), Time to reach Peak Power
(TPP), Maximum oxygen uptake (VO2max),
Total Works Performed on 10s (TWP10s), 20s
(TWP20s) and 45s (TWP45s) have been registered. Statistical analysis was performed including mean values, standard deviations, and
ranges of values for the parameters collected
using SPSS software version 18.0 (SPSS Inc.,
Chicago, IL, USA). The comparison of the levels
of these parameters for each lot was achieved
through the use of the Student test. A P-value
of less than 0.05 was considered statistically
significant. Relations between parameters were
evaluated through the Pearson correlation coefficients.
Per ciascun atleta sono stati registrati i valori
assoluti e relativi di potenza di picco (PP), potenza
media (AP), indice di affaticamento (FI), tempo
per raggiungere la potenza di picco (TPP), consumo massimo di ossigeno (VO2max), lavoro totale svolto in 10 secondi (TWP10s), 20s (TWP20s)
e 45s (TWP45s). Le analisi statistiche sono state
effettuate includendo i valori medi, le deviazioni
standard e gli intervalli dei valori per i parametri
raccolti, utilizzando la versione 18.0 del software
statistico per le scienze sociali (SPSS Inc., Chicago,
IL, USA). Il confronto dei livelli di tali parametri
per ciascun lotto è stato possibile tramite l’utilizzo
del test di Student. Un valore p inferiore a 0,05 è
stato considerato statisticamente significativo. Le
relazioni tra i parametri sono state valutate mediante i coefficienti di correlazione di Pearson.
208
Giugno 2014
IONESCU
Results
Risultati
The athletes trained for endurance obtained
followed average values of VO2max (Table
I) 58.02±9.14 ml·kg-1 in case of women and
62.75±12.14 ml·kg-1 in the one of men. Peak
Power, a representative parameter for the
anaerobic alactacide capacity in the Wingate
test, registered the following values of studied groups: 7.21±0.94 w·kg1 in female aerobic
group, 7.93±1.69 w·kg-1 in male aerobic group
(Table I).
The software of the Monark cycloergometer
shows both a graphical representation of the
power output during the test and the numerical values for average powers recorded every 5s
from the beginning to the end of the test. The
analysis of the tests show that the 5s range during which the highest average value of power
was recorded occurred during the second period of time and not during the first, as one could
have expected.
Time at Peak Power, delivered by the same
software of the Monark cycloergometer, confirms the previous results of this study, supporting the idea that maximum power in most cases
is not reached within the first 5s of maximum
effort. Please note that this parameter measures
in ms the time elapsed until the effort that develops the muscular power curve peaks (Table
II).
Gli atleti allenati alla resistenza hanno ottenuto i seguenti valori medi di VO2max (Tabella I) 58,02±9,14 ml·kg-1 nel caso delle donne e
62,75±12,14 ml·kg-1 nel caso degli uomini. La
potenza di picco, un parametro rappresentativo della capacità alattacide anerobica nel test di
Wingate, ha mostrato i seguenti valori nei gruppi
studiati: 7,21±0,94 w·kg1 nel gruppo aerobico di
sesso femminile, 7,93±1,69 w·kg-1 nel gruppo aerobico di sesso maschile (Tabella I).
Il software del cicloergometro Monark mostra
sia una rappresentazione grafica del rendimento di potenza durante il test, sia valori numerici per le potenze medie registrate ogni 5 secondi
dall’inizio al termine del test. L’analisi dei test ha
mostrato che l’intervallo di 5 secondi durante il
quale è stato registrato il più elevato valore medio
di potenza si è verificato durante il secondo periodo di tempo e non durante il primo, come ci si
sarebbe aspettato.
Il tempo per la potenza di picco, fornito dallo
stesso software del cicloergometro Monark, conferma i precedenti risultati di questo studio, supportando l’idea che la potenza massima nella maggior parte dei casi non venga raggiunta nei primi
5 s dello sforzo massimo. È necessario notare che
questo parametro misura in ms il tempo trascorso
finché lo sforzo che sviluppa la potenza muscolare
non raggiunge il picco (Tabella II).
Table I.—The results of the effort capacity testing at the endurance athletes. Data are means ± standard deviation (SD).
Tabella I. — Risultati dei test della capacità di sforzo negli atleti di resistenza. I valori sono presentati come
medie±deviazione standard (DS).
Parameters
VO2max (mL·kg-)
PP (w·kg-1)
Powers (w·kg-1) in the intervals:
0-5s
5-10s
10-15s
15-20s
20-25s
25-30s
30-35s
35-40s
40-45s
AP (w·kg-1)
FI (%PP)
TWP10s
TWP20s
TWP20s
Males
Females
62.75±12.14
7.93±1.69
58.02±9.14
7.21±0.94
7.31±1.18
7.82±0.85
7.47±0.75
7.08±0.74
6.79±0.96
6.45±0.68
6.05±0.77
5.62±0.70
5.20±0.55
7.23±0.69
53.53±13.80
7.13±0.90
12.89±1.59
23.55±2.30
6.02±1.03
6.62±0.85
6.50±0.78
6.27±0.69
6.04±0.63
5.76±0.62
5.44±0.69
5.16±0.71
4.83±0.73
6.20±0.67
44.63±12.56
5.80±0.77
11.05±1.60
20.51±2.39
VO2max: Maximum oxygen uptake; PP: Peak Power; AP: Average Power; FI: Fatigue Index; TWP10s –Total Works Performed on 10s;
TWP20s: Total Works Performed on 20s; TWP45s – Total Works Performed on 45s.
Vol. 67 - No. 2
209
IONESCU
Table II.—Time at Peak Power for endurance athletes. Data are means ± standard deviation (SD)
Tabella II. — Tempo per la potenza di picco negli atleti di resistenza. I dati sono presentati come
medie±deviazione standard (DS).
TPP
Men
Women
Mean
SD
5358
2773
6940
3556
TPP: Time at Peak Power (ms).
The Average Power parameter, recommended
by the Wingate protocol, had values of 6.2±0.67
w·kg-1 for female aerobic group and 7.23±0.69
w·kg-1in the case of the male one. Also, we
calculated the Average Power also for the 45s
time. The results show values lower than the
one registered on the 30s effort time period
recommended by the Wingate test authors
(6.71±0.67 w·kg-1 in the case of the male group
and 5.71±0.78 w·kg-1 in the women group).
Fatigue Index, expressed as percentage value
from Peak Power, is considered to be a parameter of muscle fatigue. For the studied groups,
the values registered were 53.53±13.80%PP in
male subjects and 44.63±12.56%PP in female
subjects.
The values of the Total Work Performed, recorded on intervals recommended by the authors, were in males group 7.13±0.9 after 10s,
12.89±1.59 after 20s and 23.55±2.3 after 45s, respectively 5.8±0.77, 11.05±1.6 and 20.51±2.39 in
females group.
Correlation between VO2max and anaerobic
parameters
The correlation parameters between VO2max
and Total Works Performed show a clear tendency towards negative relation both in the case
of female and male group (Table III). The significance degree (P<0.05) was reached for most
Il parametro della potenza media, raccomandato dal protocollo di Wingate, presentava valori
di 6,2±0,67 w·kg-1 per il gruppo aerobico di sesso
femminile e di 7,23±0,69 w·kg-1per il gruppo di sesso maschile. Inoltre, abbiamo calcolato la potenza
media anche per il periodo di tempo di 45 secondi.
I risultati mostrano valori inferiori rispetto a quelli
registrati nell’intervallo di tempo di 30 secondi raccomandato dagli autori del test di Wingate (6,71
±0,67 w·kg-1 nel caso del gruppo di sesso maschile
e 5,71±0,78 w·kg-1 nel caso del gruppo di sesso femminile).
L’indice di affaticamento espresso come valore
percentuale dalla potenza di picco è considerato
un parametro dell’affaticamento muscolare. Per
i gruppi studiati, i valori registrati erano pari a
53,53±13,80%PP negli uomini e 44,63±12,56%PP
nelle donne.
I valori del lavoro totale svolto, registrati agli
intervalli raccomandati dagli autori erano pari
rispettivamente a 7,13±0,9 dopo 10s, 12,89±1,59
dopo 20s e 23,55±2,3 dopo 45s nel gruppo di sesso
maschile e a 5,8±0,77, 11,05±1,6 e 20,51±2,39 nel
gruppo di sesso femminile.
Correlazione tra VO2max e parametri anaerobici
I parametri di correlazione tra VO2max e lavoro
totale svolto mostrano una chiara tendenza verso
una relazione negativa sia nel gruppo di sesso femminile sia in quello di sesso maschile (Tabella III). Il
grado di significatività (P<0,05) è stato raggiunto
Table III.—Correlation between VO2max and anaerobic parameters. Data are means (±SD)
Tabella III. — Correlazione tra VO2max e parametri anaerobici. I dati sono presentati come medie (±DS).
Pearson’s coefficient r
PP
AP
FI
TWP10s
TWP20s
TWP45s
p coefficient
Men
Women
Men
Women
-0.20
-0.20
-0.15
-0.37
-0.34
-0.27
-0.12
-0.35
-0.10
-0.05
-0.33
-0.44
0.25
0.22
0.47
0.03
0.04
0.13
0.18
0.04
0.45
0.77
0.04
0.01
VO2max: Maximal oxygen uptake; PP: Peak Power; AP – Average Power; FI: Fatigue Index; TWP10s –Total Works Performed on 10s;
TWP20s – Total Works Performed on 20s; TWP45s: Total Works Performed on 45s.
210
Giugno 2014
IONESCU
Table IV.—Correlations between Wingate Test’s versus Total Work Performed Test’s parameters*.
Tabella IV. — Correlazione tra i parametri del test di Wingate e del test del lavoro totale svolto.
Pearson’s coefficient r
PP versus TWP10s
AP versus TWP45s
P coefficient
Men
Women
Men
Women
-0.59
0.94
-0.73
0.9
0.001
0.001
0.001
0.00*
*significant for P<0.05;
PP: Peak Power; AP: Average Power; TWP10s: Total Works
Performed on 10s TWP45s: Total Works Performed on 45s.
of cases, except in the case of VO2max versus
TWP10s for the female group and VO2max versus TWP45s for male group.
The same tendency towards negative correlation appears when VO2max was used in
conjunction with the Wingate Test’s parameters, although the significance level (P<0.05)
was achieved only in case of the female group,
and for the correlation VO2max versus Average
Power (Table III).
In the present study, correlations between
VO2max and Fatigue Index, expressed as the
percentage drop in power on 45s of maximal
effort, showed a negative trend for aerobic
groups, without reaching an acceptable significance level (P>0.05) (Table III).
Other correlations that have not reached an
acceptable level of significance in this study
were the correlation between Peak Power and
Fatigue Index (Pearson correlation coefficient
r=0.20 for the male group, with P=0.25 and
r=0.11 for the female group with P=0.11); the
correlation between Peak Power and Time to
Peak Power (r=-0.01 P=0.95 for men and r=0.2
for women, P=0.25).
Comparing the two representative parameters of the phosphagen system (PP from the
Wingate Test and TWP10s from Total Work Performed Test), and those used to measure anaerobic glycolitic capacity (AP and TWP 45s) show
a strong positive correlation as it can be seen in
the chart below (all correlations P<0.001) (Table IV).
Discussione
Discussion
Statistical analysis revealed a negative correlation between maximal oxygen uptake and
the anaerobic effort capacity parameters proposed by Szogy and Cherebetiu (Total Works
Performed) in top athletes trained for endurance, both women and men. This tendency
towards negative correlation was maintained
Vol. 67 - No. 2
per la maggior parte dei casi, tranne nel caso del
VO2max rispetto al TWP10s per il gruppo di sesso
femminile e nel caso del VO2max versus il TWP45s
per il gruppo di sesso maschile.
La stessa tendenza verso una correlazione negativa è stata osservata quando il VO2max è stato
utilizzato in associazione ai parametri del test di
Wingate, sebbene il livello di significatività (P<0,05)
fosse stato raggiunto soltanto nel caso del gruppo di
sesso femminile e per la correlazione VO2max versus
potenza media (Tabella III).
Nel presente studio, le correlazioni tra VO2max e
indice di affaticamento, espresse come calo percentuale nella potenza durante lo sforzo massimale di
45 secondi, hanno mostrato una tendenza negativa
per i gruppi aerobici, senza raggiungere un accettabile livello di significatività (P>0,05) (Tabella III).
Altre correlazioni che non hanno raggiunto un
accettabile livello di significatività nel presente studio erano la correlazione tra potenza di picco e indice di affaticamento (coefficiente di correlazione
di Pearson r=20 per il gruppo di sesso maschile, con
P=0,25 e r=0,11 per il gruppo di sesso femminile
con P=0,11) e la correlazione tra potenza di picco
e tempo per la potenza di picco (r=-0,01 P=0,95 per
gli uomini e r=0,2 per le donne, P=0,25).
Il confronto tra i due parametri rappresentativi del sistema fosfageno (PP dal test di Wingate e
TWP10s dal test del lavoro totale svolto) e quelli utilizzati per misurare la capacità glicolitica anaerobica (AP E TWP45s) mostra una forte correlazione
positiva, come può essere osservato nel grafico sotto
(tutte le correlazioni P<0,001) (Tabella IV).
L’analisi statistica ha rivelato una correlazione
negativa tra il consumo massimo di ossigeno e i parametri della capacità di sforzo anaerobico proposti da Szogy e Cherebetiu (lavoro totale svolto) negli
atleti d’élite di resistenza, sia uomini che donne.
Tale tendenza verso una correlazione negativa è
stata mantenuta quando il VO2max è stato confrontato con i parametri proposti dagli autori del
211
IONESCU
when VO2max was compared with the parameters proposed by the Wingate Test authors
but the correlation coefficient was significant
only for VO2max versus Average Power in the
case of the female athletes group. The negative
correlation between maximal oxygen uptake,
as an parameter of aerobic capacity, and the
anaerobic effort capacity parameters appears
to support the hypothesis of “concurrent training” in top athletes participating in endurance
events. In these athletes, excessive training of
aerobic capacity seems to have been done at
the expense of the anaerobic one.
It is important to underline that in endurance training neither the cardiovascular system nor the respiratory one can negatively influence the anaerobic effort capacity. The only
common element subject to stress and adaptations during aerobic and anaerobic effort is
the muscle. Therefore the trade off which is
reflected by the negative correlations can only
be linked to the specific adaptations of the
muscle fibers. More precisely, the excessive
adaptation of the muscle to one type of effort
(in this case aerobic) may have negative consequences on the ability of the body to support the other (in this example, the anaerobic
effort).
In this regard, we recall Bar-Or et al., who
demonstrated that there is a relationship between the performance obtained by the Wingate Test and the distribution of muscle fibers.9 They reported correlations between
Average Power and relative sizes of fiber,
between Peak Power and the percentage of
Fast Type (FT) fibers and between power and
size of muscle fibers. Following this study the
authors suggested that muscle performance
determined by the Wingate test was mainly
positively correlated with size of the FT fibers.
Froese and Houston found significant correlations between the fast fibers percentage,
the blood lactate level and the anaerobic
performance (Peak Power, Average Power
and Fatigue Index) for men.10 On the other
hand, the study of Ingjer claims that endurance training produces a higher capillarity and
number of mitochondria in all types of muscle fibers, but the highest growth rate is in
fibers that contain oxidative enzymes, which
is reflected in an increased maximal oxygen
uptake.11 A very interesting observation made
by Inger in his study is that the increase in the
number of capillaries per fiber and per square
millimeter area (28.8% and 25.9%) is similar
212
test di Wingate, ma il coefficiente di correlazione
era significativo solo per il VO2max versus la potenza media nel caso del gruppo di sesso femminile.
La correlazione negativa tra consumo massimo di
ossigeno, quale parametro di capacità aerobica,
e parametri della capacità di sforzo anaerobico
sembra supportare l’ipotesi di un “allenamento
concomitante” negli atleti d’élite che partecipano a
competizioni di resistenza. In tali atleti, l’eccessivo
allenamento della capacità aerobica sembra essere
effettuato a spese della capacità anaerobica.
È importante sottolineare che nell’allenamento
della resistenza, né il sistema cardiovascolare né
quello respiratorio possono influenzare in maniera
negativa la capacità di sforzo anaerobico. L’unico
elemento comune soggetto a stress e adattamenti
durante lo sforzo aerobico e anaerobico è il muscolo. Pertanto, lo scambio riflesso dalle correlazioni negative può essere solo associato agli specifici
adattamenti delle fibre muscolari. Più precisamente, l’eccessivo adattamento del muscolo a un tipo
di sforzo (in questo caso aerobico) può avere
conseguenze negative sulla capacità del corpo di
supportare l’altro sistema (in questo caso lo sforzo
anaerobico).
Al riguardo, ricordiamo Bar-Or e colleghi
(1991) che hanno dimostrato come esista una relazione tra le performance ottenute dal test di Wingate e la distribuzione delle fibre muscolari 9. Tali
autori hanno riportato correlazioni tra potenza
media e dimensioni relative delle fibre, tra potenza
di picco e percentuale di fibre di tipo veloce (FT)
e tra potenza e dimensione delle fibre muscolari.
In seguito a tale studio gli autori hanno suggerito
che la performance muscolare determinata dal test
di Wingate sia correlata positivamente soprattutto
con la dimensione delle fibre FT.
Froese e Houston hanno riportato correlazioni
significative tra la percentuale di fibre veloci, il
livello di lattato ematico e la performance anaerobica (potenza di picco, potenza media e indice
di affaticamento) per gli uomini 10. D’altro canto,
lo studio di Ingjer indica che l’allenamento della
resistenza produce una più elevata capillarità e
un maggior numero di mitocondri in tutti i tipi di
fibre muscolari, ma il tasso di crescita maggiore
è nelle fibre che contengono enzimi ossidativi, il
che si riflette in un aumento del consumo massimo di ossigeno 10. Un’osservazione molto interessante fatta da Ingjer nel suo studio è che l’aumento
nel numero di capillari per fibra e per millimetro
quadrato (28,8% e 25,9%) è simile all’aumento
nel consumo massimo di ossigeno (25,2%) dopo
l’allenamento. Tale osservazione è stata fatta anche dagli studi di Brodal 12. Per tale motivo riteniamo che i risultati ottenuti nel presente studio
Giugno 2014
to the increase in the maximal oxygen uptake
(25.2%) after training. This observation results
also from Brodal’s studies.12 For this reason
we argue that the results obtained in this study
are caused by specific muscle adaptation to
exercise.
The theory of conversion to a type of fiber to
another with high-level training could explain
the tendency to inverse correlation between
parameters of the two capacities of effort in
sports that determine a pronounced one-side
development of a metabolic pathway and the
type of fibers, probably to the detriment of the
other. A low workout probably is not a strong
enough incentive to produce “competition on
fiber”, but improving aerobic capacity at high
endurance events level requires conversion of
glycol tic-fiber type into oxidative-fiber type,
the consequent decrease glycol tic capacity.
From this aspect, it should be noted that increasing the percentage of the IIA fibers, glycolytic and oxidative type (FOG) and declining
the percentage of the IIB fibers, strictly glycolytic type (FG) was highlighted by the study of
Ingjer.13 The extension of endurance training
subsequently produces inter-fibers conversion
affecting values of the effort anaerobic capacity parameters. Fitts and Widrick 14 argued that
endurance training when it is extended leads
to diminishing of Peak Power. Negative correlations between maximal oxygen uptake and
anaerobic effort parameters in case of male
and female athlete groups, supports the theory of the conversion of glycolitic fiber type
into oxidative fiber types in athletes trained
for great endurance sport events.
The removal of lactic acid accumulated after high intensity efforts and the accelerated
recovery of the macroergic phosphate compound reserves are arguments of literature in
favor of the idea that the aerobic system plays
an important role in supporting anaerobic endurance.15 In this study, however, no significant correlation was found between maximal
oxygen uptake and fatigue index in athlete
strained in high endurance, which may indicate that the endurance aspect of anaerobic
power is not influenced by increased capacity of body to pay the debt of oxygen or by
an increased oxidative capacity of the muscle.
Other authors have reported similar findings
to this study, too.16 The Koziris et al. considered in their study of 1996 that aerobic power
can only explain 10-19% of the value of the
fatigue, but especially for the last segments of
Vol. 67 - No. 2
IONESCU
siano causati da specifici adattamenti muscolari
all’esercizio fisico.
La teoria della conversione da un tipo di fibra
all’altro con l’allenamento di alto livello potrebbe
spiegare questa tendenza alla correlazione inversa
tra i parametri delle due capacità di sforzo in sport
che determinano un pronunciato sviluppo unidirezionale di un pathway metabolico e di un tipo
di fibre, probabilmente a scapito dell’altro. Un allenamento di bassa intensità probabilmente non è
un incentivo abbastanza forte per produrre una
“competizione sulle fibre”, ma migliorare la capacità aerobica nelle competizioni di resistenza di
alto livello richiede la conversione dal tipo di fibre
glicolitiche al tipo di fibre ossidative e la derivante
diminuzione della capacità glicolitica. Sotto questo
aspetto, lo studio di Ingjer 13 ha osservato un aumento della percentuale delle fibre IIA, del tipo glicolitico e ossidativo (FOG), e la diminuzione della
percentuale di fibre di tipo IIB, soprattutto del tipo
glicolitico (FG). Di conseguenza, il prolungamento
dell’allenamento della resistenza produce una conversione delle fibre muscolari che influenza i valori
dei parametri di capacità dello sforzo anerobico.
Fitt e Widrick 14 hanno affermato che l’allenamento
della resistenza quando viene prolungato conduce
a una riduzione della potenza di picco. Correlazioni negative tra consumo massimo di ossigeno e
parametri di sforzo anaerobico nel caso dei gruppi
di atleti di sesso maschile e femminile supportano
la teoria della conversione dal tipo di fibre glicolitiche al tipo di fibre ossidative negli atleti allenati
per competizioni di resistenza di alto livello.
La rimozione dell’acido lattico accumulato dopo
gli sforzi di alta intensità e il recupero accelerato
delle riserve del composto di fosfato ad alta energia
sono argomenti della letteratura a favore dell’idea
che il sistema aerobico rivesta un ruolo importante
nel sostegno della resistenza anaerobica 15. Nel presente studio, tuttavia, non è stata osservata alcuna
correlazione significativa tra il consumo massimo
di ossigeno e l’indice di affaticamento negli atleti
allenati alla resistenza di alto livello, e ciò potrebbe
indicare che l’aspetto della resistenza della potenza
anaerobica non è influenzato dall’aumento della
capacità del corpo di pagare il debito di ossigeno
o da un’aumentata capacità ossidativa del muscolo 16. Altri autori hanno riportato risultati simili
a quelli del presente studio (Hermansen e Stensvold, 1972). Koziris et al. hanno considerato nel
loro studio del 1996 che la potenza aerobica può
spiegare solamente il 10-19% del valore di affaticamento, ma soprattutto per gli ultimi segmenti
dello sforzo di 30 secondi 17. Glenn Wadley e Peter
LeRossignol non hanno riportato alcuna relazione
tra VO2max e scarsa performance in un test di
213
IONESCU
the effort 30 s.17 Glenn Wadley and Peter LeRossignol did not find a relationship between
VO2max and poor performance in a Wingate
test (r=-0.424; P=0.090) but did find a strong
relationship between the running time to a
distance of 200m and lower muscle strength
(r=-0.722) inferring from this that subjects
with the best times were recorded the highest levels of fatigue.18 The authors inferred
from their study that the aerobic system has
an important role in resyntesis of high-energy
phosphate compunds in maximum effort for
30s. Other specialists have supported this hypothesis stating modest correlations between
parameters of aerobic capacity and fatigue
even for maximum efforts longer than 30s.19
Previous studies have confirmed that individuals who have the highest values of muscle
strength and sprint abilities correlate their upper for superior use of phosphate compounds
which are expressed by lift fatigue indices.20, 21
Another aspect highlighted by the results of
this study is that the maximum amplitude of
the power generated by anaerobic mechanisms was reached at 5.35s for the men group
and of 6.94s in the case of the female athletes
group. In the same way, the time period of 5s
in which the highest average power generated
was registered (the largest muscle work) was
during the second interval (5-10s of maximal
effort) for both female and male groups. We
believe that for these athletes the fibers having a significant contribution to power generation have high glycolytic capacity but are
also more fatigue resistant (FOG probably) as
compared to FG ones.
Lower values recorded in anaerobic fatigue
registered in the female athletes group in
comparison with the male one suggests superior resistance to muscle fatigue during a
maximal exercise in women as compared to
men. Hakkinen’s studies claim that women’s
muscles are more resistant to fatigue and recover faster than men, especially after explosive exercises.22, 23 When looked at together
with the fact that the maximum amplitude of
the anaerobic muscle power in case of men
was reached earlier than in the case of women (5.35s from 6.94s), this suggests a higher
involvement of FOG fiber type (less fast but
more fatigue resistant) in women compared to
men, in anaerobic muscle power generation.
We consider that anaerobic exercise capacity’s investigation, carrying a single maximal
effort, lasting 45s but interpreted by both
214
Wingate (r=-0,424; P=0,090) ma hanno osservato
una forte relazione tra il tempo di corsa su una distanza di 200 m e una più bassa forza muscolare
(r=-0,722) deducendo da ciò che i soggetti con i
tempi migliori avevano registrato i livelli più elevati
di affaticamento 18. Gli autori hanno dedotto dal
loro studio che il sistema aerobico riveste un ruolo
importante nella risintesi dei composti di fosfato ad
alta energia in uno sforzo massimo di 30 secondi.
Altri autori hanno supportato questa ipotesi suggerendo modeste correlazioni tra i parametri della
capacità aerobica e l’affaticamento anche per sforzi massimi superiori ai 30 secondi 19. Precedenti
studi hanno confermato che negli individui che
hanno i più elevati valori di forza muscolare e abilità di sprint esiste una correlazione tra tali valori
elevati e il loro maggiore utilizzo dei composti di
fosfato che sono espressi dagli indici di affaticamento innalzati 20, 21. Un altro aspetto evidenziato
dai risultati del presente studio è che l’ampiezza
massima della potenza generata dai meccanismi
anaerobici è stata raggiunta in 5,35 secondi nel
caso del gruppo di sesso maschile e in 6,94 secondi
nel caso del gruppo di sesso femminile. Allo stesso
modo, l’intervallo di tempo di 5 secondi nel quale è
stata registrata la più elevata potenza media (il più
ampio lavoro muscolare) è stato durante il secondo intervallo (5-10 secondi di sforzo massimale),
sia per il gruppo maschile sia per quello femminile.
Crediamo che per tali atleti le fibre che forniscono
un contributo significativo alla generazione della
potenza hanno una maggiore capacità glicolitica ma sono anche più resistenti all’affaticamento
(probabilmente FOG) rispetto alle FG.
I valori più bassi registrati nell’affaticamento
anaerobico registrati nel gruppo femminile rispetto
a quello maschile suggeriscono una maggiore resistenza all’affaticamento muscolare durante un
esercizio massimale nelle donne rispetto agli uomini. Gli studi condotti da Hakkinen affermano che
i muscoli delle donne sono più resistenti all’affaticamento e recuperano prima rispetto a quelli degli
uomini, soprattutto dopo gli esercizi esplosivi 22, 23.
Quando osservati insieme al fatto che l’ampiezza
massima della potenza muscolare anaerobica nel
caso degli uomini è stata raggiunta prima rispetto
alle donne (5,35 secondi rispetto a 6,94 secondi),
ciò suggerisce un maggiore coinvolgimento delle
fibre di tipo FOG (meno veloci ma più resistenti
all’affaticamento) nelle donne rispetto agli uomini, nella generazione di potenza muscolare anaerobica.
Riteniamo che l’indagine sulla capacità di
esercizio fisico anaerobico, con un singolo sforzo
massimale di 45 secondi, ma interpretato da entrambi i protocolli, possa dimostrare che i risultati
Giugno 2014
protocols (Wingate and Szogy &Cherebetiu)
could demonstrate that the results obtained by
the two tests are overlapping. McArdle considers that Peak Power represents energy capacity of phosphate compounds while Average
Power reflects glycol tic capacity.24 Vanderwalle et al. show that PP obtained using the
Wingate test represents the maximum rate on
phosphate compounds catabolism and the Average Power mainly represents the anaerobic
glycol tic metabolism.25 Instead, Szogy and
Cherebetiu recommend the Total Work Performed (TWP) per time intervals (10, 20 and
45s) as a defining parameter of anaerobic effort capacity. Testing separately for time intervals of 10, 20 and 45s was proposed by the
TWPT’s authors because it was assumed that
the first 10s of effort are anaerobic alactacide
(energogenesis predominantly based on
phosphate compounds) and only after 20s of
the anaerobic glycolysis would become significant, with important lactic acid accumulation. For this study’s authors, 45s performance largely depends on the body’s ability to
withstand high lactate accumulation. Although
many researchers used for the Wingate test a
maximal effort 30s,26 there are authors who
recommend the extension of maximal effort
to 60s.27 Other studies argue that a shorter
maximal effort is enough for testing anaerobic
exercise capacity.28 The groups subject to our
study, testing anaerobic exercise capacity by
pedaling at maximum effort had similar results
in both types of interpretations, Wingate test
and Total Work Performed Test.
Correlations existed between the Total
Work Performed at 10s, recommended by Szogy and Cherebetiu as a significant parameter
of the phosphate compounds and Peak Power
as an equivalent parameter of Wingate protocol were positive with a very high significance
degree (r=0.59 in men and of r=0.73 in women, with P<0.001). An even higher correlation
was obtained between Total Work Performed
at 45s and Average Power, parameters of the
two types of tests that mirror the anaerobic
glycolytic capacity (r=0.94 in men and r=0.9 in
women, P<0.001). In this study, subjects performed a single maximal effort but the data
provided by Monark cycloergometer software
were used to obtain values for the parameters
suggested by both the Wingate Test and Cherebetiu and Szogy’s Total Work performed Test.
The conclusions appear accurate given that
the two different testing protocols showed
Vol. 67 - No. 2
IONESCU
ottenuti dai due test sono sovrapponibili. McArdle
afferma che la potenza di picco rappresenti la capacità energetica dei composti di fosfato mentre
la potenza media rifletta la capacità glicolitica 24.
Vanderwalle e colleghi hanno mostrato che la PP
ottenuta utilizzando il test di Wingate rappresenta
la velocità massima sul catabolismo dei composti
di fosfato e che la potenza media rappresenta il
metabolismo glicolitico anaerobico 25. Al contrario,
Szogy e Cherebetiu raccomandano di utilizzare il
lavoro totale svolto (TWP) per intervalli di tempo
(10, 20 e 45 secondi) quale parametro di definizione della capacità di sforzo anaerobico (Szogy
e Cherebetiu, 1974). Gli autori del TWPT hanno
proposto l’esecuzione di test separati per intervalli
di tempo di 10, 20 e 45 secondi, supponendo che i
primi 10 secondi di sforzo siano anaerobici alattacidi (energogenesi basata perlopiù sui composti
di fosfato) e solo dopo 20 secondi di glicolisi anaerobica diverrebbero significativi, con un importante accumulo di acido lattico. Per gli autori del
presente studio, la performance nei 45 secondi dipende in larga misura dalla capacità del corpo di
sostenere un elevato accumulo di lattato. Sebbene
numerosi ricercatori abbiano utilizzato per il test
di Wingate uno sforzo massimale di 30 secondi 26,
vi sono autori che raccomandano il prolungamento dello sforzo massimale a 60 secondi 27. Altri studi
sostengono che uno sforzo massimale più breve sia
sufficiente per testare la capacità di esercizio fisico
anaerobico 28. I gruppi di soggetti del nostro studio,
nei quali è stata testata la capacità di esercizio fisico anerobico tramite una pedalata a sforzo massimale, hanno ottenuto risultati simili in entrambi i
tipi di interpretazioni, il test di Wingate e il test del
lavoro totale svolto.
Sono state osservate correlazioni positive tra il
lavoro totale svolto a 10 s, raccomandato da Szogy e Cherebetiu quale parametro significativo dei
composti di fosfato, e la potenza di picco quale
parametro equivalente del protocollo di Wingate,
con un grado di significatività estremamente elevato (r=0,59 negli uomini r=0,73 nelle donne con
P<0,001). Una correlazione ancor più elevata è
stata osservata tra il lavoro totale svolto a 45 secondi e la potenza media, parametri dei due tipi
di test che riflettono la capacità anaerobica glicolitica (r=0,94 negli uomini e r=0,9 nelle donne,
P<0,001). Nel presente studio, i soggetti hanno
effettuato un singolo sforzo massimale, ma i dati
forniti dal software del cicloergometro Monark
sono stati utilizzati per ottenere valori per i parametri suggeriti sia dal test di Wingate che dal test
del lavoro totale svolto di Cherebetiu e Szogy. Le
conclusioni sembrano precise poiché i due diversi
protocolli di test hanno mostrato risultati estrema-
215
IONESCU
very similar results, among others due to the
lack of variables/different testing conditions.
mente simili, dovuti tra le altre cose all’assenza di
variabili/diverse condizioni di test.
Conclusions
Conclusioni
The adaptations in the body are made in
function of the intensity of the effort during
training, where aerobic and anaerobic parameters impact upon each other. This appears to
be related to functional changes in the muscle
fibers.
The fiber conversion is likely to contribute to
obtaining the highest values of maximal oxygen
uptake that characterize the endurance athletes,
with the muscle fibers losing a part of their glycolytic potential in favor of the oxidative one.
This hypothesis is supported by the significant
negative correlations found between the maximal oxygen uptake and anaerobic performance
parameters in the endurance groups (female
and male groups). The low values of index fatigue recorded in female athletes compared to
male confirm the idea mentioned also by another authors that women’s muscle is more fatigue resistant than men’s.
The two tests for anaerobic capacity by a
maximal pedaling effort, the Wingate test and
the Total Work Performed test, have shown
similar results. However, for events in which
the endurance aspect of the anaerobic power
is important, it is preferred to use the Total
Work Performed Test which gives an image of
the breakdown of the effort involved in anaerobic energy systems throughout its different
phases.
The results of this study are relevant for
sports involving both aerobic and anaerobic effort as they show that an excessive endurance
training impacts the strength and the power
speed negatively.
Gli adattamenti corporei sono effettuati in funzione dell’intensità dello sforzo durante l’allenamento, dove i parametri aerobici e anaerobici si
influenzano a vicenda. Ciò sembra essere correlato alle modifiche funzionali nelle fibre muscolari.
È verosimile che la conversione delle fibre contribuisca a raggiungere i più elevati valori di consumo massimo di ossigeno che caratterizzano gli
atleti di resistenza, con le fibre muscolari che perdono una parte del loro potenziale glicolitico a favore di quello ossidativo. Tale ipotesi è supportata
dalle significative correlazioni negative osservate
tra il consumo massimo di ossigeno e i parametri
di performance anaerobica nei gruppi di resistenza (gruppi maschile e femminile). I bassi valori
dell’indice di affaticamento registrati negli atleti
di sesso femminile rispetto agli atleti di sesso maschile confermano l’idea suggerita anche da altri
autori che il muscolo delle donne sia più resistente
all’affaticamento rispetto a quello degli uomini.
I due test per la capacità anaerobica mediante
uno sforzo di pedalata massimale, il test di Wingate e il test del lavoro totale svolto, hanno mostrato
risultati simili. Tuttavia, per gli eventi nei quali
l’aspetto di resistenza della potenza anaerobica è
importante, è preferibile utilizzare il test del lavoro
totale svolto, il quale fornisce un’istantanea dettagliata dello sforzo coinvolto nei sistemi energetici
anaerobici lungo tutte le sue diverse fasi.
I risultati del presente studio sono rilevanti per
sport che prevedono sia uno sforzo aerobico che
uno sforzo anaerobico poiché mostrano che un
eccessivo allenamento della resistenza influisce
negativamente sulla forza e sulla velocità della
potenza.
References(Bibliografia
1) Nader GA. (2006) Concurrent Strength
and Endurance Training: From Molecules to Man. Med Sci Sports Exerc
2006;38:1965-70.
2) Grossman EJ, Roy RR, Talmadge RJ,
Zhong H, Edgerton VR. Effects of inactivity on myosin heavy chain composition and size of rat soleus fibers. Muscle
Nerve 1998;21:375-89.
3) Pette D, Staron RS. Mammalian skeletal
muscle fiber type transitions. Int Rev Cytol 1997;170:143-223.
4) Foster C, Costill D, Daniels JT, Fink
WJ. Skeletal muscle enzyme activity, fiber
composition and VO2max în relation to
distance running performance. Eur J Appl
Physiol Occup Physiol 1978;39:73-80.
216
5) Jones AM, Carter H. The effect of endurance training on parameters of aerobic
fitness. Sports Medicine 2000;29:373-86.
6) Bruce RA, Blackman JR, Jones JW,
Strait G. Exercise testing in adult normal
subjects and cardiac patients. Pediatrics
1963;32:742-55.
7) Bar-Or O. The Wingate anaerobic test:
An update on methodology, reliability
and validity. Sports Medicine 1987;4:38194.
8) Szogy A, Cherebetiu G. A one-minute
bicycle ergometer test for determination
of anaerobic capacity. Eur J Appl Physiol
Occup Physiol 33:171-6.
9) Bar-Or O, Dotan O, Inbar O, Rothstein
A, Karlsson J. Anaerobic Capacity and
Muscle Fiber Type Distribution in Man.
Int J Sports Med 1991;12:374-8.
10) Froese EA, Houston ME. Performance during the Wingate Anaerobic Test
and muscle morphology în males and females. Int J Sports Med 1987;8:35-9.
11) Ingjer F. Capillary supply and mitochondrial content of different skeletal muscle fiber types în untrained and
endurance-trained men. A histochemical and ultrastructural study. Eur J Appl
Physiol Occup Physiol 1978;40:197-209.
12) Brodal P, Ingjer F, Hermansen L. Capillary supply of skeletal muscle fibers inuntrained and endurance trained men. J
Appl Physiol 1977;232:H705-H712.
13) Ingjer F. Effects of endurance training
on muscle fiber ATP-ase activity, capillary supply and mitochondrial content in
man. J Physiol 1979;294:419-32.
14) Fitts RH, Widrick JJ. Muscle mechan-
Giugno 2014
ics: adaptations with exercise training.
Exercise Sport Science Rev 1996;24:42773.
15) Belcastro, A.N. and Bonen, A., (1975)
Lactic acid removal rates during controlled and uncontrolled recovery exercise.
Journal of Applied Physiology 39, 932935.
16) Hermansen L, Stensvold I. Production
and removal of lactate during exercise
in man. Acta Physiologiae Scandinavia
1972;86:191-201.
17) Koziris LP, Kraemer WJ, Patton JF,
Triplett NT, Fry AC, Gordon SE et al. Relationship of aerobic power to anaerobic
performances indices. J Strength Cond
Res 1996;10:35-9.
18) Wadley G, Le Rossignol P. The relationship between repeated sprint ability
and the aerobic and anaerobic energy
systems. J Sci Med 1998;1:100-10.
19) Dawson BT, Fitzsimons M, Ward D.
The relationship of repeated sprint abil-
ity to aerobic power and performance
measures of anaerobic work capacity and
power. Austr J Sci Med Sport 1993;25:8893.
20) Hirvonen J, Rehunen S, Rusko H,
Harkonen M. Breakdown of highenergy
phosphate compounds and lactate accumulation during short supra-maximal
exercise. European Journal of Applied
Physiology 1987;56:253-9.
21) Holmyard D, Cheetham ME, Lakomy
H, Williams C. Effect of recovery duration
on performance during multiple sprint
treadmill sprints. Proceedings of the First
World Congress of Science and Football 1998;13:134-42.
22) Häkkinen K. Neuromuscular fatigue
and recovery in male and female athletes
during heavy resistance exercise. Int J
Sports Med 1993;14:53-9.
23) Linnamo V, Häkkinen K, Komi PV.
Neuromuscular fatigue and recovery in
maximal compared to explosive strength
IONESCU
loading. Eur J Appl Physiol Occup Physiol 1998;77:176-81.
24) McArdle WD, Katch FI, Katch VL. Exercise physiology: Energy, nutrition, and
human performance. Wolters Kluwer/
Lippincott Williams & Wilkins Health;
2010.
25) Vandewalle H, Gilbert P, Monod H.
Standard anaerobic exercise tests. Sports
Medicine 1987;4:268-89.
26) Astorino TA, White AC. Assessment
of anaerobic power to verify VO2max attainment. Scand Soc Clin Physiol Nuclear
Med 2010;30:294-300.
27) Lericollais R, Gauthier A, Bessot N,
Davenne D. Diurnal evolution of cycling
biomechanical parameters during a 60-s
Wingate test. Scand J Med Sci Sports
2010;21:1-9.
28) Stickley CD, Hetzler RK, Kimura IF.
Prediction of anaerobic power values
from an abbreviated WAnT protocol. J
Strength Cond Res 2008;22:958-65.
Received on January 18, 2014. - Accepted for publication on May 27, 2014.
Corresponding author: A. Ionescu, Bd Basarabia 37-39, 02103 Bucharest, Romania.
Vol. 67 - No. 2
217
MED SPORT 2014;67:219-26
Supervised resistance training
reduced oxidative damage in
adults with Down Syndrome
Riduzione del danno ossidativo in adulti
con Sindrome di Down attraverso un
allenamento della resistenza monitorato
M. ROSETY-RODRIGUEZ 1, I. ROSETY 2, G. FORNIELES 1, M. A. ROSETY 3, F. J. ORDONEZ 4
1Medicine
2Human
Department, School of Medicine, University of Cadiz, Cadiz, Spain
Anatomy Department, School of Medicine, University of Cadiz, Cadiz, Spain
3School of Sports Sciences, University of Cadiz, Cadiz, Spain
4School of Sports Medicine, University of Cadiz, Cadiz, Spain
SUMMARY
Aim. This was the first study undertook to determine the influence of resistance circuit training on reducing oxidative
damage in sedentary adults with Down Syndrome (DS).
Methods. A total of forty male adults with DS were recruited for the trial through different community support groups
for people with intellectual disabilities. All of them had medical approval for physical activity participation. Twentyfour were randomly assigned to perform a resistance circuit training with 6 stations, 3 days per week for 12 weeks.
Training intensity was based on function of the 8-repetition-maximum (8RM) test per each exercise Control group
included 16 age, sex and BMI matched adults with Down syndrome. Main outcome measures included plasma antioxidant capacity as well as levels of malondialdehyde (MDA) and carbonyl groups. Furthermore, urinary levels of
8-hydroxydeoxyguanosine (8OHdG) and maximal handgrip strength were also determined.
Results. When compared to pre-test values, resistance training significantly reduced plasma MDA (0.46±0.13 vs.
0.34±0.11 mmol/L; P=0.0162) and urinary 8OHdG (8.8±1.3 vs. 7.5±1.1 nmol/L;
��
P=0.0231��
). Furthermore, it significantly increased ferric reducing ability of plasma and maximal handgrip strength. No changes were found in the
control group.
Conclusion. Resistance training program reduced oxidative damage in male adults with DS by increasing antioxidant
capacity. Further, long-term, well-conducted studies are required to determine whether it improves clinical outcomes
of adults with DS.
Key words: Down Syndrome - Resistance training - Oxidative stress - Malondialdehyde - 8-hydroxydeoxyguanosine.
RIASSUNTO
Obiettivo. A nostra conoscenza, questo è il primo studio che ha lo scopo di valutare l’influenza di un allenamento di
resistenza sulla riduzione di danni ossidativi in soggetti adulti sedentari con Sindrome di Down (DS).
Metodi. Quaranta maschi adulti con DS sono stati arruolati per lo studio. I soggetti appartenevano a diversi gruppi di
assistenza per soggetti con disabilità mentale. Tutti erano in possesso di autorizzazione medica per la pratica di attività
fisica. Ventiquattro soggetti sono stati scelti in modo casuale per sottoporsi ad un allenamento di resistenza comprendente sei diversi tipi di esercizi per tre volte/settimana per 12 settimane. L’intensità di carico era funzione del test ad
otto ripetizioni massimali (8RM) precedentemente eseguito in ciascun esercizio. Il gruppo di controllo era composto
da 16 soggetti ed aveva stesse caratteristiche per età, sesso e BMI. I principali parametri plasmatici investigati erano la
capacità antiossidante, il livello di malondialdehyde (MDA) e il gruppo carbonile. Oltre a questi, erano valutati i valori
urinari di 8-hydroxydeoxyguanosine (8OHdG) e la massima forza di prensione.
Risultati. Se comparati con valori di base, l’allenamento di resistenza riduce i valori plasmatici di MDA (0.46±0.13 vs.
0.34±0.11 μmol/L; P=0.0162) e quelli urinari di 8OHdG (8.8±1.3 vs. 7.5±1.1 nmol/L; P=0.0231) in maniera signifi-
Vol. 67 - No. 2
219
RODRIGUEZ
SUPERVISED RESISTANCE TRAINING REDUCED OXIDATIVE DAMAGE IN ADULTS WITH DS
cativa. Inoltre, incrementa significativamente i valori plasmatici di capacità di ferro-riduzione e la forza massima alla
prensione. Nessuna modificazione nei parametri investigati è stata riscontrata nel gruppo di controllo.
Conclusioni. L’allenamento di resistenza riduce il danno ossidativo in soggetti adulti sedentari con DS poiché incrementa la capacità antiossidativa. In futuro, studi a lungo-termine sono ipotizzabili per valutare se questo tipo di
allenamento può migliorare il quadro clinico in soggetti con DS.
Parole chiave: Sindrome di Down - Allenamento di resistenza - Danno ossidativo – Malondialdehyde.
I
t is widely accepted that people with Down
syndrome (DS) present high oxidative
stress, even at early life stages.1-17 This is of
particular interest given that oxidative damage plays a pivotal role in the pathophysiology of comorbidities that appears as they age
such as dementia, immunodeficiency, etc.14
As a consequence, oxidative damage may be
considered a therapeutic target in this group.
In this line, recent studies found regular exercise may reduce oxidative damage in Down
syndrome.18 These results were achieved, at
least in part, by increasing antioxidant defense system, especially antioxidant enzyme
activities.13 However, these studies were conducted to perform aerobic training programs,
so that resistance training has received less
attention on this topic. Not only in studies focused on disabled people but also on general
population, despite published results were
promising.2, 3 Accordingly, future studies on
this issue were required, taking into consideration the additional positive effects of muscle strength on functional tasks of daily living
and employability in young adults with DS.5
Therefore, this study was designed to determine the influence of resistance circuit
training on reducing oxidative damage in sedentary adults with DS.
È
ampiamente riconosciuto che le persone affette
da sindrome di Down (SD) presentano un elevato stress ossidativo, anche nelle fasi iniziali della
loro vita 1-17. Tale fenomeno riveste un particolare
interesse, poiché il danno ossidativo ricopre un ruolo cardine nella fisiopatologia delle comorbilità che
insorgono con l’avanzare dell’età, come demenza,
insufficienza immunitaria ecc. 14.
Di conseguenza, il danno ossidativo può essere
considerato un target terapeutico in tale gruppo di
pazienti. In tal senso, recenti studi hanno osservato
come il regolare esercizio fisico possa ridurre il danno ossidativo nelle persone con SD (18). Tali risultati
sono stati raggiunti, almeno in parte, aumentando
il sistema di difesa antiossidante, soprattutto le attività degli enzimi antiossidanti 13. Tuttavia, tali studi
sono stati condotti per effettuare programmi di allenamento aerobici, cosicché l’allenamento della resistenza ha ricevuto una minore attenzione, non solo
negli studi condotti sulle persone disabili, ma anche
in quelli condotti sulla popolazione generale, nonostante i risultati pubblicati fossero promettenti 2, 3. Di
conseguenza, è necessario condurre ulteriori studi
su tale problema, prendendo in considerazione gli
effetti positivi aggiuntivi della forza muscolare sui
compiti funzionali del vivere quotidiano e sull’occupazionabilità dei giovani adulti con SD (5).
Pertanto, tale studio è stato concepito per determinare l’influenza dell’allenamento della resistenza a circuito sulla riduzione del danno ossidativo
in adulti sedentari affetti da SD.
Forty male adults with DS (23.7±3.1 years;
26.2±2.8 Kg/m2) were recruited for the trial
through different community support groups
for people with intellectual disabilities.
They had an intelligence quotient (IQ)
range of 60-69, determined by Stanford-Binet
Scale, being diagnosed as having mild intellectual disability. Furthermore, all of them had
medical approval for physical activity participation. On the other hand, the exclusion criteria were as follows: 1) atlantoaxial instability;
2) congenital heart disease; 3) thyroid disease
4) orthopedic conditions limiting the range of
220
Materiali e metodi
Quaranta adulti di sesso maschile affetti da SD
(23,7±3,2 anni; 26,2±2,8 kg/m2) sono stati reclutati per lo studio attraverso diversi gruppi di sostegno
comunitario per persone con disabilità intellettive.
I soggetti presentavano un intervallo di valori
del quoziente intellettivo (IQ) pari a 60-69, determinato tramite la Scala di Stanford-Binet, con una
diagnosi di disabilità intellettiva lieve. Inoltre, tutti i
soggetti hanno ricevuto l’approvazione medica per
la loro partecipazione ad attività fisiche. I criteri di
esclusione erano invece i seguenti: 1) instabilità atlanto-assiale; 2) cardiopatia congenita; 3) malattia
Giugno 2014
motion of the knee; 5) consumption of antioxidant supplements; 6) toxic habits (smoking or alcohol); 7) participation in a training
program in the 6 months prior to their participation in the trial; 8) not completing at least
90% of the training sessions.
Twenty-four were randomly allocated to
the intervention group using a concealed
method and performed a 12-week resistance
circuit training program, 3 days per week (Table I). This training was circularly performed
in 6 stations: arm curl, leg extension, seated
row, leg curl, triceps extension and leg press.
Training intensity (load) was based on function of the 8-repetition-maximum (8RM) test
per each exercise given it has been recommended for resistance training in patients
with various diagnoses.20 Each training session was performed in small groups (6 participants) and supervised by experienced physical therapists to ensure that participants used
the correct technique and intensity. It should
be pointed out that before starting training
program, participants included in the intervention group underwent a pre-training session to be familiar with resistance exercises as
well as to perform the 8-repetition-maximum
(8RM) test per each exercise.20 In fact, exercise intensity (load) was based on function of
the 8RM assessments.
The control group included 16 age, sex and
BMI matched adults with DS who did not take
part in any training program.
All outcome measurements at individual
level were assessed firstly at baseline and secondly 72-h after the end of the intervention.
In a more detailed way, blood samples were
collected from the antecubital vein puncture
after a 12-h fast and collected by using an
evacuated tube containing EDTA. The whole
blood was centrifuged at 3000 rpm for 10
minutes in a clinical centrifuge. The plasma
RODRIGUEZ
tiroidea; 4) condizioni ortopediche limitanti l’ampiezza di movimento del ginocchio; 5) consumo di
integratori antiossidanti; 6) abitudini nocive (fumo
o alcol); 7) partecipazione a un programma di allenamento nei 6 mesi precedenti la partecipazione
allo studio; 8) mancato completamento di almeno il
90% delle sessioni di allenamento.
Ventiquattro soggetti sono stati assegnati in maniera casuale al gruppo di intervento utilizzando
un metodo mascherato e hanno svolto un programma di allenamento della resistenza a circuito da 12
settimane, per 3 giorni alla settimana (Tabella I).
Tale allenamento è stato svolto in maniera circolare
in 6 stazioni: arm curl, leg extension, seated row,
leg curl, triceps extension e leg press. L’intensità
dell’allenamento (carico) era basata sulla funzione
del test da 8 ripetizioni massime (8RM) per ciascun
esercizio fisico, poiché questo è stato raccomandato
per l’allenamento della resistenza in pazienti con
diverse diagnosi 20. Ogni sessione di allenamento è
stata effettuata in piccoli gruppi (6 partecipanti) e
monitorata da fisioterapisti esperti per garantire che
i partecipanti utilizzassero la tecnica e l’intensità
corrette. È necessario notare che prima di iniziare
il programma di allenamento, i partecipanti inclusi
nel gruppo di intervento sono stati sottoposti a una
sessione di pre-allenamento per familiarizzare con
gli esercizi di resistenza, oltre che per effettuare il test
da 8 ripetizioni massime (8RM) per ciascun esercizio fisico 20. Di fatto, l’intensità dell’allenamento
(carico) era basata sulla funzione delle valutazioni
8RM.
Il gruppo di controllo includeva 16 adulti con
SD appaiati per età, sesso e IMC, i quali non hanno svolto nessun programma di allenamento.
Tutte le misure di esito a livello individuale sono
state valutate al baseline e quindi 72 ore dopo il
termine dell’intervento. In maniera più dettagliata,
i campioni di sangue sono stati raccolti mediante
puntura della vena antecubitale dopo 12 ore di digiuno in una provetta sottovuoto contenente EDTA.
Il sangue intero è stato centrifugato a 3000 rpm per
Table I.—Characteristics of the resistance circuit training, comprised of 6 stations, performed by participants
in the intervention group.
Tabella I. — Caratteristiche dell’allenamento circolare della resistenza in 6 stazioni nei partecipanti del
gruppo intervento.
1º-2º-wk
Load
Series
Rep.
Rest
40%
2
10
90
3º-4º-wk
45%
2
10
90
5º-6º-wk
7º-8º-wk
50%
2
8
90
55%
2
8
90
9º-10º-wk
60%
2
6
90
11º-12º-wk
65%
2
6
90
Load: Expressed as percentage of 8 repetition-maximum (8RM) test.
Rep: number of repetitions; Rest: resting periods between stations expressed in seconds.
Vol. 67 - No. 2
221
RODRIGUEZ
was separated and stored at -80 ºC until further analysis.
Regarding assessed outcomes, malondialdehyde (MDA) was assayed in plasma by
high performance liquid chromatography
with fluorimetric detection.22 Plasma carbonyl content was determined by mean of
slightly modified Levine method.17 Lastly,
first void urine was collected in plastic vessels. Upon receipt, urine was aliquoted and
stored at -20 °C until analysis. Urinary levels
of 8-hydroxydeoxyguanosine (8OHdG) were
assessed by HPLC on undiluted urine. The
decision to use first voids rather than 24 h
collections was based on preliminary data indicating that 24 h averages were not statistically different from values obtained from first
voids.21 Finally, in order to assess antioxidant
capacity, the ferric-reducing ability of plasma
(FRAP assay) was adapted from the original
protocol with minor modifications introduced
by Pulido et al.16
To control the potential confounding effect
of diet, parents were carefully instructed to
record a food consumption frequency questionnaire for three consecutive days (2 weekdays and 1 weekend day) during the last week
of the intervention both in the experimental
and control groups. No significant difference
was found between groups when assessing
energy intake (1902±211 vs. 1816±194 kcal;
P=0.062). Similarly, mean daily vitamin intake
showed no significant differences (8.8±2.1 vs.
9.1±2.3 mg/d vitamin E P=0.30; 79.8±20.2 vs.
83.1±22.4 mg/d vitamin C P=0.51).
With regard to functional assessment, the
Jamar handgrip electronic dynamometer
(Bolingbrook, Illinois, US) was used to assess
maximal handgrip strength of the dominant
hand, defined as the one preferred for daily
activities. It should be pointed out the one
handle position was used as recommended
for people with small hand size.7 The standard testing position, approved by the American Society of Hand Therapists, was used.9
Three maximal attempts, separated each one
by 90-second (maximal handgrip) and 20
minute (peak torque) resting periods, were
given by each subject. The highest value was
considered for further analysis. Verbal encouragement was afforded to ensure maximal efforts. Furthermore, all participants
(N.=40) underwent a preliminary session to
be familiar with the correct use of the dynamometer.
222
10 minuti in una centrifuga clinica. Il plasma è stato separato e conservato a -80 °C fino alle successive
analisi.
Per quanto concerne gli esiti valutati, la malondialdeide (MDA) è stata dosata nel plasma mediante cromatografia liquida ad alte prestazioni con rivelazione fluorimetrica 22. Il contenuto di carbonili
nel plasma è stato determinato attraverso il metodo
di Levine leggermente modificato 17. Infine, la prima urina del mattino è stata raccolta in contenitori di plastica. Una volta consegnata, l’urina è stata
aliquotata e conservata a -20 °C fino al momento
dell’analisi. I livelli urinari di 8-idrossideossiguanosina (8OHdG) sono stati valutati mediante HPLC su
urina non diluita. La decisione di utilizzare la prima urina del mattino anziché quella raccolta nelle
24 ore era basata su dati preliminari indicanti che le
medie nelle 24 ore non erano statisticamente diverse
dai valori ottenuti dalla prima urina del mattino 21.
Infine, per valutare la capacità antiossidante, il potenziale antiossidante di riduzione ferrica (saggio
FRAP) è stato adattato dal protocollo originale con
piccole modifiche introdotte da Pulido et al.16
Per controllare il potenziale effetto di confondimento della dieta, i genitori sono stati accuratamente istruiti a compilare un questionario sulla frequenza del consumo alimentare per tre giorni consecutivi
(2 giorni feriali e 1 giorno del fine settimana) durante l’ultima settimana dell’intervento, sia nel
gruppo di controllo che nel gruppo sperimentale.
Non sono state osservate differenze significative tra
i gruppi quando è stato valutato l’apporto calorico
(1902±211 vs. 1816±194 kcal; P=0,062). In maniera analoga, l’apporto vitaminico giornaliero medio
non ha mostrato differenze significative (8,8±2,1 vs.
9,1±2,3 mg/d di vitamina E p=0,30; 79,8±20,2 vs.
83,1±22,4 mg/d di vitamina C P=0,51).
Per quanto concerne la valutazione funzionale, il dinamometro elettronico Jamar (Bolingbrook,
USA) è stato utilizzato per valutare la forza di presa
massima della mano dominante, definita come la
mano preferita per le attività quotidiane. Bisogna
notare che la posizione dell’impugnatura è stata
utilizzata come raccomandato per le persone con
una mano di piccole dimensioni 7. È stata utilizzata
la posizione standard del test, approvata dall’American Society of Hand Therapists 9. Sono stati dati
tre tentativi massimali, ciascuno separato da un periodo di riposo di 90 secondi (stretta di mano massima) e 20 minuti (momento di torsione massimo). Il
valore più elevato è stato preso in considerazione per
ulteriori analisi. È stato fornito un incoraggiamento
verbale per garantire sforzi massimali. Inoltre, tutti i
partecipanti (N.=40) sono stati sottoposti a una sessione preliminare per familiarizzare con l’uso corretto del dinamometro.
Giugno 2014
This research has been conducted in full
accordance with ethical principles, including
the World Medical Association Declaration
of Helsinki (version, 2002). Participants gave
their written informed consent prior to study
participation. Furthermore, the present protocol was approved by an Institutional Ethics
Committee.
The results were expressed as mean (SD).
The Shapiro-Wilk test was used to assess
whether data were normally distributed. To
compare the mean values, a one-way analysis
of variance (ANOVA) with post-hoc Bonferroni correction to account for multiple tests
was used. Finally, Cohen’s d statistics were
used for determining mean effect sizes as follows: small d>0.2 and <0.5; medium d>0.5
and <0.8; large d>0.8.
RODRIGUEZ
Tale ricerca è stata condotta nel pieno rispetto dei
principi etici, inclusa la Dichiarazione di Helsinki
dell’Associazione Medica Mondiale (versione del
2002). I partecipanti hanno fornito il loro consenso informato scritto prima della partecipazione allo
studio. Inoltre, il presente protocollo è stato approvato da un Comitato etico indipendente.
Analisi statistica
I risultati sono espressi come medie (DS). Il test
di Shapiro-Wilk è stato utilizzato per valutare se i
dati fossero distribuiti normalmente. Per confrontare i valori medi, è stata utilizzata l’analisi della
varianza a una via (ANOVA) con la correzione post
hoc di Bonferroni per tenere in considerazione i test
multipli. Infine, l’indice d di Cohen è stato utilizzato per determinare le ampiezze medie dell’effetto
come segue: piccolo >0,2 e <0,5; medio >0,5 e <0,8;
grande >0,8.
Risultati
Results
After the completion of the resistance training program, plasma MDA as well as urinary
level of 8OHdG were significantly reduced.
No significant change was found in plasma
carbonyl concentration. These results are listed in Table II. Furthermore, resistance training significantly increased ferric reducing
ability of plasma in the intervention group
(947.7±201.1vs.1062.4±188.2 mM eq Fe 2+).
Regarding functional assessment, the maximal handgrip strength was also significantly
greater (28.3±7.2 vs. 30.8±7.4 kg; P=0.36) after being exercised.
Neither sport-related injuries nor drop-outs
were reported during the whole experience.
Finally, no changes in any assessed outcome
were observed in the control group.
Dopo il completamento del programma di allenamento della resistenza, il livello plasmatico di MDA
e quello urinario di 8OHdG hanno mostrato riduzioni significative. Non sono stati osservati cambiamenti significativi nella concentrazione di carbonili
nel plasma. Tali risultati sono elencati in Tabella II.
Inoltre, l’allenamento della resistenza ha aumentato
in maniera significativa il potenziale antiossidante
di riduzione ferrica (FRAP) nel gruppo di intervento
(947,7±201,1 vs. 1062,4±188,2 mM eq Fe 2+).
Per quanto concerne la valutazione funzionale,
anche la forza di presa massima della mano era significativamente maggiore (28,3±7,2 vs. 30,8±7,4
Kg; p=0,36) dopo l’esercizio fisico.
Non sono state riportate lesioni associate alla pratica sportiva né abbandoni durante l’intera esperienza. Infine, non sono stati osservati cambiamenti
in nessun esito valutato nel gruppo di controllo.
Table II.—Impact of resistance training on plasma (MDA and carbonyls) and urinary (8OHdG) markers of
oxidative damage in sedentary male adults with Down Syndrome.
Tabella II. — Impatto dell’esercizio di resistenza nel plasma (MDA e carbonili) e livelli urinari (8OHdG) dello
stress ossidativo in maschi sedentari affetti da sindrome di Down.
Exercising group
Pre-test
Control group
Post-test
Baseline
Final
Cohen’s d
MDA
0.46±0.13
0.34±0.11 a,b
0.48±0.12
0.47±0.11
1.18
Carbonyls
2.14±0.36
2.05±0.31
2.18±0.40
2.16±0.38
0.29
8.6±1.2
8.7±1.4
0.92
8OHdG
8.8±1.3
7.5±1.1 a,b
MDA: malondialdehyde, expressed as mmol/L; Carbonyl groups, expressed as nmol/mg prot; 8OHdG: 8-hydroxydeoxyguanosine
expressed as nmol/L. aP<0.05 versus pre-test; bP<0.05 versus control group (final).
Vol. 67 - No. 2
223
RODRIGUEZ
Discussion
Discussione
To the best of our knowledge, this was
the first study that demonstrated resistance
training reduced oxidative damage in young
adults with DS.
Previous studies on people with DS, focused on aerobic training programs, reported an improvement of oxidative damage by
increasing antioxidant capacity.12, 13
The current study also showed an increased antioxidant capacity induced by resistance training in adults with DS. In this
respect, Azizbeigi et al.2 concluded that an
8-week program of progressive resistance
training, strengthened the defensive system
of erythrocytes in untrained adult males
without DS. Similarly, Cakir-Atabek et al.3 reported a 6-week resistance training program,
3 sessions per week, increased GSH level in
healthy young men. These results suggested
resistance training improved antioxidants
earlier than aerobic training programs.12, 13
This is of particular interest, given that intervention programs may become more feasible
and practical for participants and guidance.
It has been also suggested that sporting
activity as well as exercise intensity is of importance in the regulation of redox status. 6
Accordingly, despite the current protocol
reduced oxidative damage, Liu et al.9 found
that intensive resistance training caused an
increased oxidative damage and cell injury.
The clinical relevance of the present study
is related to the major increases in the survival of people with DS during the last two
generations which in turn have resulted
in extended periods of adulthood requiring specialist care.7 In this respect the current results are of great interest given that
most comorbidities appearing as they age,
have been strongly associated with oxidative
damage.14 Furthermore, the improvement of
antioxidant activity induced by resistance
training might be critical for this population
given that previous studies have found an
inadequate intake of micronutrients, including vitamins, in adults with intellectual disability living in the community.1 Lastly, the
use of urinary markers of oxidative damage
may result of great interest given that needle phobia is considered a difficult clinical
challenge to provide effective health care for
individuals with intellectual disability.23
A secondary finding was that resist-
Entro i limiti della nostra conoscenza, questo è
il primo studio che abbia dimostrato una riduzione del danno ossidativo in giovani adulti affetti da
SD dopo un allenamento della resistenza.
Precedenti studi condotti su persone affette da
SD si erano concentrati su programmi di allenamento aerobico e avevano riportato un miglioramento del danno ossidativo attraverso l’aumento
della capacità antiossidante 12, 13.
Il presente studio ha mostrato anche un aumento della capacità antiossidante indotta dall’allenamento della resistenza in adulti affetti da SD. In
tal senso, Azizbeigi et al.2 hanno concluso che un
programma progressivo di allenamento della resistenza da 8 settimane ha rafforzato il sistema di
difesa degli eritrociti in uomini adulti senza SD
non allenati. In maniera analoga, Cakir-Atabek
et al.3 hanno riportato che un programma di allenamento della resistenza da 6 settimane con 3
sessioni alla settimana ha aumentato il livello di
GSH in giovani uomini sani. Tali risultati hanno
suggerito che l’allenamento della resistenza migliora gli antiossidanti prima di quanto facciano i
programmi di allenamento aerobici 12, 13. Ciò riveste un particolare interesse, poiché i programmi di
intervento possono divenire più attuabili e pratici
per i partecipanti e i loro assistenti.
È stato inoltre suggerito che l’attività sportiva
e l’intensità dell’allenamento siano di vitale importanza nella regolazione dello stato redox 6. Di
conseguenza, nonostante l’attuale protocollo abbia ridotto il danno ossidativo, Liu et al.9 hanno
osservato che l’allenamento della resistenza intensivo ha causato un maggiore danno ossidativo e
un maggiore danno cellulare.
L’importanza clinica del presente studio è associata ai maggiori aumenti nella sopravvivenza
delle persone affette da SD nel corso delle due ultime generazioni, che a sua volta ha comportato
un aumento delle persone in età adulta richiedenti
assistenza specialistica 7. A tal proposito, gli attuali
risultati sono di grande interesse poiché la maggior
parte delle comorbilità insorgono con l’avanzare
dell’età e sono state fortemente associate al danno
ossidativo 14. Inoltre, il miglioramento dell’attività
antiossidante indotto dall’allenamento della resistenza potrebbe essere critico per tale popolazione
poiché precedenti studi hanno osservato un inadeguato apporto di micronutrienti, tra cui vitamine,
negli adulti con disabilità intellettive che vivono in
comunità 1. Infine, l’utilizzo di marcatori urinari del danno ossidativo potrebbe essere di grande
interesse, visto che la fobia degli aghi è una sfida
clinica difficile che impedisce di fornire un’efficace
224
Giugno 2014
ance training improved maximal handgrip
strength. Similarly, a 12-week combined aerobic (3 days/week) and resistance (2 days/
week) exercise intervention significantly increased muscle strength in adults with DS. 11
In this respect, improving muscle strength
could potentially increase the amount of activity they undertake that may finally give
them the confidence to continue exercising
after the trial finishes.19 However, whether
this improvement transfers to improved
functional tasks of daily living has received
less attention so that further studies are required.4
Conclusions
Strengths of the current study included
the excellent adherence rate as well as the
homogeneous and large sample size. Conversely, previous studies that have been focused on the influence of regular exercise on
people with ID have recruited mixed (male
and female) groups in order to increase
sample size with the aim of strengthening
research design. In addition, some studies
have recruited participants with intellectual
disability matched for intelligence quotient
but having differing diagnoses. Furthermore,
the presence of a control group consisting of
age and sex matched controls with DS may
reduce the recruitment bias of healthy controls.
Lastly, the present study had some limitations. A major weakness was the relatively
short duration of the exercise intervention
in that there was no follow-up to determine
whether the positive effects induced by aerobic training were maintained. Furthermore,
the use of weight lifting machines may limit
the reproducibility of this study in case exercise equipment is not available. Accordingly,
future studies focused on circuits that utilize body weight or free-weight exercises are
also required to guarantee its reproducibility
elsewhere.
Finally, it was concluded a 12-week supervised resistance training reduced plasma and
urinary markers of oxidative damage in male
adults with DS. Further, long-term, well-conducted studies to determine whether the improvement of the antioxidant defense system
improves clinical outcomes of individuals
with trisomy.21
Vol. 67 - No. 2
RODRIGUEZ
assistenza sanitaria agli individui con disabilità
intellettive 23.
Un risultato secondario è stato che l’allenamento della resistenza ha migliorato la forza di presa massima della mano. In maniera analoga, un
intervento aerobico combinato di 12 settimane (3
giorni alla settimana) e di resistenza (2 giorni alla
settimana) ha aumentato in maniera significativa la forza muscolare negli adulti con SD 11. A tal
proposito, il miglioramento della forza muscolare
potrebbe potenzialmente aumentare la quantità
di attività svolta da tali soggetti, fornendo loro la
fiducia per continuare a svolgere attività fisiche
dopo il completamento dello studio 19. Tuttavia, è
stato poco studiato se tale miglioramento si traduca in un miglioramento dei compiti funzionali
nella vita di tutti i giorni, per cui sono necessari
ulteriori studi in merito 4.
I punti di forza del presente studio sono stati
l’eccellente tasso di aderenza, oltre che il campione omogeneo e di grandi dimensioni. Al contrario,
precedenti studi che si sono concentrati sull’influenza del regolare esercizio fisico su persone affette da immunodeficienza hanno reclutato gruppi misti (uomini e donne) al fine di aumentare la
dimensione campionaria con l’obiettivo di rafforzare il disegno della ricerca. Inoltre, alcuni studi
hanno reclutato partecipanti con disabilità intellettive appaiati per quoziente intellettivo ma con
diverse diagnosi. Inoltre, la presenza di un gruppo
di controllo composto di controlli appaiati per età
e sesso affetti da SD potrebbe ridurre il bias di reclutamento dei controlli sani.
Infine, il presente studio presenta alcuni limiti. Un principale fattore di debolezza è la durata relativamente breve dell’intervento di esercizio
fisico, in quanto non vi è stato nessun followup per determinare se gli effetti positivi indotti
dall’allenamento aerobico siano stati mantenuti.
Inoltre, l’utilizzo di attrezzi per il sollevamento
pesi potrebbe limitare la riproducibilità dello studio laddove l’attrezzatura per l’esercizio fisico non
fosse disponibile. Di conseguenza, è necessario
condurre anche futuri studi incentrati sui circuiti
che utilizzino esercizi a peso corporeo o peso libero
per garantire la riproducibilità dello studio in altri
luoghi.
Infine, è stato concluso che un allenamento
della resistenza monitorato da 12 settimane ha ridotto i marcatori plasmatici e urinari del danno
ossidativo in adulti di sesso maschile affetti da SD.
Tuttavia, sono necessari ulteriori studi adeguatamente condotti a lungo termine per determinare
se il miglioramento del sistema di difesa antiossidante migliori gli esiti clinici degli individui con
trisomia 21.
225
RODRIGUEZ
1) Adolfsson P, Sydner YM, Fjellström C,
Lewin B, Andersson A. Observed dietary
intake in adults with intellectual disability
living in the community. Food Nutr Res
2008;52.
2) Azizbeigi K, Azarbayjani MA, Peeri M,
Agha-alinejad H, Stannard S. The Effect of
Progressive Resistance Training on Oxidative Stress and Erythrocyte Antioxidant
Enzymes Activity in Untrained Males. Int
J Sport Nutr Exerc Metab 2013;23:230-8.
3) Cakir-Atabek H, Demir S, PinarbaŞili
RD, Gunduz N. Effects of different resistance training intensity on indices
of oxidative stress. J Strength Cond Res
2010;24:2491-7.
4) Cowley PM, Ploutz-Snyder LL, Baynard
T, Heffernan K, Jae SY, Hsu S et al. Physical fitness predicts functional tasks in individuals with Down syndrome. Med Sci
Sports Exerc 2010;42:388-93.
5) Cowley PM, Ploutz-Snyder LL, Baynard
T, Heffernan KS, Jae SY, Hsu S et al. The
effect of progressive resistance training
on leg strength, aerobic capacity and
functional tasks of daily living in persons
with Down syndrome. Disabil Rehabil
2011;33:2229-36.
6) Di Mauro D, Pagano F, Bonaiuto M,
Speciale F, Magaudda L, Trimarchi F. Oxidative stress and sport performance. Med
Sport 2010;63:277-84.
7) Glasson EJ, Dye DE, Bittles AH. The
triple challenges associated with age-related comorbidities in Down syndrome. J
Intellect Disabil Res 2014;58:393-8.
8) Godoy JR, Barros Jde F. Palmar force
in Down syndrome people. Analysis of involved muscles. Acta Cir Bras
2005;20:159-66.
9) Liu JF, Chang WY, Chan KH, Tsai WY,
Lin CL, Hsu MC. Blood lipid peroxides
and muscle damage increased following intensive resistance training of female weightlifters. Ann N Y Acad Sci
2005;1042:255-61.
10) Mathiowetz V. Grip and pinch
strength measurements. In L.R. Amundsen (Ed), Muscle strength testing: instrumented and non-instrumented systems.
New York: Churchill-Livingstone; 1990.
p. 163-77.
11) Mendonca GV, Pereira FD, Fernhall
B. Heart rate recovery and variability following combined aerobic and resistance
exercise training in adults with and without Down syndrome. Res Dev Disabil
2013;34:353-61.
12) Monteiro CP, Varela A, Pinto M, Neves
J, Felisberto GM, Vaz C, et al. Effect of
an aerobic training on magnesium, trace
elements and antioxidant systems in a
Down syndrome population. Magnes Res
1997;10:65-71.
13) ��
Ordonez FJ, Rosety M, Rosety-Rodriguez M. Regular physical activity increases glutathione peroxidase activity in
adolescents with Down syndrome. Clin J
Sport Med 2006;16:355-6.
14) Pagano G, Castello G. Oxidative
stress and mitochondrial dysfunction
in Down syndrome. Adv Exp Med Biol
2012;724:291-9.
15) Perluigi M, di Domenico F, Fiorini
A, Cocciolo A, Giorgi A, Foppoli C et al.
Oxidative stress occurs early in Down
syndrome pregnancy: A redox proteomics analysis of amniotic fluid. Proteomics
Clin Appl 2011;5:167-78.
16) Pulido R, Bravo L, Saura-Calixto F.
Antioxidant activity of dietary polyphenols as determined by a modified ferric
reducing/antioxidant power assay. J Agric
Food Chem 2000;48:3396-402.
17) Rajesh M, Sulochana KN, Coral K,
Punitham R, Biswas J, Babu K et al. Determination of carbonyl group content
in plasma proteins as a useful marker to
assess impairment in antioxidant defense
in patients with Eales’ disease. Indian J
Ophthalmol 2004;52:139-44.
18) Rosety-Rodriguez M, Rosety I, Fornieles-Gonzalez G, Diaz A, Rosety M,
Ordonez FJ. A 12-week aerobic training
programme reduced plasmatic allantoin
in adolescents with Down syndrome. Br J
Sports Med 2010;44:685-7
19) Shields N, Taylor NF, Fernhall B. A
study protocol of a randomised controlled trial to investigate if a community
based strength training programme improves work task performance in young
adults with Down syndrome. BMC Pediatr 2010;10:17.
20) Taylor JD, Fletcher JP. Reliability of
the 8-repetition maximum test in men
and women. J Sci Med Sport 2012;15:6973.
21) Thompson HJ, Heimendinger J, Haegele A, Sedlacek SM, Gillette C, O’Neill C
et al. Effect of increased vegetable and
fruit consumption on markers of oxidative cellular damage. Carcinogenesis
1999;20:2261-6.
22) Young IS, Trimble ER. Measurement
of malondialdehyde in plasma by high
performance liquid chromatography with
fluorimetric detection. Ann Clin Biochem
1991;28:504-8.
23) Wolff JJ, Symons FJ. An evaluation of
multi-component exposure treatment of
needle phobia in an adult with autism
and intellectual disability. J Appl Res Intellect Disabil 2013;26:344-8.
Funding.—The authors gratefully acknowledge financial support by Ministry of Science and Innovation, Spanish Government (Exp Nº DEP2009-13444).
Received on September 17, 2013. - Accepted for publication on March 26, 2013.
Corresponding author: F. J. Ordonez, School of Sports Medicine, University of Cadiz, Pza. Fragela s/n 11003 Cadiz, Spain.
226
Giugno 2014
Medical area
Area medica
MED SPORT 2014;67:227-40
Myoelectric manifestations of muscle
fatigue induced by weight or elastic
resistances in men and women
Manifestazioni mioelettriche di affaticamento muscolare
indotto da resistenze elastiche o pesi in uomini e donne
G. MELCHIORRI 1, 2, T. TRIOSSI 3, V. VIERO 3, V. TANCREDI 1, A. RAINOLDI 4
1School
of Sport and Exercise Sciences, Department of Systems Medicine, Faculty of Medicine and
Surgery, University of Roma Tor Vergata, Rome, Italy
2Don Gnocchi Foundation, Milan, Italy
3University of Rome Tor Vergata, Rome, Italy
4Department of Medical Sciences, Motor Science Research Center, SUISM, School of Exercise and Sport
Sciences, University of Turin, Turin, Italy
SUMMARY
Aim. The purpose of this paper was to analyze gender differences in mechanical and myoelectric manifestations of
muscle fatigue induced by different types of resistance (elastic tubes and traditional weights). Reference values were
the maximal voluntary contraction (MVC) for the isometric contractions and 1RM for the dynamic tests. Subjects were
requested to perform a 60 s fatiguing isometric contraction at 60% MVC and exhaustion test at 70% MVC.
Methods. sEMG signals were recorded, using a linear array of eight electrodes, from biceps brachii on the dominant
side in a population of 18 men (27±5 years) and 16 women (25±5) healthy and sedentary. MVC, endurance time,
initial value of EMG variables (conduction velocity-CV, mean power frequency-MNF, average rectified value-ARV)
were analyzed. The analysis was carried out for all variables before and after the fatiguing contraction, in relation to
the different types of resistance and gender.
Results. MVC values were found greater in man (310.9±80.7 N; 290.9±80.3 N) than in female (100.8±30.1;
100.6±30.7 N, P<0.05) in both the contraction modalities (weight and elastic, respectively) and endurance time (85%
difference, P<0.05). ARV and MNF initial value were found to decrease more in elastic than in weight exercise in both
genders, whereas CV showed an opposite behavior. In general, EMG fatigue was found greater in male than in female.
Conclusion. Women were found more resistant to myoelectric fatigue than male and elastic were found more fatiguing than traditional weight exercises. These findings can pivot proper design and use of both rehabilitation and training program with such devices in different gender groups.
Key words: Electromyography - Muscle fatigue - Sex characteristics.
RIASSUNTO
Obiettivo. Obiettivo del presente studio è stato quello di analizzare le differenze di genere nelle manifestazioni
meccaniche e mioelettriche di affaticamento muscolare indotto da diversi tipi di resistenza (tubi elastici e pesi tradizionali). I valori di riferimento erano la contrazione volontaria massimale (CVM) per le contrazioni isometriche e
la ripetizione massimale (1RM) per i test dinamici. Ai soggetti è stato chiesto di eseguire una contrazione isometrica
estenuante da 60 s al 60% della CVM e un test di esaurimento al 70% della CVM.
Metodi. Sono stati registrati i segnali EMGs, utilizzando un array lineare di otto elettrodi dal bicipite brachiale sul lato
dominante, in una popolazione di 16 donne (25±5) e 18 uomini (27±5 anni) sani e sedentari. Sono stati analizzati
i seguenti parametri: CVM, tempo di resistenza, valore iniziale delle variabili EMG (velocità di conduzione [VC], frequenza media dello spettro del segnale [MNF] e valore rettificato medio [ARV]). L’analisi è stata effettuata per tutte le
variabili prima e dopo la contrazione estenuante, in relazione ai diversi tipi di resistenza e al genere.
Vol. 67 - No. 2
227
MELCHIORRI
MUSCLE FATIGUE AND ELASTIC RESISTANCE
Risultati. Sono stati riscontrati valori di CVM superiori negli uomini (310,9±80,7 N; 290,9±80,3 N) rispetto alle donne
(100,8±30,1; 100,6±30,7 N, P<0,05) in entrambe le modalità di contrazione (rispettivamente con pesi e tubi elastici)
e nel tempo di resistenza (differenza dell’85% P<0,05). In entrambi i generi, è stata osservata una diminuzione più
marcata del valore iniziale di ARV e MNF nell’esercizio con i tubi elastici piuttosto che nell’esercizio con i pesi, mentre
la VC ha mostrato un comportamento antitetico. In generale, è stato osservato un maggior affaticamento EMG nei
maschi rispetto alle femmine.
Conclusioni. Le donne si sono dimostrate più resistenti all’affaticamento mioelettrico rispetto agli uomini e gli esercizi
con tubi elastici si sono dimostrati più affaticanti rispetto ai tradizionali esercizi con i pesi. Tali risultati possono essere
utili per una corretta progettazione e utilizzo dei programmi di allenamento e riabilitazione con tali dispositivi in
gruppi di diverso sesso.
Parole chiave: Elettromiografia - Affaticamento muscolare - Caratteristiche di genere.
G
ender differences in athletic performance has already been demonstrated by
a number of authors 1 and they are probably
related to differences in anatomical and physiological systems. In the submaximal exercises, for instance heart rate is usually greater in
women than in men; lower the stroke volume,
lower the blood volume, lower the hemoglobin concentration. Moreover, muscular and fatty
tissues are distributed in a different manner,
and the cross section area of muscular fibers
is smaller in females than in males.2 Finally,
a different neuromotor control was described
between genders as a possible further factor of
different fatigue patterns.3
Several authors focused such differences
in hormonal regulation, body composition,
anthropometric measures, maximal oxygen
uptake-VO2max, and muscle fibers characteristics.4-7
A number of papers are available on strength
and muscular activity,8 jump kinetic and kinematic variables,9 electromechanical delay,10
timing activation of muscles,11 torque-velocity
relationships,12 and endurance.13
Elastic resistance settings are relatively inexpensive devices which are easy to use, portable and safe, and thus widely diffused. These
devices may provide some advantages with
respect to training with free weights or weight
machines, also in rehabilitative medicine.14, 15-17
Elastic resistance depends on the constant
(k), which is related to each polymeric elastic
material, the elongation (X), and does not depend on gravity as shown by the well-known
Hooke’s law.
Thus, the elastic band provides resistance
not only in the vertical plane, but also in the
horizontal plane and throughout the range of
motion; then, muscle activation is more uniform and distributed throughout the move-
228
L
e differenze di genere nelle prestazioni atletiche
sono già state evidenziate da diversi autori 1 e
sono probabilmente riconducibili alle differenze
nei sistemi anatomici e fisiologici. Negli esercizi submassimali, ad esempio, la frequenza cardiaca è di
solito maggiore nelle donne rispetto agli uomini; gittata sistolica, volume di sangue e concentrazione di
emoglobina sono invece più bassi nelle donne. Inoltre, i tessuti muscolari e adiposi sono distribuiti in
modo diverso e l’area della sezione trasversale delle
fibre muscolari è minore nelle donne rispetto agli
uomini 2. Infine, il diverso controllo neuromotorio
di uomini e donne è stato descritto quale possibile
ulteriore fattore dei diversi schemi di affaticamento 3.
Diversi autori hanno esaminato tali differenze
nella regolazione ormonale, nella composizione
corporea, nelle misure antropometriche, nel massimo consumo di ossigeno (VO2max) e nelle caratteristiche delle fibre muscolari 4-7.
Sono stati pubblicati diversi articoli sulla forza e
l’attività muscolare 8, sulle variabili cinetiche e cinematiche nel salto 9, sul ritardo elettromeccanico 10,
sui tempi di attivazione muscolare 11, sulle relazioni
torsione-velocità 12 e sulla resistenza 13.
I dispositivi per la misurazione della resistenza
elastica sono relativamente poco costosi e facili da
usare, portatili e sicuri, quindi ampiamente diffusi.
Tali dispositivi possono fornire alcuni vantaggi rispetto all’allenamento con pesi liberi o macchine per
i pesi, anche nella medicina riabilitativa 14, 15-17.
La resistenza elastica dipende dalla costante (k)
che è associata a ciascun materiale polimerico elastico, l’allungamento (X), e non dipende dalla gravità come mostrato dalla ben nota legge di Hooke.
In tal modo, la fascia elastica fornisce una resistenza non solo nel piano verticale, ma anche nel
piano orizzontale e lungo tutta l’ampiezza di movimento; quindi, l’attivazione muscolare è più uniforme e distribuita lungo tutto il movimento. Questa
caratteristica cruciale può essere spiegata dall’andamento della curva del momento torcente che
Giugno 2014
MELCHIORRI
ment. This pivotal feature can be explained by
the trend of the torque curve that describes
the relationship between force output and joint
angles, as demonstrated by Kulig.18 Page found
that elastic tubing show symmetrical concentric
and eccentric torque curves with peak torque
occurring near the middle range of motion.19
Finally, the largest part of international literature on elastic resistance is about clinical
application.15, 20-22 Few papers examined physiological adaptation induced by elastic resistance exercise compared to other types of exercise.23, 24
The analysis of the EMG signal variables allow to study the manifestations of fatigue in
humans in a non-invasive, reliable and repeatable way 25 and to extract information about
a number of factors related to CNS strategy
adopted during the motor task. Muscle fiber
conduction velocity is related to the number
and size of motor units which are recruited,
thus the two factors (CV and motor unit recruitment) are actually related. The rationale is that the same subject, under the same
exercise intensity could recruit in a different
manner her/his motor unit pool during weight
or elastic exercises. These differences can be
highlighted by the initial values and the time
course of muscle fiber conduction velocity and
other EMG signal parameters.26
As known, mechanical fatigue consists in the
inability to continue a contraction when exhaustion is reached, whereas
��
myoelectric manifestations of fatigue consist in all the modifications of the EMG signal induced by a number of
factors, mostly related to MU recruitment. Such
changes occur from the beginning of the contraction well before the mechanical fatigue rise
and the failure point.27 The most important signal alterations which were found to have physiological explanations are in signal amplitude,
speed propagation of the action potential along
the myofibril (reduction of conduction velocity),
spectral frequency variation of the same signal
(a reduction related to the conduction velocity
modification), and MU synchronization.28
Myoelectric manifestations of fatigue are related to age,29 load,30 task,31 type of resistance
used,32 training conditions,33 motor units engaged during contraction 30 and gender.31
Exercises with elastic were found to produce
greater sEMG fatigue, probably due to larger
muscular activation during the eccentric phase
of the movement.19 Furthermore, it has been
demonstrated that exercise performed immedi-
Vol. 67 - No. 2
descrive la relazione tra forza e angoli articolari,
come dimostrato da Kulig 18. Page ha osservato che
la fascia elastica mostra curve del momento torcente
concentriche ed eccentriche simmetriche, con il picco del momento torcente che si verifica quasi a metà
dell’ampiezza di movimento 19.
Infine, la maggior parte della letteratura internazionale sulla resistenza elastica è incentrata sull’applicazione clinica 15, 20-22. Poche ricerche
hanno esaminato l’adattamento fisiologico indotto
dall’esercizio di resistenza con tubi elastici rispetto
ad altri tipi di esercizi 23, 24.
L’analisi delle variabili del segnale EMG consente di studiare le manifestazioni di affaticamento
nell’essere umano in maniera non invasiva, affidabile e ripetibile 25, ricavando informazioni su una
serie di fattori relativi alla strategia del SNC adottata
durante il compito motorio. La velocità di conduzione delle fibre muscolari è associata al numero e alla
dimensione delle unità motorie reclutate, pertanto i
due fattori (VC e reclutamento delle unità motorie)
sono effettivamente correlati. La logica è che lo stesso
soggetto, alla stessa intensità di esercizio, può reclutare in modo diverso i suoi pool di unità motorie
durante esercizi con pesi o tubi elastici. Queste differenze possono essere evidenziate dai valori iniziali,
dall’andamento temporale della velocità di conduzione delle fibre muscolari e da altri parametri del
segnale EMG 26.
Come è noto, l’affaticamento meccanico consiste nell’impossibilità di proseguire una contrazione
quando si raggiunge lo sfinimento, mentre le manifestazioni mioelettriche di affaticamento sono
costituite da tutte le modifiche del segnale EMG
indotte da diversi fattori, associati soprattutto al
reclutamento delle unità motorie. Tali modifiche si
verificano all’inizio della contrazione, molto prima
dell’insorgere dell’affaticamento meccanico e del
punto di insuccesso 27. Le più importanti alterazioni
del segnale riconducibili a ragioni fisiologiche sono
riscontrabili nell’ampiezza del segnale, nella velocità di propagazione del potenziale d’azione lungo
la miofibrilla (riduzione della velocità di conduzione), nella variazione della frequenza spettrale dello
stesso segnale (una riduzione correlata alla modifica della velocità di conduzione) e nella sincronizzazione delle unità motorie 28.
Le manifestazioni mioelettriche di affaticamento
sono associate a età 29, carico 30, compito 31, tipo di
resistenza utilizzata 32, condizioni di allenamento 33, unità motorie reclutate durante la contrazione 30 e sesso 31.
Gli esercizi con fasce elastiche hanno prodotto
un maggiore affaticamento EMGs, probabilmente
a causa della maggiore attivazione muscolare durante la fase eccentrica del movimento 19. Inoltre, è
229
MELCHIORRI
ately after the elastic exhaustion test required
the recruitment of faster motor units than the
same exercise performed after the weight exhaustion test.32
To study motor unit recruitment and myoelectric manifestations of fatigue can help the
coach, personal trainer, physical therapist or
physician to choose and prescribe (in term of
set number, repetitions for each set, rest between sets and work outs) the proper exercises.33
Right choices and careful prescriptions are
essential in pathologies, such as myopathy,29, 34
in strength and power training,33 to optimize
compliance training in athletes,35 in young people,36 in rehabilitation,37 and in injury prevention.38
With respect to gender differences, it is crucial to know if and how different physical and
neuromuscular characteristics may affect the
plan and design of physical exercise with elastic resistance.
The exercises based on weight and elastic
resistances are intrinsically different (from biomechanical, physiological, and practical points
of view) and probably not comparable at all
in term of power production, biomechanical
curves, energy expenditure. However, they are
usually adopted as complementary approaches by coaches and therapists. On the bases of
previous findings in which differences in myoelectric manifestations of fatigue were observed
between the two contraction modalities,32 this
work aims to assess if differences can be further
observed between women and men.
stato dimostrato che l’esercizio fisico effettuato immediatamente dopo il test di esaurimento con fasce
elastiche ha richiesto il reclutamento di un maggior
numero di unità motorie rispetto allo stesso esercizio fisico svolto dopo il test di esaurimento tramite
pesi 32.
Lo studio sul reclutamento delle unità motorie e
sulle manifestazioni mioelettriche di affaticamento
può aiutare allenatori, personal trainer, fisioterapisti o medici a scegliere e prescrivere (in termini
di numero di serie, numero di ripetizioni per ogni
serie, riposo tra le serie e le sessioni) gli esercizi fisici
appropriati 33.
Scelte giuste e prescrizioni accurate sono essenziali nelle patologie quali la miopatia 29, 34, nell’allenamento di forza e potenza 33, per ottimizzare la
compliance all’allenamento da parte degli atleti 35,
nelle persone giovani 36, nella riabilitazione 37 e nella prevenzione degli infortuni 38.
Rispetto alle differenze di genere, è di fondamentale importanza conoscere se e come le diverse caratteristiche fisiche e neuromuscolari possono
influenzare la pianificazione e la progettazione di
esercizi fisici con resistenze elastiche.
Gli esercizi basati su resistenze elastiche e pesi
sono intrinsecamente diversi (dal punto di vista
biomeccanico, fisiologico e pratico) e probabilmente
non comparabili affatto in termini di produzione di
potenza, curve biomeccaniche e dispendio energetico. Tuttavia, sono di solito adottati come approcci
complementari da allenatori e terapeuti. Sulla base
di risultati precedenti nei quali sono state osservate
differenze tra le due modalità di contrazione nelle manifestazioni mioelettriche di affaticamento 32,
questo lavoro si propone di valutare se siano osservabili ulteriori differenze tra uomini e donne.
Materiali e metodi
Experimental approach to the problem
Approccio sperimentale al problema
Men and women were enrolled in the procedure on different days. The subjects went to
the laboratory on three occasions (four days
apart) to perform the protocol, focused on fatiguing contractions of elbow flexor muscles on
the dominant side (the right side for all tested
subjects). On the first day an interview and a
medical examination was carried out to exclude
pathologies: none of the subjects reported muscular, joint or neurological disorders. Afterwards, they got acquainted with test instrumentation: weight lifting machine and elastic tubing
devices.
On the second and third day the sessions
started with a standard warm up and were or-
I soggetti di sesso maschile e femminile sono stati
reclutati nella procedura in giorni diversi. I soggetti si sono recati presso il laboratorio per tre volte (a
distanza di quattro giorni) per eseguire il protocollo, incentrato su contrazioni estenuanti dei muscoli
flessori del gomito sul lato dominante (il lato destro
per tutti i soggetti testati). Il primo giorno è stata condotta un’intervista ed è stata effettuata una visita
medica per escludere la presenza di patologie: nessuno dei soggetti ha riferito disturbi muscolari, articolari o neurologici. Successivamente, i soggetti sono
stati fatti familiarizzare con la strumentazione del
test: macchinario di sollevamento pesi e tubi elastici.
Il secondo e il terzo giorno le sessioni sono cominciate con un riscaldamento standard e sono state
230
Giugno 2014
MELCHIORRI
ganized as follows: after MVC assessment and
four minutes of rest, the fatiguing contraction
started (PRE). After that, a complete recovery
time was allowed (from seven to ten minutes)
and subjects performed one maximal repetition
(1RM), four minutes of rest, and the exhaustion
test. Immediately at the end of the exhaustion
test, a new MVC was set and one more fatiguing
contraction was requested (POST) as in the PRE
phase just described.
Thus, since the impairment induced by the
two contraction modalities is neither directly
measurable, nor comparable, it was indirectly
assessed by a standardized isometric exercise
immediately after the exhaustion test to assess
if different strategies were necessary to perform
the fatiguing task after the two different exhaustion modalities.
Half of the subjects, randomly selected, performed the elastic session on the second day
and the weight session on the third day, and
the other half of the subjects did the opposite.
EMG signals were recorded from the biceps
brachii muscle during fatiguing contraction.
Surface EMG (initial value IV) and dynamometric (MVC) parameter calculated in the two resistance exercise modalities (elastic tubing versus weight lifting) were paired and compared.
This was done in the assumption that the only
available way to compare these two contraction
modalities should be based on the ”same intensity”; that is the same percentage of MVC. Mechanical and myoelectrical data was analyzed
as differences between PRE and POST exhaustion set for both resistance modalities, and then
compared to highlight differences, if any.
organizzate come segue: dopo la valutazione della
CVM e quattro minuti di riposo, è iniziata la contrazione estenuante (PRE). Dopo di ciò, è stato consentito un tempo di recupero completo (da sette a dieci
minuti) e i soggetti hanno effettuato una ripetizione
massimale (1RM), hanno riposato quattro minuti e
hanno effettuato il test di esaurimento. Subito dopo
la fine del test di esaurimento è stata fissata una
nuova CVM ed è stata richiesta una contrazione più
estenuante (POST) come nella fase PRE appena descritta.
Pertanto, poiché la compromissione indotta dalle due modalità di contrazione non è direttamente
misurabile né confrontabile, è stata valutata indirettamente tramite un esercizio isometrico standardizzato immediatamente dopo il test di esaurimento
per valutare se fossero necessarie strategie diverse
per eseguire il compito di affaticamento dopo le due
diverse modalità di esaurimento.
Metà dei soggetti, selezionati in modo casuale,
ha eseguito la sessione con i tubi elastici il secondo
giorno e la sessione con i pesi il terzo giorno, mentre
l’altra metà dei soggetti ha fatto il contrario.
I segnali EMG sono stati registrati dal muscolo bicipite brachiale durante la contrazione affaticante.
I parametri EMG di superficie (valore iniziale, VI)
e dinamometrici (MVC) calcolati nelle due modalità di esercizio fisico di resistenza (esercizio con
tubi elastici vs. sollevamento pesi) sono stati appaiati e confrontati. Ciò è stato fatto ipotizzando che
l’unico modo per confrontare queste due modalità
di contrazione dovrebbe essere basato sulla “stessa
intensità”; cioè la stessa percentuale di CVM. I dati
meccanici e mioelettrici sono stati analizzati come
differenze tra la serie PRE e POST-esaurimento per
entrambe le modalità di resistenza e quindi confrontati per evidenziare eventuali differenze.
Subjects
Soggetti
This study’s research and design conform to
the Declaration of Helsinki and was approved
by the Ethics Committee of the local university.
Subjects voluntarily took part in the study after signing and accepting an informed consent
form, in which aims and methods were fully
described.
Eighteen men and sixteen women healthy
and sedentary were studied. Age was 27±5
years for men and 25±5 for women. Weight
was 72.1±8.0 kg in men and 54.6±6.6 kg in
women. Height was 174±69 cm for men and
169±57 cm for women. Body mass indexes
were within physiological values 39 in both
men and women (24.0±2.9 and 21.7±1.8 kg/
m2 respectively).
Il disegno e la ricerca del presente studio erano
conformi alla dichiarazione di Helsinki e lo studio
è stato approvato dal Comitato Etico dell’università
locale. I soggetti hanno preso parte volontariamente
allo studio dopo la firma e l’accettazione di un modulo di consenso informato, nel quale gli obiettivi e i
metodi erano descritti in modo dettagliato.
Sono stati studiati diciotto uomini e sedici donne sani e sedentari. L’età era di 27±5 anni per gli
uomini e di 25±5 anni per le donne. Il peso era di
72,1±8,0 kg per gli uomini e 54,6 ±6,6 kg per le donne. L’altezza era di 174±69 cm per gli uomini e di
169±57 cm per le donne. Gli indici di massa corporea rientravano nei valori fisiologici 39 sia negli
uomini che nelle donne (rispettivamente 24,0±2,9 e
21,7±1,8 kg/m2).
Vol. 67 - No. 2
231
MELCHIORRI
Procedures
Procedure
Arm
Macchinario per le braccia
machine
An original muscular machine similar to an
arm bench curl was designed and built to be
used in dynamic conditions (Figure 1). Resistance type can be easily switched between
elastic tubes and traditional weights; however,
body position and ROM were maintained the
same in the two conditions. An increase in
elastic resistance was obtained by increasing
the number of elastic tubes placed in parallel, or selecting a more resistant elastic tube
(namely with different characteristics of polymeric elastic material). It is possible to use up
to twenty-one parallel elastic tubes.
Yellow, red, and green Thera Band® tubes
were used.40 Increase in weight lifting resist-
Un macchinario originale simile a un ‘arm
bench curl’ è stato progettato e costruito per essere
utilizzato in condizioni dinamiche (Figura 1). Il
tipo di resistenza può essere facilmente cambiato
tra tubi elastici e pesi tradizionali; tuttavia, la posizione del corpo e la ROM sono state mantenute
allo stesso livello nelle due condizioni. Un aumento
della resistenza elastica è stato ottenuto aumentando il numero di tubi elastici posizionati in parallelo o selezionando un tubo elastico più resistente
(cioè composto di un materiale polimerico elastico
di caratteristiche diverse). È possibile utilizzare fino
a ventuno tubi elastici in parallelo.
Sono stati utilizzati i tubi Thera Band® giallo, rosso e verde 40. È stato possibile aumentare la resisten-
Figure 1.—The arm machine: this original muscular machine is similar to an arm bench curl.
Figura 1. — Macchinario per le braccia: questo originale macchinario per il tono muscolare è simile alla arm bench curl.
232
Giugno 2014
MELCHIORRI
ance was possible with additional load (in the
usual shape of metallic plates). The displacement of the bench was the same with either
weights or elastic bands; movement speed was
controlled by using electronic metronome set
at ~42 beat/min for a total of 21 repetition/
minute. The trunk–arm angle was fixed at 70°
and maintained in both contraction modalities.
za con il sollevamento pesi aggiungendo un carico
supplementare (nella forma dei tradizionali dischetti
metallici). Lo spostamento della panca era lo stesso sia
con pesi sia con i tubi elastici; la velocità di movimento è stata controllata tramite metronomo elettronico
a ~42 battiti/min per un totale di 21 ripetizioni al
minuto. L’angolo tronco-braccio è stato fissato a 70° e
mantenuto in entrambe le modalità di contrazione.
sEMG signal recording
Registrazione del segnale EMGs
Myoelectric signals were detected from the
biceps brachii muscle of the dominant side
using linear arrays of eight electrodes (silver
bars 10 mm apart, 5 mm long, and 1 mm diameter) in single differential configuration.41
The subject’s skin was prepared by gentle
local abrasion using abrasive paste and was
cleaned with water. A linear electrode array
was positioned along the length of muscle
parallel to the direction of the muscle fibers.
Subjects were requested to perform a brief
isometric elbow flexion contraction (3-5 s)
to evaluate the quality of myoelectric signals.
This included: detection of propagation direction of single motor unit action potentials,
absence of innervations zones under the array and estimation of a mean value of muscle
fiber conduction velocity within the physiological range.42 The ground reference was
strapped around the wrist. Signals were amplified (Gain=1000), passed through a 10-450
Hz bandwidth filter (40 db/decade slope on
each side) and sampled at 2,048 Hz (EMGUSB-16 channel amplifier, OT Bioelettronica,
Torino, Italy). The samples were digitized by a
12-bit A/D converter and stored on a personal
computer. Average rectified value (ARV) and
mean frequency (MNF) of the signal spectrum
were estimated from each single differential
channel of the linear electrode array, whereas
the correlation coefficient and muscle fiber
conduction velocity (CV) were estimated from
a pair of adjacent double differential signals
as described elsewhere.30 The correlation coefficient (CC) between signals used for CV estimation provided an indication of the quality of the estimates that were accepted within
the range 2-8 m/s and with CC>70%. Isometric
elbow flexion torque was measured with an
isometric brace (LISiN Centro di Bioingegneria, Politecnico di Torino, Italy) equipped with
two torque transducers (one on each side of
the joint) and connected to a display, which
provided the subject with visual feedback on
I segnali mioelettrici sono stati rilevati dal muscolo bicipite brachiale sul lato dominante utilizzando array lineari di otto elettrodi (barre d’argento a 10 mm di distanza, 5 mm di lunghezza
e 1 mm di diametro) in una configurazione a
singolo differenziale41. La pelle del soggetto è stata
preparata mediante una delicata abrasione locale
con pasta abrasiva ed è stata pulita con acqua.
Un array lineare di elettrodi è stato posizionato seguendo la lunghezza del muscolo, parallelamente
alla direzione delle fibre muscolari. Ai soggetti è
stato chiesto di eseguire una breve contrazione in
flessione isometrica del gomito (3-5 s) per valutare
la qualità dei segnali mioelettrici. Ciò includeva:
rilevazione della direzione di propagazione dei
potenziali d’azione delle singole unità motorie,
assenza di zone di innervazione sotto l’array e
stima di un valore medio della velocità di conduzione delle fibre muscolari all’interno dell’intervallo fisiologico 42. Il riferimento di terra era legato intorno al polso. I segnali sono stati amplificati
(Guadagno=1000), passati attraverso un filtro con
larghezza di banda di 10-450 Hz (pendenza di
40 db/per decade su ciascun lato) e campionati a
2.048 Hz (amplificatore di canale EMG-USB-16,
OT Bioelettronica, Torino, Italia). I campioni sono
stati digitalizzati tramite un convertitore A/D a 12bit e memorizzati su un personal computer. Il valore medio rettificato (average rectified value, ARV) e
la frequenza media (mean power frequency, MNF)
dello spettro del segnale sono stati stimati da ogni
singolo canale differenziale dell’array lineare di
elettrodi, mentre il coefficiente di correlazione e la
velocità di conduzione (VC) delle fibre muscolari
sono stati stimati da una coppia di segnali differenziali doppi adiacenti come descritto altrove 30.
Il coefficiente di correlazione (CC) tra i segnali
impiegati per la stima della VC ha fornito un’indicazione della qualità delle stime che sono state accettate nell’intervallo di 2-8 m/s e con un CC>70%.
Il momento torcente della flessione isometrica del
gomito è stato misurato con un supporto isometrico (LISiN Centro di Bioingegneria, Politecnico di
Torino, Italia) dotato di due trasduttori di torsione
(uno per ogni lato dell’articolazione) e collegato a
Vol. 67 - No. 2
233
MELCHIORRI
the torque level produced. The force signal
was amplified and sampled within the EMG
signal.
Data
collection
EMG variables were computed off-line using non overlapping signal epochs of 0.5 s.
Conduction velocity was computed as e/d
where e is the inter-electrode distance (5 mm)
and d is the delay time between the signals
obtained from the two double differential signals spaced 5 mm apart. The delay d was obtained by identifying the time shift required
to minimise the mean square error between
the Fourier transforms of two double differential signals. Linear regression was applied
to mechanical values and electromyographic
variable estimates (MNF, ARV and CV) to obtain the time course of each of those variables
and calculate their initial value (IV) and rate
of change (SL).
MVC
Raccolta
dati
Le variabili EMG sono state calcolate off-line,
utilizzando epoche di segnale non sovrapposte di
0,5 s. La velocità di conduzione è stata calcolata
come “e/d” dove “e” sta per la distanza tra gli elettrodi (5 mm) e “d” è il tempo di ritardo fra i segnali ottenuti dai due segnali differenziali doppi
a distanza di 5 mm. Il ritardo “d” è stato ottenuto
identificando lo spostamento temporale necessario
per minimizzare l’errore quadratico medio tra le
trasformate di Fourier dei due segnali differenziali
doppi. La regressione lineare è stata applicata ai
valori meccanici e alle stime delle variabili elettromiografiche (MNF, ARV e VC) per ottenere il decorso
temporale di ciascuna di tali variabili e calcolarne
il valore iniziale (VI) e il tasso di variazione (SL).
Valutazione
assessment
Subjects performed three maximum voluntary isometric elbow flexion contractions
(MVC) that lasted four seconds, with an interval of five minutes between each repetition.
An isometric brace was assembled on a workbench and the trunk-arm angle fixed at 45°.
The arm–forearm angle of the brace was fixed
at 70°. The highest MVC value recorded in the
three attempts was selected as the reference
MVC, allowing targets to be set on the visual
feedback display.
Fatigue
un display che ha fornito al soggetto un feedback
visivo sul livello di torsione prodotto. Il segnale della forza è stato amplificato e campionato all’interno del segnale EMG.
della
CVM
I soggetti hanno effettuato tre flessioni del gomito alla massima contrazione isometrica volontaria
(CVM) che è durata quattro secondi, con un intervallo di cinque minuti tra ciascuna ripetizione. Un
supporto isometrico è stato assemblato su una panca e l’angolo tronco-braccio è stato fissato a 45°.
L’angolo braccio-avambraccio del supporto è stato
fissato a 70°. Il più alto valore di CVM registrato nei
tre tentativi è stato scelto come CVM di riferimento,
permettendo di fissare gli obiettivi sul display per il
feedback visivo.
Test di affaticamento e valutazione della resistenza
test and endurance assessment
Subjects were requested to perform a 60
second fatiguing isometric contraction at 60%
MVC. Endurance time was calculated as the
time during which the subject was able to
maintain the target of 60% MVC within a range
of ±5%. Brace position and experimental setup adopted were the same of the MVC assessment. The visual feedback previously set at
60% MVC was used.
Ai soggetti è stato chiesto di eseguire una contrazione isometrica estenuante di 60 secondi al 60%
della CVM. Il tempo di resistenza è stato calcolato
come il tempo nel quale il soggetto è stato in grado
di mantenere l’obiettivo del 60% della CVM in un
intervallo di ±5%. La posizione del supporto e la
configurazione sperimentale adottate erano le stesse utilizzate nella valutazione della CVM. È stato
utilizzato il feedback visivo precedentemente impostato al 60% della CVM.
1RM
1RM
1RM is a measure of the maximal weight
that a subject can lift with one single bout. It
is important to reach the true maximum load.
A weight was chosen and the subject tried
La 1RM è una misura del carico più alto che un
soggetto è in grado di sollevare in una singola ripetizione. Tale misura è importante per raggiungere
l’effettivo carico massimo. È stato scelto un peso e il
234
Giugno 2014
MELCHIORRI
the first lift. Then, after a four minute rest,
the weight was increased and the bout was
repeated. Athletes chose subsequent weights
until they were able to repeat only one full
and correct lift. Subjects performed 1RM on
the arm machine with either weight lifting or
elastic tubing, in relation to the selected session.
Exhaustion
test
For this test the 70% MVC was fixed to fast
the fatiguing process. The 70% MVC test was
calculated with respect to 1RM value. ROM
and speed were set by the operator. Electronic metronome was used to control the speed
of movement. The test was interrupted if the
subject did not span the whole ROM twice
consecutively; or if she/he did not respect
the metronome acoustic signal twice consecutively; or if she/he adopted uncorrected movements; or, finally, if the subject was considered
to be unable to lift the weight.
1��
RM and exhaustion tests were dynamic eccentric–concentric (with the ROM in the range
60-150 degree). 1RM and 70% tests were performed with the same machine.
Test
di esaurimento
Per questo test è stato fissato il 70% della CVM per
accelerare il processo di affaticamento. Il test al 70%
della CVM è stato calcolato rispetto al valore della
1RM. ROM e velocità sono state impostate dall’operatore. È stato utilizzato un metronomo elettronico
per controllare la velocità del movimento. Il test è
stato interrotto se il soggetto non estendeva tutta la
ROM per due volte consecutive, se non rispettava il
segnale acustico del metronomo per due volte consecutive, se effettuava movimenti scorretti o se non
era ritenuto in grado di sollevare il peso.
La 1RM e il test di esaurimento erano eccentriciconcentrici dinamici (con la ROM nell’intervallo
di 60-150 gradi). La 1RM e i test al 70% sono stati
effettuati con lo stesso macchinario.
Analisi statistica
Results were presented as mean±standard
deviation (SD). Comparisons between weight
and elastic performances within gender were
carried out using the non parametric paired
Wilcoxon test. Differences between genders
were tested using non parametric Mann-Whitney U test. Statistical significance was set at
p<0.05. On the bases of previous works 43 the
values of ICC and SEM of the variables herein
adopted are well known allowing to assess the
following statistic power: alpha=0.05, effect
size=0.7, power=0.9.
I valori sono presentati come media±deviazione
standard (DS). I confronti tra le prestazioni con
pesi e tubi elastici all’interno del genere sono stati
effettuati con il test non parametrico di Wilcoxon
per dati appaiati. Le differenze tra i sessi sono state testate utilizzando il test non parametrico U di
Mann-Whitney. La significatività statistica è stata
fissata a p<0,05. Sulla base di precedenti lavori43
i valori di ICC e SEM delle variabili adottate nel
presente studio sono noti per consentire di valutare
la seguente potenza statistica: alfa=0,05, ampiezza
dell’effetto=0,7, potenza=0,9.
Risultati
Results
Mechanical (MVC and endurance) and EMG
(ARV IV, CV IV, MNF IV) parameters were calculated in men and women and are reported
as a value before and after the exhaustion set.
The exhaustion set was done using elastic resistance on day one and with weights on day
two. In Table 1, percentage differences calculated for each variable between weights and
elastic resistances were reported for man and
woman, within significances when occurred.
Vol. 67 - No. 2
soggetto ha provato il primo sollevamento. Successivamente, dopo quattro minuti di riposo, il peso è
stato aumentato e la sessione è stata ripetuta. Gli
atleti hanno scelto i pesi successivi fino a quando
non sono stati in grado di ripetere un solo sollevamento in maniera completa e corretta. I soggetti hanno effettuato la 1RM sulla macchina per le
braccia utilizzando i pesi o i tubi elastici, in relazione alla sessione selezionata.
I parametri meccanici (CVM e resistenza) ed
EMG (VI di ARV, VI di VC, VI di MNF) sono stati
calcolati negli uomini e nelle donne e sono stati riportati come un valore prima e dopo il test di esaurimento. La serie di esaurimento è stata condotta
utilizzando una resistenza elastica nel giorno uno
e con i pesi nel giorno due. Nella Tabella I vengono
riportate le differenze percentuali calcolate per ciascuna variabile tra la resistenza con pesi e la resistenza con tubi elastici per uomini e donne, entro
le significatività quando si sono verificate.
235
MELCHIORRI
MVC and endurance
CVM e resistenza
For both men and women the value of MVC
decreased after the test until exhaustion. However, differences were found between gender
and between sessions (elastic vs. weight).
Women in elastic session decreased their MVC
from 100.6±30.7 N (before the test until exhaustion) to 70.7±30.7 N (at the end of the
test, equal to -29%) whereas in sessions with
weights the decrease was from 100.8±30.1 N
to 80.9±20.2 N (-19%).
In the elastic session men MVC decreased
from 290.9±80.3 N (before the test until exhaustion) to 220.1±80.0 N (at the end of the
test, equal to -24%) whereas in sessions with
weights the decrease was from 310.9±80.7 N
to 240.1±70.5 N (-23%). In both genders and
in both sessions no significant differences
were found between the values measured
before and after the test until exhaustion. A
statistically significant difference (P<0,05) was
found between men and women. A difference
of 19% in endurance time was found between
gender (P<0,05). Endurance time after test until exhaustion is 31±7 s for women and 25±6
s for men.
Sia per gli uomini che per le donne il valore di
CVM è diminuito dopo il test di esaurimento. Tuttavia, sono state riscontrate differenze tra i sessi e tra
le sessioni (tubi elastici vs. pesi). Le donne nella sessione con tubi elastici hanno ridotto la propria CVM
da 100,6±30,7 N (prima del test di esaurimento) a
70,7±30,7 N (alla fine del test, pari a -29%), mentre
nelle sessioni con i pesi la diminuzione è stata da
100,8±30,1 N a 80,9±20,2 N (-19%).
Nella sessione con tubi elastici, la CVM degli uomini è diminuita, passando da 290,9±80,3 N (prima del test di esaurimento) a 220,1±80,0 N (alla
fine del test, pari a -24%), mentre nelle sessioni
con i pesi la diminuzione è stata da 310,9±80,7
N a 240,1±70,5 N (-23%). In entrambi i sessi e in
entrambe le sessioni non sono state riscontrate differenze significative tra i valori misurati prima e
dopo il test di esaurimento. È stata osservata una
differenza statisticamente significativa (P<0,05)
tra uomini e donne. È stata riscontrata una differenza del 19% nel tempo di resistenza tra i generi
(P<0,05). Il tempo di resistenza dopo il test di esaurimento è stato di 31±7 s per le donne e 25±6 s per
gli uomini.
Velocità di conduzione delle fibre muscolari
Muscle fiber conduction velocity
In the group of women the conduction velocity (CV) IV was equal to 4.3±0.8 m/s before
and 4.1±0.6 m/s after the “elastic” exercise. It
was 4.1±1.0 m/s before and 3.8±0.7 m/s after
the “weight” session.
In the group of men CV IV was equal to
5.1±1.2 m/s before and 4.7±0.7 m/s after
the “elastic” exercise. In the weight session
4.6±0.4 m/s and 4.3±0.5 m/s were found before and after, respectively. A statistically significant difference were found between genders (P<0.05).
Frequenza media dello spettro del segnale
Signal spectrum mean frequency
In the group of women mean frequency
(MNF) IV was 92±15 Hz before and 97±29 Hz
after the elastic session. It was 87±10 Hz and
92±17 Hz, respectively for the weight session.
In the male group MNF IV was 147±56 Hz
before and 138±34 Hz after the “elastic” exercise; in the weight session before and after the
exercise it was found respectively 133±36 Hz
and 134±58 Hz. A significant difference was
found between men and women (P<0.01).
236
Nel gruppo delle donne il valore iniziale della velocità di conduzione (VC) era pari a 4,3±0,8 m/s
prima e a 4,1±0,6 m/s dopo l’esercizio con i tubi
elastici. Tale valore era pari a 4,1±1,0 m/s prima e
a 3,8±0,7 m/s dopo la sessione con i pesi.
Nel gruppo degli uomini il valore iniziale della
VC era pari a 5,1±1,2 m/s prima e a 4,7±0,7 m/s
dopo l’esercizio con i tubi elastici. Nella sessione
con i pesi, tale valore era pari rispettivamente a
4,6±0,4 m/s e a 4,3±0,5 m/s prima e dopo. È stata
osservata una differenza statisticamente significativa tra i generi (P<0,05).
Nel gruppo delle donne il valore iniziale della
frequenza media (MNF) era di 92±15 Hz prima
e di 97±29 Hz dopo la sessione con i tubi elastici.
Tale valore era pari rispettivamente a 87±10 Hz e a
92±17 Hz per la sessione con i pesi. Nel gruppo degli
uomini il valore iniziale di MNF era di 147±56 Hz
prima e di 138±34 Hz dopo l’esercizio con i tubi
elastici; nella sessione con i pesi era pari rispettivamente a 133±36 Hz e a 134±58 Hz prima e dopo
l’esercizio. È stata osservata una differenza significativa tra uomini e donne (P<0,01).
Giugno 2014
MELCHIORRI
Signal amplitude (ARV)
Ampiezza del segnale (ARV)
In the women group ARV IV was equal to
224±53 µV before and 162±42 µV after the
elastic session. It was 195±37 µV and 143±31
µV respectively for the weight session. In the
men group the ARV IV was 312±21µV before
and 332±38 µV after the elastic session. It was
318±41 µV and 349±39 µV, respectively for the
weight session.
Between men and women statistical analysis showed a significant difference with P<0.01
(Table I).
Nel gruppo delle donne il valore iniziale di ARV
era pari a 224±53 µV prima e a 162±42 µV dopo
la sessione con i tubi elastici. Tale valore era pari
rispettivamente a 195±37 µV e a 143±31 µV per la
sessione con i pesi. Nel gruppo degli uomini il valore
iniziale di ARV era di 312±21 µV prima e di 332±38
µV dopo la sessione con i tubi elastici. Tale valore era
pari rispettivamente a 318±41 µV e a 349±39 µV per
la sessione con i pesi.
L’analisi statistica ha mostrato una differenza
significativa tra uomini e donne con P<0,01 (Tabella I).
Discussion and conclusions
Discussione e conclusioni
As stated in the Introduction, the two contraction modalities adopted in this protocol,
are intrinsically different but usually adopted
as complementary approaches by coaches and
therapists.
This work is aimed to try a quantitative comparison between these alternative approaches
filling a lack still present.
A prototype was designed and built allowing, under the same biomechanical conditions,
the use of inertial and elastic resistances.32
Moreover, a simple system was developed
for the calculation of one repetition maximal
(1RM) with elastic resistance.
Come affermato nell’introduzione, le due modalità di contrazione adottate nel presente protocollo
sono intrinsecamente diverse ma solitamente utilizzate come approcci complementari da allenatori e
terapeuti.
Obiettivo del presente studio è stato quello di tentare di condurre un confronto quantitativo tra tali
approcci alternativi colmando una lacuna ancora
presente.
È stato progettato e costruito un prototipo che permette di utilizzare resistenze elastiche e inerziali nelle stesse condizioni biomeccaniche 32. Inoltre, è stato
sviluppato un semplice sistema per il calcolo di una
ripetizione massimale (1RM) con resistenza elastica.
Differenze di genere in forza, affaticamento meccanico e resistenza
Gender differences in strength, mechanical fatigue, and endurance
Our findings confirm the difference between men and women in absolute strength,
as already widely demonstrated in scientific literature.44, 45 In the examined sample,
the difference between genders resulted in
men three times stronger than women. The
above data relates to the absolute measure of
I nostri risultati confermano la differenza tra uomini e donne nella forza assoluta, come già ampiamente dimostrato dalla letteratura scientifica 44, 45.
Nel campione esaminato, la differenza tra i sessi ha
comportato valori di forza tre volte superiori negli
uomini rispetto alle donne. I dati summenzionati
si riferiscono alla misurazione assoluta della forza
(CVM, espressa in Newton). Se la CVM è espressa
Table I.—Differences in percentage variations between weight and elastic band resistance.
Tabella I. — Differenze nelle variazioni percentuali tra resistenza con pesi e resistenza con tubi elastici.
Elastic vs weight
mVC
ARV iv
MNF iv
CV iv
Men
Women
1.30%
3.3%2
6.9%2
1.3%2
10.0%*
41.0%*
40.3%*
--2.7%*
In the table the differences in percentage variations between the two types of resistance were reported for each variable distinguishing between men and women. Percentage variations between PRE and POST were calculated as (PRE-POST)/PRE*100 for the four
variables, the two resistance types, and the two groups of subjects. Positive values indicate that the trials with elastic band generate
more fatigue than those with weight. *: statistically significant differences reported in the Result session.
Vol. 67 - No. 2
237
MELCHIORRI
strength (MVC, expressed in Newtons). If MVC
is expressed as a relative measure (MVC per
kg of body mass) the difference between men
and women is reduced to the double. As well
known,8, 46 the effect of normalization is to reduce the gender gap. This effect may be less
effective when strength is measured from the
upper limbs; in fact, in women a greater percentage of muscle mass is located below the
hips. For that reason the normalization is less
effective than that adopted in the lower limbs.2
Regarding the mechanical fatigue, the decrease of MVC after fatiguing contractions was
greater in the female group with elastic resistance.
For a given percentage of 1RM (70%) immediately after the fatiguing contraction women
showed greater reduction of muscle strength
using elastic than using weight resistances.
In terms of muscular endurance, smaller
muscle mass can delay the onset of muscle
fatigue.
In fact, more abundant muscle mass generate a higher energetic cost inducing a greater
ischemic effect, resulting in a reduced endurance capacity.
Moreover, the increase of muscle mass is
mainly due to the increase of cross section area
of type II fibers which are also those more fatigable. This hypothesis is consistent with international literature, which explains the greater
endurance of women as a phenomenon related to: the recruited muscle mass, the adopted
energy source, the type of muscle fibers, and
the neuromuscular activation.13, 47, 45, 48
come misura relativa (CVM per kg di massa corporea) la differenza tra uomini e donne è ridotta al
doppio. Com’è ben noto 8, 46 l’effetto di normalizzazione serve a ridurre il divario di genere. Tale effetto
può essere meno efficace quando viene misurata la
forza degli arti superiori; infatti, nelle donne una
maggiore percentuale di massa muscolare è situata
sotto i fianchi. Per questo motivo la normalizzazione
è meno efficace di quella adottata per gli arti inferiori 2.
Per quanto riguarda l’affaticamento meccanico,
è stata osservata una più marcata diminuzione della CVM dopo le contrazioni estenuanti nel gruppo
femminile con la resistenza elastica.
Per una data percentuale di 1RM (70%), immediatamente dopo la contrazione estenuante le donne hanno mostrato una maggiore riduzione della
forza muscolare con l’utilizzo di resistenze basate
sui tubi elastici rispetto all’utilizzo di resistenze basate sui pesi.
In termini di resistenza muscolare, una minore
massa muscolare può ritardare l’insorgenza dell’affaticamento muscolare.
Infatti, una più abbondante massa muscolare genera un maggiore dispendio energetico, inducendo
un maggiore effetto ischemico e traducendosi in una
ridotta capacità di resistenza.
Inoltre, l’aumento della massa muscolare è dovuto principalmente all’aumento della sezione trasversale delle fibre di tipo II che sono anche quelle
più affaticabili. Tale ipotesi è in linea con letteratura
internazionale e ciò spiega la maggiore resistenza
delle donne come un fenomeno dovuto a: massa
muscolare reclutata, fonte energetica utilizzata,
tipo di fibre muscolari e attivazione neuromuscolare 13, 47, 45, 48.
Gender differences in EMG signals
Differenze di genere nei segnali EMG
Difference between genders was observed
in amplitude (ARV) initial values. However,
such a variable estimate is strongly affected by
the subcutaneous tissue thickness which act as
a low pass filter:49, 50 the thicker the layer the
lower the amplitude. Since, as well known, the
subcutaneous in female is always thicker than
in male group, findings related to ARV cannot
be related to an alteration of MU recruitment
but only to an always observed difference in
subcutaneous tissue thickness between genders.
A minor decrease of both CV and MNF IVs
was observed in women than in man. Since
some authors 4, 45 attempted to explain the differences in performance between men and
women assuming different heritage of motor
Una differenza di genere è stata osservata nei valori iniziali di ampiezza (ARV). Tuttavia, tale stima
della variabile è fortemente influenzata dallo spessore del tessuto sottocutaneo che agisce come filtro passa-banda 49, 50: quanto più spesso è lo strato minore è
l’ampiezza. Poiché, com’è noto, lo strato sottocutaneo
delle donne è sempre più spesso di quello maschile, i
risultati relativi all’ARV non possono essere riconducibili ad un’alterazione del reclutamento delle unità
motorie ma solo a una differenza sempre osservata
nello spessore del tessuto sottocutaneo tra i generi.
È stata osservata una lieve diminuzione dei valori
iniziali di VC e MNF nelle donne rispetto agli uomini. Dal momento che alcuni autori4,45 hanno tentato
di spiegare le differenze di performance tra uomini
e donne ipotizzando diversi patrimoni di unità motorie, con i muscoli delle donne caratterizzati da un
238
Giugno 2014
MELCHIORRI
units, with women muscle characterized by
a lower number of type II MU and a larger
of type I,51 the herein findings could be easily explained as a consequence related such a
physiological difference.
Differences in MNF and CV are somehow
an indication of the type of motor units recruited 52, 53 even if it cannot be considered as
absolute evidences.
Is also known that the signal frequency
analysis provides information on the capacity
of the sarcoplasmatic reticulum to release Ca
ions.54 This capacity is influenced by testosterone levels, and is indicated by some authors as
a possible explanation of the differences between genders.55 This may explain the greater
fatigue observed in males.
The different reduction of EMG variables
confirms that with the same “contraction intensity”, men and women recruit a different
pool of motor units: the former more driven
by type II motor units. The pattern of fatigue
in the female group could be explained by a
relative larger percentage of type I fiber and
data about endurance time could confirm this
hypothesis.
Similar findings were observed in endurance
and power athletes 56 with the same recording
technique where the dramatic differences in
motor unit pool (due both to chronic training and to their congenital pattern) determine
opposite behaviors during the same fatiguing
exercise. Endurance (characterized by a higher percentage of type I fibers, as for female
group in this work) showed lower manifestations of fatigue than power athletes (characterized by a higher percentage of type II fibers,
as for male group in this work).
numero inferiore di unità motorie di tipo II e da un
numero maggiore di unità di tipo I 51, i risultati del
presente studio potrebbero essere facilmente spiegabili come una conseguenza associata a tale differenza fisiologica.
Le differenze nella MNF e nella VC sono in qualche modo un’indicazione del tipo di unità motorie
reclutate 52, 53 anche se queste non possono essere
considerate evidenze assolute.
È anche noto che l’analisi di frequenza del segnale fornisce informazioni sulla capacità del reticolo
sarcoplasmatico di rilasciare ioni Ca 54. Tale capacità è influenzata dai livelli di testosterone, e viene
indicata da alcuni autori come una possibile spiegazione delle differenze tra i generi55. Ciò potrebbe
spiegare il maggiore affaticamento osservato negli
uomini.
La diversa riduzione delle variabili EMG conferma che alla stessa “intensità di contrazione”, uomini e donne reclutano diversi pool di unità motorie: i primi utilizzano in maggiore misura le unità
motorie di tipo II. Lo schema di affaticamento nel
gruppo femminile potrebbe essere spiegato da una
percentuale relativamente maggiore di fibre tipo I e
i dati sul tempo di resistenza potrebbero confermare
questa ipotesi.
Risultati simili sono stati osservati in atleti di resistenza e potenza 56 con la stessa tecnica di registrazione dove le notevoli differenze nei pool di unità
motorie (sia a causa dell’allenamento cronico che
a causa del loro schema congenito) determinano
comportamenti antitetici durante lo stesso esercizio
estenuante. Gli atleti di resistenza (caratterizzati da
un’elevata percentuale di fibre di tipo I, come per il
gruppo femminile di questo lavoro) hanno mostrato
minori manifestazioni di affaticamento rispetto agli
atleti di potenza (caratterizzati da un’elevata percentuale di fibre tipo II, come per il gruppo maschile
di questo lavoro).
Practical applications
Applicazioni pratiche
The use of surface electromyography allowed to non-invasively highlight different
muscle fatigue pattern between men and
women in exercise carried out both with elastic or with weight resistances.
For the first time, gender specific muscle fatigue induced by the use of elastic resistance
has been described. Elastic resistance induces more fatigue recruiting faster motor unit
pool 32 and this difference is more pronounced
in male than in female. These differences must
be considered in planning and administration
of exercises both for athletes and in therapeutic settings.
L’uso dell’elettromiografia di superficie ha consentito di evidenziare in maniera non invasiva diversi schemi di affaticamento muscolare tra uomini e
donne nell’esercizio effettuato con resistenze elastiche o pesi.
Per la prima volta, è stato descritto l’affaticamento
muscolare specifico per genere indotto dall’utilizzo
di resistenze elastiche. La resistenza elastica induce
un maggiore affaticamento reclutando pool di unità
motorie più veloci32 e questa differenza è più accentuata nei maschi rispetto alle femmine. Queste differenze devono essere tenute in considerazione nella
pianificazione e nella prescrizione di esercizi fisici
sia in ambito atletico che in ambito terapeutico.
Vol. 67 - No. 2
239
MELCHIORRI
1) Gursoy R. Sex differences in relations
of muscle power, lung function, and reaction time in athletes. Percept Mot Skills
2010;110:714-20.
2) Wilmore JH, Costill DL, Kenney LW.
Physiology of sport and exercise. Champaign, IL USA: Human Kinetics; 2008.
3) Hicks ALJ, Kent-Braun J, Ditor DS. Sex
differences in human skeletal muscle fatigue. Exerc Sports Sci Rev 2001;29:10912.
4) Anders C, Brose G, Hofmann GO,
Scholle HC. Gender specific activation
patterns of trunk muscles during whole
body tilt. Eur J Appl Physiol 2007;101:195205.
5) Behnke AR, Wilmore JH. Evaluation
and regulation of body build and composition. Englewood Cliffs, N.Y.: PrenticeHall; 1974. p. 127.
6) Issurin V, Lustig G. Geschlechtsunterschiede in der Trainierbarkeit von
Sportlerinnen und Sportlern. Leistungssport 2006;6:25-31.
7) Vogel JA, Patton JF, Mello RP, Daniels
WL. An analysis of aerobic capacity in
a large United States population. J Appl
Physiol 1986;60:494.
8) Leyk D, Gorges W, Ridder D, Wunderlich M, Rüther T, Sievert A, Essfeld D.
Hand-grip strength of young men, women and highly trained female athletes. Eur
J Appl Physiol 2007;99:415-21.
9) McNeal
��
JR, Sands WA, Stone MH. Effects of fatigue on kinetic and kinematic
variables during a 60-second repeated
jumps test. Int J Sports Physiol Perform
2010;5:218-29.
10) Yavuz SU, Sendemir-Urkmez A, Türker KS. Effect of gender, age, fatigue and
contraction level on electromechanical
delay. Clin Neurophysiol 2010;121:1700-6.
11) Russell PJ, Croce RV, Swartz EE, Decoster LC. Knee-muscle activation during landings: developmental and gender comparisons. Med Sci Sports Exerc
2007;39:159-70.
12) Seger JY, Thorstensson A. Muscle
strength and myoelectric activity in prepubertal and adult males and females.
Eur J Appl Physiol 1994;69:81-7.
13) Demura S, Nakada M, Nagasawa Y.
Gender difference in subjective musclefatigue sensation during sustained muscle force exertion. Tohoku J Exp Med
2008;215:287-94.
14) Campos GE, Luecke TJ, Wendeln HK,
Toma K, Hagerman FC, Murray TF et al.
Muscular adaptations in response to three
different resistance-training regimens:
specificity of repetition maximum training zones. Eur J Appl Physiol 2002;88:5060.
15) Judge JO, Kleppinger A, Kenny A,
Smith JA, Biskup B, Marcella G. Home
based resistance training improves femoral bone mineral density in women
on hormone therapy. Osteoporos Int
2005;16:1096-108.
16) Sundstrup E, Jakobsen MD, Andersen
CH, Zebis MK, Mortensen OS, Andersen
LL. Muscle activation strategies during
strength training with heavy loading vs.
repetitions to failure. J Strength Cond Res
2012;26:1897-903.
17) Wallace BJ, Winchester JB, McGuigan
M. Effect of elastic bands on force and
power characteristic during the back
squat esercise. J Strength Condit Res
2006;20:268-72.
18) Kulig K, Andrews JG, Hay JG. Human
strength curves. Exercise Sport Sci Rev
1984;12:417-66.
19) Page P, Ellenbeker TS. The scientific
and clinical application of elastic resistance. Champaign, IL, USA: Human Kinetics; 2003.
20) Ebben WP, Jensen RL. Elecromyographic and kinetic analysis of traditional,
chain, and elastic band squat. J Strength
Condit Res 2002;16:547-50.
21) Hintermeister RA, Lange GW, Schultheis JM, Bey MJ, Hawkins RJ. Electromyographic activity and applied load
during shoulder rehabilitation exercises
using elastic resistance. Am J Sports Med
1998;26:210-20.
22) Volaklis KA, Tokmakidis SP. Re-
sistance exercise training in patients
with heart failure. Am J Sports Med
2005;35:1085-103.
23) Anderson CE, Sforzo GA, Sigg JA.
The effects of combining elastic and
free weight resistance on strength and
power in athletes. J Strength Condit Res
2008;22:567-57.
24) Colado JC, Triplett NT. Effect of shortterm resistance program using elastic
bands versus weight machine for sedentary middl-aged women. J Strength Condit Res 2008;22:1441-8.
25) Merletti R, Rainoldi A, Farina D. Sur��
face electromyography for noninvasive
characterization of muscle. Exerc Sport
Sci Rev 2001;29:20-5.
26) Farina D, Merletti R, Enoka RM.
The extraction of neural strategies
from the surface EMG, J Appl Physiol
2004;96:1486-95.
27) Merletti R., Roy S. Myoelectric and
mechanical manifestations of muscle fatigue in voluntary contractions. J Orthop
Sports Phys Ther 1996;24:342-53.
28) Rainoldi A, Falla D, Mellor R, Bennell
K, Hodges P. Myoelectric manifestations
of fatigue in vastus lateralis, medialis
obliquus and medialis longus muscles. J
Electromyogr Kinesiol 2008;18:1032-7.
29) Merletti R, Farina D, Gazzoni M, Schieroni MP. Effect of age on muscle functions
investigated with surface electromyography. Muscle Nerve 2002;25:65-76.
30) Merletti R, Knaflitz M, De Luca CJ.
Myoelectric manifestations of fatigue in
voluntary and electrically elicited contractions. J Appl Physiol 1990;69:1810-20.
31) Hunter SK, Ryan DL, Ortega JD, Enoka RM. Task differences with the same
load torque alter the endurance time of
submaximal fatiguing contractions in humans. J Neurophysiol 2002;88:3087-96.
32) Melchiorri G, Rainoldi A. Muscle fatigue induced by two different resistances: elastic tubing versus weight machines.
J Electromyogr Kinesiol 2011;21:954-9.
33) Kraemer WJ, Hakkinen K. Strength
train for sport. Oxford: Blackwell Sciences; 2002.
Funding.—None.
Acknowledgements.—For linguistic revision to Lena Taki (MA Translation Studies, BS Molecular Cellular Development Biology).
The authors exclude professional relationships with companies or manufacturers who could benefit from the results of the
present study, and state that the results of the present study do not constitute endorsement of the product by the authors
or the NSCA.
Received on May 16, 2014. - Accepted for publication on May 21, 2014.
Corresponding author: G. Melchiorri, University of Rome Tor Vergata, Rome, Italy. E-mail: [email protected]
240
Giugno 2014
MED SPORT 2014;67:241-50
Peculiarities of preschool aged
boys’ and girls’ physical state
Stato fisico di bambini e bambine in età prescolare
I. A. KRIVOLAPCHUK
Department of Physiology of Muscular Activity and Physical Training
Institute of Developmental Physiology, Russian Academy of Education, Moscow, Russia
SUMMARY
Aim. Aim of this study was to assess the variation in rates of growth in height and development of body organs and
systems across different age periods
Methods. This study compared anthropometric characteristics and fitness performance data in a group (N.=123) of
preschool boys and girls. The physical working capacity of preschool children at this age is determined by five major
factors. Sex-related differences in some parameters reflect the physical working capacity and fitness characterizing
the anaerobic alactic and anaerobic glycolytic productivity of the body.
Results. The girls outperformed the boys for time of retention “hold to failure” at 4 W/kg (38.89±2.30 vs. 31.18±2.77
s; P<0.05), W40 (3.87±0.11 vs. 3.53±0.12 W/kg; P<0.05), the number of torso raising a minute (22.77±1.38 vs.
18.65±1.43 times/min; p<0.05), general physical fitness score (12.81±0.20 vs. 12.17±0.24; P<0.05); the coefficient
of Muller’s equation «a» (2.07±0.07 vs. 2.35±0.11 a.u.; P<0.05) and the pulse debt accumulation rate after tension at
submaximum power (2.17±0.06 vs. 2.41±0.09 bps; P<0.05) were lower for the girls. These differences are apparently
related to an advanced development of anaerobic energy-supply mechanisms in girls as compared to age-matched
boys. Analysis of physical development and central hemodynamics showed that the girls surpassed the boys in body
length (111.8±0.6 vs. 110.1±0.6 sm; P<0.05), systolic blood pressure (92.3±0.90 vs. 89.1±1.3 mmHg; P<0.05),
diastolic blood pressure (60.7±0.90 vs. 56.2±1.1 mmHg; P<0.01), blood pressure average (72.3±0.8 vs. 67.2±1.1
mmHg; P<0.001).
Conclusion. The higher blood pressure correlated with a more advanced somatic maturity in the girls, as well as the
ratios of their physical growth at this stage of development.
Key words: Fitness - Power - Growth and development.
RIASSUNTO
Obiettivo. Scopo dello studio era esaminare la variazione dei tassi di crescita nell’altezza e nello sviluppo dei sistemi
e degli organi corporei attraverso i diversi periodi di età.
Metodi. Il presente studio ha confrontato le caratteristiche antropometriche e i dati sulla performance di fitness in un
gruppo (N.=123) di bambini e bambine in età prescolare. La capacità di lavoro fisico dei bambini in età prescolare a
quest’età è determinata da cinque fattori principali. Le differenze di genere in alcuni parametri riflettono la capacità di
lavoro fisico e il fitness caratterizzanti la produzione glicolitica anaerobica e anaerobica alattica del corpo.
Risultati. Le bambine hanno avuto una prestazione migliore dei bambini per il tempo di mantenimento fino all’esaurimento (hold to failure) a 4 W/kg (38,89±2,30 vs. 31,18±2,77 s; P<0,05), W40 (3,87±0,11 vs. 3,53±0,12 W/kg;
P<0,05), il numero di sollevamenti del busto in un minuto (22,77±1,38 vs. 18,65±1,43 volte/min; P<0,05), il punteggio del fitness fisico generale (12,81±0,20 vs. 12,17±0,24; P<0,05); il coefficiente dell’equazione di Muller «a»
(2,07±0,07 vs. 2,35±0,11 a.u.; P<0,05) e il tasso di accumulo del debito di pulsazioni (pulse debt accumulation rate,
PDAR) dopo la tensione alla potenza submassimale (2,17±0,06 vs. 2,41±0,09 bps; P<0,05) erano inferiori per le
Vol. 67 - No. 2
241
KRIVOLAPCHUK
Physical status of preschool boys and girls
bambine. Tali differenze sono apparentemente associate a un avanzato sviluppo dei meccanismi di fornitura energetica anaerobica nelle bambine rispetto ai bambini della stessa età. L’analisi dello sviluppo fisico e dell’emodinamica
centrale ha mostrato che le bambine hanno sorpassato i bambini nella lunghezza corporea (111,8±0,6 vs. 110,1±0,6
sm; P<0,05), nella pressione arteriosa sistolica (92,3±0,90 vs. 89,1±1,3 mmHg; P<0,05), nella pressione arteriosa
diastolica (60,7±0,90 vs. 56,2±1,1 mmHg; P<0,01) e nella media della pressione arteriosa (72,3±0,8 vs. 67,2±1,1
mmHg; P<0,001).
Conclusioni. La più elevata pressione arteriosa era correlata a una maturità somatica più avanzata nelle bambine, oltre
che ai loro rapporti di crescita fisica in questo stadio di sviluppo.
Parole chiave: Fitness - Potenza - Crescita e sviluppo
E
xperimental data document the variation in
rates of growth in height and development
of body organs and systems across different age
periods.1-16 However, the maturational aspect
needs to be further researched to discover the
variability of children’s physical status. Generally, development proceeds unevenly and out
of step with chronological age, making it difficult to determine the specific features of the
physical working capacity of children at each
developmental stage. In recent decades, studies have identified the characteristic features of
the physical working capacity of schoolchildren
and adolescents.3, 15-40
However, the organization of the energy
supply and the autonomous regulation of
muscle activity of preschool children have
been studied insufficiently. There remains a
lack of empirical data on the physical working capacity of preschool children between
5 and 6 years old which, to date, have been
based on single parameters of aerobic productivity.3, 40-44 Furthermore, data on the adaptive capabilities of children of this age for the
entire range of tolerable loads, characterizing
the power, capacity, and efficiency of aerobic, glycolytic anaerobic, and phosphagenic
mechanisms of energy supply are quite scanty
and fragmentary.35 Moreover, sex-related differences in the energy supply and the organization of muscle activity in 5-6 year-olds are
the least studied.
The purpose of this study was to identify the
characteristics of the physical status in 5-6 yearold boys and girls.
The study population (N.=123) was healthy
children aged 5-6 years old (boys [N.=63], mean
age, 5.5±0.05 years; girls [N.=60], mean age,
5.6±0.05 years) referred for physical examination of their health status. The children were
242
I
dati sperimentali documentano la variazione
dei tassi di crescita nell’altezza e nello sviluppo
dei sistemi e degli organi corporei attraverso i diversi periodi di età 1-16. Tuttavia, l’aspetto maturativo deve essere studiato ulteriormente per individuare la variabilità dello stato fisico dei bambini.
In generale, lo sviluppo procede in maniera irregolare e non al passo con l’età cronologica, rendendo difficile determinare le caratteristiche specifiche della capacità di lavoro fisico dei bambini in
ciascuno stadio di sviluppo. Negli ultimi decenni,
diversi studi hanno identificato le caratteristiche
distintive della capacità di lavoro fisico di bambini in età scolare ed adolescenti 3, 15-40.
Tuttavia, l’organizzazione della fornitura energetica e la regolazione autonoma dell’attività muscolare dei bambini in età prescolare sono stati studiati in
maniera insufficiente. Permane una carenza di dati
empirici sulla capacità di lavoro fisico dei bambini
in età prescolare tra i 5 e i 6 anni di età, che finora
sono stati basati su singoli parametri di produttività
aerobica 3, 40-44. Inoltre, i dati sulle capacità adattative dei bambini di quest’età per l’intera gamma
dei carichi tollerabili, caratterizzanti la potenza, la
capacità e l’efficacia dei meccanismi aerobici, glicolitici, anaerobici e fosfageni di fornitura energetica
sono abbastanza carenti e frammentari 35. Inoltre,
le differenze di genere nella fornitura energetica e
nell’organizzazione dell’attività muscolare nei bambini di 5-6 anni di età sono le meno studiate.
identificare le caratteristiche dello stato fisico in
bambini di 5-6 anni di età.
Materiali e metodi
La popolazione dello studio (N.=123) era composta di bambini sani di età compresa tra 5-6 anni
(bambini [N.=63], età media di 5,5±0,05 anni;
bambine [N.=60], età media di 5,6±0,05 anni) sottoposti a un esame obiettivo del loro stato di salute.
I bambini erano di origine caucasica europea, vivevano nella regione di Mosca e frequentavano un
istituto prescolare.
L’esame è stato condotto in armonia con i princi-
Giugno 2014
of white European origin, lived in the Moscow
area, and attended a preschool institution.
Examination were carried out in accordance
with the ethical principles of conducting biomedical studies. The experimental groups were
formed on the basis of the parents’ voluntary
informed consent to enrolment of their children in the study. In addition to the parents’
permission, each child also gave his or her own
informed consent to participate in the experiment.
Physical working capacity of the children
was measured using a battery of functional and
ergometric parameters to calculate the power,
capacity, and efficiency of anaerobic alactic,
anaerobic glycolytic, and aerobic mechanisms
of energy saving. The parameters were the
pulse debt accumulation rate (PDAR),34 the
working capacity power at a heart rate of 170
bpm (PWC170),19 the maximum oxygen consumption (MOC),19 the watt pulse (WP), the
maximum force (back-strength dynamometry),
and the maximum work performance time (t1,
t2) under a critical load of 2 and 4 W/kg.34
Power loads derived from the critical load
were calculated using Muller’s equation, with a
maximum realization time of 1 (W1), 40 (W40),
240 (W240), and 900s (W900) corresponding
to the aerobic source (b) capacity and the capabilities ratio between aerobic and anaerobic
glycolytic sources (a).33
Physical fitness was evaluated with a conventional procedure employing six motor tests:
running for 6 min, standing long jump, shuttle
running (3 × 9 m), running over 20 m, and raising the torso for 1 min. The results of each test
were then used to calculate the total physical
fitness score.
The heart rate (HR) was recorded with an
EK1T-07 Aksion electrocardiograph connected
to a personal computer. The electrodes were
placed over the left side of the chest according
to Nehb’s leads. Analysis of the heart rhythm
based on R.M. Baevskiy’s concept 4 was used to
estimate the stress on the body’s regulatory systems. At the resting state, 300-500 consecutive
RR intervals were analyzed and visualized as a
histogram. The average length of an RR interval (RR), the mode (Mo), the mode amplitude
(AMo), the variation range (MxDMn), the RR interval standard deviation (SDNN), and the stress
index (SI) ‑ an integrated indicator of the body’s
central regulatory mechanisms ‑ were calculated.4, 31 Measurements and analyses were carried
out using an automated system on a personal
Vol. 67 - No. 2
KRIVOLAPCHUK
pi etici di conduzione degli studi biomedici. I gruppi
sperimentali sono stati formati sulla base del consenso informato volontario dei genitori al reclutamento dei loro figli nello studio. Oltre al permesso
dei genitori, ogni bambino ha fornito anche il suo
consenso informato per partecipare all’esperimento.
La capacità di lavoro fisico dei bambini è stata
misurata utilizzando una batteria di parametri
funzionali ed ergometrici per calcolare la potenza,
la capacità e l'efficacia dei meccanismi anaerobico alattico, anaerobico glicolitico e aerobico di
risparmio energetico. I parametri erano il tasso di
accumulo del debito delle pulsazioni (pulse debt
accumulation rate, PDAR) 34, la potenza della capacità di lavoro a una frequenza cardiaca di 170
bpm (PWC170) 19, il massimo consumo di ossigeno
(MOC) 19, le pulsazioni in watt (WP), la forza massima (dinamometria per la forza della spalla) e il
tempo massimo della performance di lavoro (t1,
t2) sotto un carico critico di 2 e 4 W/kg 34.
I carichi di potenza derivati dal carico critico sono stati calcolati utilizzando l’equazione di
Muller, con un tempo di realizzazione massimo
di 1 (W1), 40 (W40), 240 (W240), e 900s (W900)
corrispondenti alla capacità della fonte aerobica
(b) e al rapporto delle capacità tra le fonti aerobica e anaerobica glicolitica (a) 33.
Il fitness fisico è stato valutato con una procedura tradizionale, utilizzando sei test motori: corsa
di 6 minuti, salto in lungo da fermi, corsa a navetta (3x9 m), corsa sui 20 metri e sollevamento
del busto per 1 minuto. I risultati di ogni test sono
stati quindi utilizzati per calcolare il punteggio del
fitness fisico totale.
La frequenza cardiaca (FC) è stata registrata
con un elettromiografo ED1T-07 Aksion collegato a
un personal computer. Gli elettrodi sono stati posizionati sul lato sinistro del torace in base alle derivazioni Nehb. Analisi del ritmo cardiaco basata su
R.M. Il concetto di Baevskiy 4 è stato utilizzato per
stimare lo stress sui sistemi regolatori del corpo. In
stato di riposo, sono stati analizzati 300-500 intervalli RR consecutivi, i quali sono stati visualizzati
sotto forma di istogramma. Sono stati calcolati la
lunghezza media di un intervallo RR (RR), la modalità (Mo), la modulazione di ampiezza (AMo),
l’intervallo di variazione (MxDMn), la deviazione
standard dell’intervallo RR (SDNN), e l’indice di
stress (SI) ‑ un indicatore integrato dei meccanismi
regolatori centrali del corpo 4, 31. Le misurazioni e le
analisi sono state condotte utilizzando un sistema
automatizzato su un personal computer. La FC è
stata calcolata sulla base di intervalli di 6 secondi e
quindi ricalcolata a 1 minuto. La frequenza respiratoria (RR) è stata stimata utilizzando un trasmettitore pneumatico a registrazione continua.
Le pressioni arteriosa sistolica (SBP) e diastolica
243
KRIVOLAPCHUK
computer. The HR was calculated on the basis
of 6-s intervals and then recalculated to 1 min.
The respiratory rate (RR) was estimated using a
pneumatic transmitter with continuous recording.
Systolic (SBP) and diastolic (DBP) blood
pressure were recorded according to AHA recommendations with the help of a calibrated
standard aneroid sphygmomanometer, the full
scale of which was 2 mm of mercury column,
by means of a child’s wristband.38, 41 The pulse
pressure (PP) and the average blood pressure
(BPav), as well as the double product (DP)
were calculated. Height was measured to the
nearest 0.1 cm with a calibrated stadiometer.
Weight was measured to the nearest 0.1 kg using an electronic scale with the children wearing light clothing. The data were processed by
conventional statistical methods on a personal computer. Factor analysis to determine the
main factors in physical working capacity was
performed using Statistica software and the varimax criteria for posterior rotation of the reference axes.17
Results
The study of the internal structure of the total
physical working capacity the children allowed
to distinguish five significant factors describing
over 68% of the total sample variance: 1) aerobic capacity; 2) anaerobic glycolytic working
capacity; 3) absolute aerobic power; 4) relative
aerobic power; and 5) anaerobic alactic working capacity. The ratio between these factors is
shown in Table I.
Factor I combines seven parameters characterizing the aerobic capabilities of the body.
Parameters W240, W900, T1 with positive
signs, coefficients A and B of Muller’s equation, 6-min run with negative PDAR after physical load in the high power range were taken
into account. The greatest factor loads corresponded to parameters W240 and coefficient
B. On the basis of the set of variables composing this factor, it was identified as an aerobic
capacity factor.
Factor II included the following parameters
with large positive weights: W40, T2, coefficient
A of Muller’s equation; PDAR after physical load
in the submaximal power range and raising the
torso for 1 min had negative values. The maximum work performance time under a load of 4
W/kg (T2) had the greatest weight in this fac-
244
(DBP) sono state registrate utilizzando le raccomandazioni dell'AHA con l’aiuto di un sfigmomanometro aneroide standard calibrato, la cui intera scala
era una colonna di mercurio di 2 mm, mediante
un polsino per bambini 38, 41. Sono stati calcolati la
pressione di pulsazione (PP) e la pressione arteriosa
media (BPav), oltre che il doppio prodotto (DP). L’altezza è stata misurata con un confine di tolleranza
di 0,1 cm mediante uno statimetro calibrato. Il peso
è stato misurato con un confine di tolleranza di 0,1
kg utilizzando una bilancia elettronica; i bambini sono stati pesati con un abbigliamento leggero.
I dati sono stati elaborati mediante metodi statistici tradizionali su un personal computer. L’analisi
fattoriale per determinare i principali fattori nella
capacità di lavoro fisico è stata effettuata con il software Statistica e i criteri varimax per la rotazione
posteriore degli assi di riferimento 17.
Risultati
Lo studio della struttura interna della capacità di lavoro fisico totale dei bambini ha permesso
di distinguere cinque fattori significativi che descrivono oltre il 68% della varianza del campione
totale: 1) capacità aerobica; 2) capacità di lavoro
anaerobica glicolitica; 3) potenza aerobica assoluta; 4) potenza aerobica relativa e 5) capacità
di lavoro anaerobica alattica. Il rapporto tra tali
fattori è mostrato nella Tabella I.
Il fattore I combina sette parametri caratterizzanti le capacità aerobiche del corpo. Sono stati presi in considerazione i parametri di W240,
W900, T1 con segni positivi, coefficienti A e B
dell’equazione di Muller e corsa di 6 minuti con
PDAR negativo dopo il carico fisico nell’intervallo di potenza elevata. I maggiori carichi fattoriali
corrispondevano ai parametri di W240 e coefficiente B. Sulla base della serie di variabili che
compongono tale fattore, è stato identificato come
un fattore di capacità aerobica.
Il fattore II includeva i seguenti parametri
con grandi pesi positivi: W40, T2, coefficiente A
dell’equazione di Muller; il PDAR dopo il carico
fisico nell’intervallo di potenza submassimale e il
sollevamento del busto per 1 minuto avevano valori negativi. Il tempo massimo della performance
di lavoro sotto un carico di 4 W/kg (T2) aveva il
peso maggiore in tale fattore. Tenendo conto della
serie di parametri correlati a tale fattore, è stato
identificato come una componente anaerobica
glicolitica della capacità di lavoro.
Nel fattore III sono stati distinti MOC, PW170 e
WP. Il maggiore coefficiente di peso in questo fattore
corrispondeva ai valori assoluti di PW170. Questo
fattore è stato identificato come potenza aerobica.
Il fattore IV ha combinato primariamente i pa-
Giugno 2014
KRIVOLAPCHUK
Table I.—Factor structure of the physical working capacity of five- to six-year-old children.
Tabella I. — Struttura dei fattori della capacità di lavoro fisico nei bambini di 5-6 anni.
Factor
Parameter
Coefficient
I
W240, W/kg
Coefficient “B” the Muller equation, arb. units
t1, s
Coefficient “A” the Muller equation, arb. units
PDAR2, bps
W900, W/kg
The contribution to the general dispersion, %
942
910
846
654
-553402
19,0
II
t2, s
W40, W/kg
Torso raising, times/min
Coefficient “A” the Muller equation, arb. units
PDAR4, bps
929
877
675
-669-42516,0
III
PWC170, kgm/min
MOC, L/min
PWC170, kgm/min kg
WP, kgm/b kg
WP, kgm/b
975
861
797
534
426
14,0
IV
MOC, mL/min kg
PWC170, kgm/min kg
WP, kgm/b kg
Running for 6 min, m
WP, kgm/b
932
576
516
447
-74511,0
V
Long jump, cm
Total physical fitness, score
PDARmax, bps
Running over 20 m, s
W1, W/kg
Maximum force, kg/kg
Shuttle running 3×9 m, s
827
773
-693-678538
525
-4008,0
tor. With allowance for the set of parameters
correlating with this factor, it was identified as
an anaerobic glycolytic component of working
capacity.
In factor III, MOC, PWC170, and WP were
distinguished. The greatest weight coefficient in
this factor corresponded to the absolute values
of PWC170. This factor was identified as aerobic power.
Factor IV primarily combined the aerobic
working capacity parameters calculated per
body weight unit. The relative MOC values with
positive factor weights were taken into account.
The maximum correlation coefficient values
with the given factor had the variable MOC. A
similar set of variables allowed us to consider
this factor as the relative aerobic power.
A group of physical working capacity indexes and physical fitness, characterizing primarily
Vol. 67 - No. 2
rametri di capacità di lavoro aerobica calcolati per
unità di peso corporeo. Sono stati presi in considerazione i valori MOC relativi con pesi fattoriali positivi. I valori del coefficiente di correlazione massimo
con il fattore dato avevano la variabile MOC. Una
simile serie di variabili ci ha permesso di considerare questo fattore come potenza aerobica relativa.
Un gruppo di indici della capacità di lavoro fisica e del fitness fisico, caratterizzanti primariamente la capacità del meccanismo anaerobico alattico
di fornitura energetica è stato osservato nel fattore
V. In totale, questo fattore includeva sette variabili:
W1, PDAR dopo la corsa ad alta velocità, corsa a
navetta, salto in lungo da fermi, corsa sui 20 metri
e punteggio del fitness fisico totale. Il salto in lungo
da fermi ha avuto il maggiore coefficiente di peso
per questo fattore. Tenendo conto della serie di parametri correlati a tale fattore, è stato identificato
come una componente anaerobica alattica della
capacità di lavoro fisico.
245
KRIVOLAPCHUK
Table II.—Parameters of physical working capacity (M ± SD) of five- to six-year-old boys and girls.
Tabella II. — Parametri della capacità di lavoro
fisico (M ± DS) nei bambini di 5-6 anni di età.
Parameter
Boys
Girls
t1, s
t2. s
Coefficient “A”. arb. units
Coefficient “B”. arb. units
W40, W/kg
W240, W/kg
W900, W/kg
WP. kgm/b
WP, kgm/b kg
PWC170, kgm/min
PWC170, kgm/min kg
MOC, L/min
MOC, mL/min kg
PDAR2, bps
PDAR4, bps
Maximum force, kg
151.91±11.76
31.18±2.77
2.35±0.11
6.52±0.12
3.53±0.12
1.55±0.06
0.88±0.05
3.16±0.11
0.154±0.005
268.29±11.3
12.68±0.45
1.24±0.016
55.29±0.62
0.54±0.048
2.41±0.096
29.41±1.28
166.56±11.23
38.89±2.30*
2.07±0.07*
6.43±0.10
3,87±0,11*
1.57±0.06
0.83±0.04
3.44±0.12
0.160±0.007
271.36±10.9
12.99±1.25
1.25±0.015
56.12±0.20
0.55±0.026
2.17±0.062*
27.4±1.20
*Differences between boys and girls were significant at P<0.05.
the capacity of the anaerobic alactic mechanism
of energy supply was found in Factor V. In total,
this factor included seven variables: W1, PDAR
after high-speed running, shuttle running,
standing long jump, running over 20 m, and the
total physical fitness score. The standing long
jump had the greatest weight coefficient for this
factor. With allowance for the parameters correlating with this factor, it was identified as an
anaerobic alactic component of physical working capacity.
Data analysis allowed us to distinguish some
characteristics of the physical working capacity (Tables II, III). We found no significant sexrelated differences in aerobic productivity. The
levels of PWC170, MOC, W900, t1, W240, WP,
and PDAR after a high-power workload, measured after running for 6 minutes were almost
similar. However, there were significant differences between the boys and the girls (P<0.05)
with respect to several parameters of physical
working capacity characterizing glycolytic and
alactic anaerobic productivities. The data presented in Tables II, III show that girls at this
age surpass boys in the maximum time of work
performance under a load of 4 W/kg, W1, W40
and the number of torso raisings performed for
1 min, with a significant coefficient of Muller’s
equation and the PDAR after submaximal load
power. It is important to underline that the majority of the indexes correlated with ratios of
246
Table III.—Parameters of physical fitness of fiveto six-year-old boys and girls.
Tabella III. — Parametri del fitness fisico nei
bambini di 5-6 anni di età.
Boys
M±SD
Parameter
Bending forward, sm
Long jump, cm
Running for 6 min, m
Running over 20 m, s
Shuttle running 3×9 m, s
Torso raising, times/min
General physical fitness,
score
Girls
M±SD
5.85±1.09
6.41±0.93
107.74±2.16
105.4±1.93
745.81±10.29 739.15±13.67
5.62±0.077
5.62±0.062
11.67±0.11
11.40±0.15
18.65±1.43
22.77±1.38*
12.17±0.24
12.81±0.20*
*Differences between boys and girls were significant at P<0.05.
L’analisi dei dati ci ha permesso di distinguere alcune caratteristiche della capacità di lavoro
fisico (Tabelle II, III). Non abbiamo osservato differenze significative di genere nella produttività aerobica. I livelli di PWC170, MOC, W900, t1, W240,
WP, e PDAR dopo un carico di lavoro ad elevata
potenza, misurati dopo una corsa di 6 minuti,
erano quasi simili. Tuttavia, vi erano differenze
significative tra i bambini e le bambine (P<0,05)
per quanto concerne diversi parametri di capacità
di lavoro fisico caratterizzanti le produttività anaerobica alattica e glicolitica. I dati presentati nelle
Tabelle II, III mostrano che le bambine di quest’età
sorpassano i ragazzi nel tempo massimo di performance di lavoro sotto un carico di 4 W/kg, W1,
W40 e nel numero di sollevamenti del busto effettuati per 1 minuto, con un significativo coefficiente dell'equazione di Muller e del PDAR dopo la
potenza di carico submassimale. È importante sottolineare che la maggior parte degli indici era correlata con i rapporti del fattore II, caratterizzanti
le capacità anaerobiche glicolitiche dei bambini.
Il confronto del ritmo cardiaco registrato durante
lo stato di veglia non ha mostrato differenze statisticamente significative tra i bambini e le bambine
(Tabella IV). Al contrario, il confronto dello sviluppo fisico e dell'emodinamica centrale ha mostrato
che le bambine hanno sorpassato (P<0,05-0,001)
i bambini nella lunghezza corporea e nei livelli di
SBP, DBP, BPav, riflettendo la tendenza di un più
rapido sviluppo somatico nelle bambine di quest’età.
Discussione
La distinzione dei fattori indipendenti della capacità di potenza aerobica assoluta e relativa riflette le specifiche dell’organizzazione dei processi
bioenergetici durante gli scatti di crescita quando
si verifica la differenziazione muscolare 22, 35, 36 e
Giugno 2014
factor II, characterizing the anaerobic glycolytic
capacities of the children.
Comparison of heart rhythm recorded taken
during the wakefulness state showed no statistically significant differences between the boys
and the girls (Table IV). In contrast, comparison
of physical development and central hemodynamics showed that the girls surpassed (P<0.050.001) the boys in body length and SBP, DBP,
BPav levels, reflecting the tendency of faster somatic development in girls at this age.
Discussion
Distinguishing the independent factors of
relative and absolute aerobic power capacity
reflects��
the specifics of the organization of bioenergetic processes during growth spurts when
muscle differentiation takes place 22, 35, 36 and
the growth rate of height and weight distinctly
increase. At this age, the growth rate of the absolute and relative parameters of aerobic productivity of the body differ significantly.37 The
absolute MOC values were found to correlate
strongly with the height and weight of these
preschool boys and girls.14, 32
What merits attention in the results of the
factor analysis is that the conditional locomotor capability parameters were segregated
into different factors. Speed, strength, and
speed–strength capabilities showed a strong
and moderate statistical correlation with factors of anaerobic alactic and anaerobic glycolytic working capacity. The total endurance
index correlated with the factor characterizing
the aerobic process capacity. Although the development of conditional physical qualities is
determined by physiological, biomechanical,
biochemical, and psychological factors, conclusions from our data can be drawn about the
leading role the bioenergetic processes play
in development. Our results show that at this
stage of development the bio-energetic capabilities are the most important aspect determining the physical working capacity and the level
of conditional loco-motor capabilities development in 5-6 year-old children. Data analysis of
the sexual differences in physical activity show
that the girls outperformed the boys foremost
in the development of anaerobic glycolytic capacities. This supports the concept that agerelated changes in the energy supply of muscle
activity differ between boys and girls.35 Possibly, a marked increase in plasma testosterone
Vol. 67 - No. 2
KRIVOLAPCHUK
Table IV.—Parameters of physical state of five- to
six-year-old boys and girls.
Tabella IV. — Parametri dello stato fisico nei bambini di 5-6 anni di età.
Parameter
Weight, kg
Height, sm
SBP, mmHg
DBP, mmHg
BPav, mmHg
HR, bpm
DP, relat. units
R-R, ms
Mo, ms
MxDMn, ms
SDNN, ms
AMo, %
SI, relat. units
Boys
M±SD
Girls
M±SD
20.3±0.5
110.1±0.6
89.1±1.32
56.2±1.1
20.5±0.5
111.8±0.6*
92.3±0.90*
60.7±0.9**
67.2±1.1
94.4±0.6
84.1±1.6
601.2±12.7
600.5±11.9
194.4±10.9
53.1±2.4
41.9±2.3
219.1±21.2
72.3±0.76***
94.9±0.6
85.3±1
598.7±14
595±12.3
191.8±11.3
54.3±2.5
41±1.4
287.9±13.4
*, **, *** Differences between boys and girls were significant at
P<0.05, P<0.01, P<0.001, respectively.
il tasso di crescita dell’altezza e del peso aumenta
distintamente. A quest’età, il tasso di crescita dei
parametri assoluti e relativi della produttività aerobica del corpo differisce in maniera significativa 37. È stata osservata una forte correlazione tra i
valori MOC assoluti con l’altezza e il peso di questi
bambini e bambine in età prescolare 14, 32.
Ciò che merita attenzione nei risultati dell’analisi fattoriale è che i parametri della capacità locomotoria condizionale erano isolati in diversi
fattori. Velocità, forza e capacità di velocità-forza
hanno mostrato una forte e moderata correlazione statistica con i fattori della capacità di lavoro
anaerobica glicolitica e anaerobica alattica. L’indice di resistenza totale ha mostrato una correlazione con il fattore caratterizzante la capacità del
processo aerobico. Sebbene lo sviluppo delle qualità fisiche condizionali sia determinato da fattori
fisiologici, biomeccanici, biochimici e psicologici,
possono essere tratte conclusioni dai nostri dati sul
ruolo di primo piano che rivestono i processi bioenergetici nello sviluppo. I nostri risultati mostrano
che a questo stadio di sviluppo le capacità bioenergetiche sono l’aspetto più importante che determina la capacità di lavoro fisico e il livello di sviluppo
delle capacità locomotorie condizionali in bambini di età compresa tra i 5 e i 6 anni. L’analisi dei
dati delle differenze di genere nell’attività fisica
mostra che le bambine hanno avuto prestazioni
superiori ai bambini soprattutto nello sviluppo delle capacità anaerobiche glicolitiche. Ciò supporta
il concetto che le modifiche associate all’età nella
fornitura energetica dell’attività muscolare diffe-
247
KRIVOLAPCHUK
and morphological changes in skeletal muscles expressed in the disappearance of undifferentiated fibers and the appearance of type
II muscle fibers (primarily of the IIB type),21,
35, 36 which occur in girls a little bit earlier than
in boys, determine accelerated maturation of
anaerobic energy-supply mechanisms. This assumption agrees well with the present research
results and published data showing that girls
surpass boys in changes in growth rate, basal
metabolism intensity, and physical thermal regulation.
A decrease in basal metabolism, observed
particularly among the older preschoolers and
closely related to growth-leap traits such as the
beginning of second dentition and lengthening
of the extremities, as determined by the Filipino
test, are noted in girls one year earlier than in
boys, on average.20, 21 The differences are consistent with the well-known phenomenon that
girls, in general, surpass boys in the degree of
physiological maturity from birth until adulthood.37 All these facts cannot but affect the organization of energy and autonomous supply of
muscle activity.
Analysis of heart rhythm in a quiet wakefulness state showed no differences between the
boys and the girls, which is in line with published data.31 The higher level of systolic, diastolic and average blood pressure in the girls
merits special attention. It seems that the differences are interconnected: the girls had a higher
development level, as measured by the Filipino
test, with greater body length and higher ratios
of length body growth as compared to the boys
(growth during 6 months was 3.3 and 3.0 cm,
respectively). Probably, we caught a short-term
difference with the waist high jump when the
girls’ growth rate is substantially higher than
in boys the same age, corresponding to earlier
maturation in girls.6, 10, 37 Our data share previous observations that the degree of physiological maturity and physiological development
are the most important factors in determining
the blood pressure of boys and girls the same
age.12, 18, 38, 39 In children under the age of 16
years, with greater length and greater body
weight, the blood pressure is higher.18, 25 A
strong positive correlation was found between
the children’s blood pressure value, weight,
height, and body-mass index, where the correlation of the variables was stronger than the
correlation between chronological age and
blood pressure.7, 39 Supporting these findings is
the increase in the girls’ blood pressure, which
9
248
riscono tra bambini e bambine 35. Probabilmente,
un marcato aumento nel testosterone plasmatico
9 e modifiche morfologiche nei muscoli scheletrici
espresse nella scomparsa delle fibre indifferenziate
e nella comparsa delle fibre muscolari di tipo II
(soprattutto il tipo IIB) 21, 35, 36 che si verificano nelle bambine un po’ prima rispetto ai bambini, determinano una maturazione accelerata dei meccanismi di fornitura energetica anaerobica. Tale
ipotesi si accorda bene con gli attuali risultati di
ricerca e con i dati pubblicati che mostrano come
le bambine superino i bambini nei cambiamenti
nel tasso di crescita, nell’intensità del metabolismo
basale e nella termoregolazione fisica.
Una riduzione nel metabolismo basale, osservata in particolare tra i bambini in età prescolare più grandi e strettamente associata a tratti di
crescita come l’inizio della seconda dentizione e
l’allungamento delle estremità, come determinato
dal test di Filipino, si osserva nelle bambine un
anno prima che nei bambini, in media 20, 21. Le
differenze sono in linea con il ben noto fenomeno
per cui le bambine, in generale, superano i bambini nel grado di maturità fisiologica dalla nascita
fino all’età adulta 37. Tutti questi fatti non possono che influire sull’organizzazione dell’energia e
della fornitura autonoma dell’attività muscolare.
L’analisi del ritmo cardiaco in un tranquillo stato di veglia non ha mostrato differenze tra bambini
e bambine, e ciò è in linea con i dati pubblicati 31.
Il maggiore livello di pressione arteriosa sistolica,
diastolica e media nelle bambine merita un’attenzione particolare. Sembra che le differenze siano
interconnesse: le bambine presentavano un maggiore livello di sviluppo, come misurato dal test di
Filipino, con una maggiore lunghezza corporea
e velocità più elevate di crescita della lunghezza
corporea rispetto ai bambini (la crescita nel corso
di 6 mesi è stata rispettivamente di 3,3 e 3,0 cm).
Probabilmente, abbiamo identificato una differenza a breve termine nel salto all'altezza della vita
quando il tasso di crescita delle bambine è sostanzialmente più elevato rispetto a quello dei bambini della stessa età, corrispondente a una precoce
maturazione nelle bambine 6, 10, 37. I nostri dati
condividono precedenti osservazioni sul fatto che il
grado di maturità fisiologica e il grado di sviluppo
fisiologico siano i più importanti fattori nel determinare la pressione arteriosa di bambini e bambine della stessa età 12, 18, 38, 39. Nei bambini di età
inferiore ai 16 anni, con una maggiore lunghezza
corporea e un maggiore peso corporeo, la pressione
arteriosa è più elevata 18, 25. È stata osservata una
forte correlazione positiva tra il valore della pressione arteriosa, l’altezza, il peso e l’indice di massa
corporea dei bambini, dove la correlazione delle
variabili era più forte della correlazione tra età
Giugno 2014
is more often observed during childhood than
in boys.27 Further research is needed to confirm
our results.
Conclusions
The characteristics of the physical status of
preschool-aged boys and girls were compared.
We showed that the physical working capacity of 5-6-year-olds is determined by five major
factors: aerobic capacity, anaerobic glycolytic
working capacity, absolute aerobic power, relative aerobic power, and anaerobic alactic working capacity. The results of this study confirm
the idea that bio-energetic capabilities are the
major aspect determining the physical working
capacity and the development of conditional
loco-motor characteristics in older preschool
age children.
The data analysis allowed to determine sexrelated differences in several parameters of
physical working capacity and physical fitness
characterizing the alactic and glycolytic anaerobic working capacities. These differences are
apparently associated with an advanced maturation of anaerobic mechanisms of energy supply in girls as compared to age-matched boys.
These data are consistent with the idea that the
age of 5-6 years is a key period in the development of muscle energetics. Furthermore, the
girls had higher blood pressure levels, which
correlated with higher somatic maturity and a
faster pace of their physical growth at this stage
of development.
1) Abrosimova LI, Karasik VE. Determination of physical working capacity
(PWC170) of children and adolescents
using a modified test. In: Funktsional’nye
proby v issledovaniyakh serdechno-sosudistoi sistemy (Functional Tests in Cardiovascular System Studies), Riga, 1982,
p. 29-33.
2) Armstrong N, Welsman JR, Kirby BJ.
Submaximal exercise and maturation in
12-year-olds. J Sports Sci 1999;17:107-4.
3) Astrand P-O. Experimental studies of
physical working capacity in relation to
sex and age. Copenhagen: Munksgaard;
1952. p. 171.
4) Baevskii RM. Matematicheskii analiz
izmenenii serdechnogo ritma pri stresse
(Mathematical Analysis of Cardiac
Rhythm Changes during Stress). Moscow:
Meditsina; 1984.
5) Bar-Or O. New and old in pediatric
exercise physiology. Int J Sports Med
2000;(Suppl. 2):113-6.
6) Berk LE. Child development. 9th edi-
Vol. 67 - No. 2
KRIVOLAPCHUK
cronologica e pressione arteriosa 7, 39. A supporto di
tali risultati è l’aumento nella pressione arteriosa
delle bambine, che si osserva più spesso nell’infanzia rispetto ai bambini 27. Sono necessarie ulteriori
ricerche per confermare i nostri risultati.
Conclusioni
Sono state confrontate le caratteristiche dello
stato fisico di bambini e bambine in età prescolare. Abbiamo mostrato che la capacità di lavoro
fisico dei bambini di età compresa tra i 5 e i 6 anni
è determinata da cinque fattori principali: capacità aerobica, capacità di lavoro anaerobica glicolitica, potenza aerobica assoluta, potenza aerobica
relativa e capacità di lavoro anaerobica alattica.
I risultati del presente studio confermano l’idea
che le capacità bioenergetiche siano il principale
aspetto determinante della capacità di lavoro fisico e dello sviluppo delle caratteristiche locomotorie
condizionali in bambini in età prescolare.
L’analisi dei dati ci ha permesso di determinare
le differenze di genere in numerosi parametri di
capacità di lavoro fisico e fitness fisico caratterizzanti le capacità di lavoro anaerobica glicolitica
e alattica. Tali differenze sono apparentemente associate a un’avanzata maturazione dei meccanismi anaerobici di fornitura energetica nelle bambine rispetto ai bambini della stessa età. Tali dati
sono in linea con l’idea che quello compreso tra i
5 e i 6 anni di età sia un periodo chiave nello sviluppo dell’energetica muscolare. Inoltre, le bambine presentavano livelli di pressione arteriosa più
elevati, i quali erano correlati con una più elevata
maturità somatica e con una maggiore velocità di
crescita fisica in questo stadio dello sviluppo.
tion. Upper Saddle River: Prentice Hall;
2012. p. 816.
7) Bourguia A, Refass A, Tahiri S et al.
Arterial blood pressure in Moroccan
children and adolescents. Ann Pediatr
1991;38:576-83.
8) Bürgi F, Meyer U, Granacher U, Schindler C, Marques-Vidal P, Kriemler S et
al. Relationship of physical activity with
motor skills, aerobic fitness and body fat
in preschool children: a cross-sectional
and longitudinal study (Ballabeina). Int J
Obes (Lond) 2011;35:937-44.
9) Chemodanov VI. Age-related characteristics of endocrine system functioning.
In: Fiziologiya razvitiya rebenka (Child
Developmental Physiology), Kozlov, V.I.
and Farber, D.A., Eds., Moscow: Pedagogika, 1983.
10) Craig GJ. Don Baucum Human Development. 9th edition. Upper Saddle River:
Prentice Hall PTR; 2002. p. 736.
11) Dencker M, Hermansen B, Bugge A,
Froberg K, Andersen LB. Predictors of
VO2peak in children age 6- to 7-yearsold. Pediatr Exerc Sci 2011;23:87-96.
12) Tikhvinskii SB, Khrushchev SV. Detskaya sportivnaya meditsina (Children’s
Sports Medicine). Moscow: Meditsina;
1991.
13) Ebenegger V, Marques-Vidal P, Kriemler
S, Nydegger A, Zahner L, Niederer I et al.
Differences in aerobic fitness and lifestyle
characteristics in preschoolers according to
their weight status and sports club participation. Obes Facts 2012;5:23-33.
14) Eiberg S, Hasselstrom H, Grinfeldt V
et al. Maximum oxygen uptake and objectively measured physical activity in
Danish CHILDREN 6-7 years of age: the
Copenhagen School Child Intervention
Study. Br J Sports Med 2005;39:725-30.
15) Eriksson BO. Muscle metabolism in
children: a review. Acta Paediatr Scand
1980;283(Suppl.):20-8.
16) Fiziologiya razvitiya rebenka. Rukovodstvo po vozrastnoi fiziologii (Physiology of Child Development. Developmental Physiology Handbook), Bezrukikh,
M.M. and Farber, D.A., Eds., Moscow:
Moscow Psychological-Social Institute;
2010.
249
KRIVOLAPCHUK
17) Harman G. Sovremennyi faktornyi
analiz (Modern Factor Analysis). Moscow:
Statistika; 1972. p. 485.
18) Kalyuzhnaya RA. School medicine.
Moscow: Medicine; 1975. p. 392.
19) Karpman VL, Belotserkovskii ZB,
Gudkov IA. Testirovanie v sportivnoii
meditsine (Testing in Sport Medicine).
Moscow: Fizkultura Sport; 1988. p. 208.
20) Kornienko IA, Gokhblit II. Age-related changes in energy metabolism. In:
Kozlov VI, Farber DA, editors. Fiziologiya
razvitiya rebenka (Child Developmental
Physiology). Moscow: Pedagogika; 1983.
p. 89-114.
21) Kornienko IA, Son’kin VD, Tambovtseva RV. Development of the energetics
of muscular exercise with age: summary of a 30-year study: I. Structural
and Functional Rearrangements. Fiziol
Chel 2005;31:42-6 [Human Physiol (Engl.
Transl.) 2005;31:402-6].
22) Kornienko IA, Son’kin VD, Tambovtseva RV. Development of the energetics
of muscular exercise with age: summary
of a 30-year Study: II. “Power Zones”
and their changes with age. Fiziol Chel
2006;32:46-54 [Human Physiol (Engl.
Transl.) 2006;32:288-96].
23) Leclair E, Borel B, Thevenet D, Baquet
G, Mucci P, Berthoin S. Assessment of
child-specific aerobic fitness and anaerobic capacity by the use of the power-time
relationships constants. Pediatr Exerc Sci
2010;22:454-66.
24) Mandigout S, Lecoq AM, Courteix D,
Guenon P, Obert P. Effect of gender in response to an aerobic training programme
in prepubertal children. Acta Paediatr
2001;90:9-15.
25) Martino F, Puddu PE, Pannarale G,
Colantoni C, Zanoni C, Martino E et al.
Arterial blood pressure and serum lipids
in a population of children and adolescents from Southern Italy: The Calabrian
Sierras Community Study (CSCS). Int J
Cardiol 2012 [Epub ahead of print].
26) Antropova MV, Kol’tsova MM.
Morfofunktsional’noe sozrevanie osnovnykh fiziologicheskikh sistem organ-
izma detei doshkol’nogo vozrasta (Morphofunctional Maturation of the Main
Physiological Systems of Preschool Children). Moscow: Pedagogika; 1983. p. 160.
27) Pinto SL, Silva Rde C, Priore SE, Assis
AM, Pinto Ede J. [Prevalence of pre-hypertension and arterial hypertension and
evaluation of associated factors in children and adolescents in public schools
in Salvador, Bahia State, Brazil]. [Article in
Portuguese] Cad Saude Publica 2011;27:
1065-75.
28) Farber DA, Bezrukikh MM. Razvitie mozga i formirovanie poznavatel’noi
deyatel’nosti rebenka (Development of
the Brain and the Formation of Child Cognitive Activity). Moscow: Moscow Psychological-Social Institute; 2009. p. 432.
29) Riner WF, McCarthy M, De Cillis L,
Ward DS. Relationship of anaerobic to
aerobic function in children and adolescents. Med Sci Sports and Exercise
1997;29:1528-34.
30) Rivera-Brown AM. Anaerobic power and achievement of VO2 plateau
in pre-pubertal boys. Int J Sports Med
2001;22:111-5.
31) Shlyk NI. The heart rate and regulation type of children, teenagers and
sportsmen. Izhevsk: «Udmurt university»;
2009. p. 259.
32) Shvartz E, Reibold RC. Aerobic fitness
norms for males and females aged 6 to 75
years: a review. Aviat Space Environ Med
1990;61:3-11.
33) Son’kin VD, Kornienko IA, Bogatov
AA. Method of ergometric estimation of
physical working capacity and description of individual structure of energy
supply of muscle function. RF Patent No.
2002;251:967.
34) Son’kin VD. Physical working capacity and energy supply of muscle function during postnatal ontogeny. Fiziol
Chel 2007;33:81-9 [Human Physiol (Engl.
Transl.) 2007;33:326-44].
35) Son’kin VD, Tambovtseva RV. Development of muscular energy supply and
physical working capacity in ontogenesis.
Moscow: Libricom; 2011. p. 368.
36) Tambovtseva RV. Age-related and typological characteristics of energetics of
muscle activity. Extended abstract of doctoral (Biol.) Dissertation, Moscow, 2003.
p. 50.
37) Tanner J. Height and human body
constitution. In: Harrison GA, Weiker
JS, Tanner JM, editors. Human biology. Oxford: Oxford University Press;
1977. Translated with the title Biologiya
cheloveka, Moscow: Mir; 1979, p. 366471.
38) National High Blood Pressure Education Program Working Group on High
Blood Pressure in Children and Adolescents. The fourth report on the diagnosis,
evaluation, and treatment of high blood
pressure in children and adolescents.
Pediatrics 2004;114(2 Suppl):555-76.
39) Túri S, Baráth A, Boda K, Tichy M,
Károly E. Blood pressure reference tables for Hungarian adolescents aged
11-16 years. Kidney Blood Press Res
2008;31:63-9.
40) Turley KR, Wilmore JH. Cardiovascular responses to submaximal exercise in
7- to 9 year-old boys and girls. Med Sci
Sports and Exercise 1997;29:824-32.
41) Urbina E, Alpert B, Flynn J, Hayman
L, Hayman L, Harshfield GA, Jacobson M
et al. Ambulatory blood pressure monitoring in children and adolescents: recommendations for standard assessment:
a scientific statement from the American
Heart Association Atherosclerosis, Hypertension, and Obesity in Youth Committee
of the council on cardiovascular disease
in the young and the council for high
blood pressure research. Hypertension
2008;2:433-51.
42) Williams GA, Armstrong N, Powell J.
Aerobic responses of prepubertal boys
to two modes of training. J Sports Med
2000;34:168-73.
43) Wilmore JH, Costill DL. Physiology of
sport and exercise. 3rd ed. Champaign,
IL: Human Kinetics; 2005.
44. Yoshizawa S, Ishizaki T, Honda H.
Physical fitness of children aged 5 and 6
years. J Hum Ergol 1977;6:41-51.
Acknowledgments.—This study was supported by the Russian Foundation for the Humanities (grant no. 13-06-00191a).
Received on June 24, 2013 - Accepted for publication on May 21, 2014.
Corresponding author: I. A. Krivolapchuk, ul. Pogodinskaya 8, k. 2, Moscow, 119992 Russia. E-mail: [email protected]
250
Giugno 2014
MED SPORT 2014;67:251-9
Influence of L-carnitine supplementation
on exercise-induced muscle damage
Influenza dell’integrazione di L-carnitina
sul danno muscolare indotto dall’esercizio fisico
B. NAKHOSTIN-ROOHI 1, F. KHOSHKHAHESH 2, K. PARANDAK 3, R. RAMAZANZADEH
1Department
1
of Exercise Physiology, Ardabil Branch, Islamic Azad University, Ardabil, Iran
2University of Mohaghegh-Ardabili, Ardabil, Iran
3Rasht Branch, Islamic Azad University, Ardabil, Iran
SUMMARY
Aim. This study was conducted to assess the effect of a two-week L-carnitine supplementation on exercise-induced
muscle damage, as well as antioxidant capacity after a bout of strenuous exercise in active healthy young men.
Methods. Twenty active healthy men volunteered for this study. Participants were randomized in a double-blind
placebo-controlled fashion into two groups: L-carnitine (C group; N.=10) and placebo group (P group; N.=10). The
participants took supplementation (2000 mg L-carnitine) or placebo (2000 mg lactose) daily for 14 days before main
trial. Afterwards, participants ran 14 km. Blood samples were taken before supplementation, before exercise, immediately, 2 h and 24 h after exercise. Total antioxidant capacity (TAC), creatine kinase (CK), lactate dehydrogenase (LDH),
alanine aminotransferase (ALT), and aspartate aminotransferase (AST) were measured.
Results. Plasma TAC increased significantly 14 days after supplementation and 24 h after exercise in C group compared with P group (P<0.05). Serum CK, LDH, ALT, and AST significantly increased after exercise in both groups
(P<0.05). Serum LDH and ALT were significantly lower in C group than P group 2 h and 24 h after exercise (P<0.05).
Furthermore, CK, and AST were significantly lower in C group compared with P group just 24 h after exercise
(P<0.05).
Conclusion. These results suggest two-week daily oral supplementation of L-carnitine has been able to promote
antioxidant capacity before and after exercise and decrease muscle damage markers through possibly inhibition of
exercise-induced oxidative stress.
Key words: Antioxidants - Creatine kinase - L-lactate dehydrogenase - Transaminases.
RIASSUNTO
Obiettivo. Questo studio è stato condotto per valutare l’effetto dell’integrazione di L-carnitina per due settimane sul
danno muscolare indotto dall’esercizio fisico, nonché la capacità antiossidante dopo un’esercitazione gravosa in
giovani sani attivi.
Metodi. Hanno partecipato a questo studio 20 uomini attivi sani. I partecipanti sono stati randomizzati in due gruppi, in modalità in doppio-cieco con controllo di placebo: L-carnitina (gruppo C; N.=10) e gruppo placebo (gruppo
P; N.=10). I partecipanti hanno assunto l’integrazione (2000 mg di L-carnitina) o il placebo (2000 mg di lattosio)
ogni giorno per 14 giorni prima della prova principale. In seguito, i partecipanti hanno corso per 14 km. I campioni
di sangue sono stati prelevati prima dell’integrazione, prima dell’esercizio, immediatamente dopo, 2 h e 24 h dopo
l’esercizio. Sono stati misurati capacità antiossidante totale (total antioxidant capacity, TAC), creatina chinasi (creatine
kinase, CK), lattato deidrogenasi (lactate dehydrogenase, LDH), alanina aminotransferasi (alanine aminotransferase,
ALT) e aspartato aminotransferasi (aspartate aminotransferase, AST).
Risultati. La TAC plasmatica è aumentata significativamente 14 giorni dopo la somministrazione e 24 h dopo l’esercizio fisico nel gruppo C, rispetto al gruppo P (P<0,05). CK sierica, LDH, ALT e AST sono aumentati significativamente
dopo l’esercitazione in entrambi i gruppi (P<0,05). LDH sierica e ALT erano significativamente inferiori nel gruppo
Vol. 67 - No. 2
251
NAKHOSTIN-ROOHI
TL-carnitine and exercise-induced muscle damage
C rispetto al gruppo P, 2 h e 24h dopo l’esercizio (P<0,05). Inoltre, CK e AST erano significativamente inferiori nel
gruppo C, rispetto al gruppo P appena 24 ore dopo l’esercizio (P<0,05).
Conclusioni. Questi risultati suggeriscono che l’integrazione orale quotidiana per due settimane di L-carnitina è riuscita a favorire la capacità antiossidante prima e dopo l’esercizio fisico e a diminuire i marcatori di danno muscolare
attraverso la possibile inibizione dello stress ossidativo indotto da esercizio fisico.
Parole chiave: Antiossidante - Creatina chinasi - Lattato deidrogenasi - Transaminase.
U
nder normal physiological conditions, the
cellular antioxidant system removes reactive oxygen species (ROS) and other inflammatory molecules. However, oxidative stress occurs when there is an imbalance between the
production of free radicals and antioxidant defense.1 Exercise of sufficient intensity and duration increases the formation of ROS, creating
an imbalance between oxidant and antioxidant
levels.2 Skeletal muscle is known to contain
isozymes of creatine kinase (CK), lactate dehydrogenase (LDH), alanine aminotransferase
(ALT), aspartate aminotransferase (AST), which
may be released into the blood stream following muscle necrosis.3 Therefore, strenuous exercise increase blood level of some enzymes
such as CK, LDH, AST, and ALT, demonstrating
the damage of muscle.4-9 Muscle tissue may be
damaged following intense prolonged training
as a consequence of both metabolic and mechanical factors. Indeed, rhabdomyolysis may
result from direct and indirect damage to the
muscle membrane, and may lead to leakage of
intracellular muscle components such as CK
and LDH into the extracellular fluid 10 owing to
possibly damages of skeletal muscle cell structure at the level of sarcolemma and Z-disks.11, 12
L-carnitine (L-3-hydroxytrimethylaminobutanoate) is a naturally occurring compound that
can be synthesized in mammals from the essential amino acids lysine and methionine 13 or
ingested through diet.14
It has been shown that L-carnitine has antioxidant activity and it is effective in scavenging
superoxide onion radical, hydrogen peroxide,
and in metal chelating in ferrous ions.15 Some
investigations demonstrates the effect of L-carnitine supplementation on antioxidant capacity,
recovery markers, and oxidative stress following exercise stress. Cao et al. showed 2g single dose liquid L-carnitine supplementation to
increase activity of antioxidants enzymes and
total antioxidant capacity in 12 healthy men.16
The results of the study by Ho et al.17 indicated
L-carnitine in healthy men and women to reduce chemical damage of tissues after exercise
252
I
n condizioni fisiologiche normali, il sistema
antiossidante cellulare rimuove le specie reattive dell’ossigeno (reactive oxygen species, ROS)
e altre molecole infiammatorie. Tuttavia, lo stress
ossidativo si verifica quando c’è uno squilibrio tra
la produzione di radicali liberi e la difesa antiossidante 1. L’esercizio di sufficiente intensità e durata aumenta la formazione di ROS, creando uno
squilibrio tra i livelli di ossidanti e antiossidanti 2.
Il muscolo scheletrico è noto contenere isoenzimi
di creatina chinasi (creatine kinase, CK), lattato
deidrogenasi (lactate dehydrogenase, LDH), alanina aminotransferasi (alanine aminotransferase,
ALT), aspartato aminotransferasi (aspartate aminotransferase, AST), che possono essere rilasciati nel flusso sanguigno dopo necrosi muscolare.3
Pertanto, l’esercitazione gravosa aumenta il livello
nel sangue di alcuni enzimi come CK, LDH, AST e
ALT, dimostrando il danno del muscolo 4-9. Il tessuto muscolare può essere danneggiato dopo intensi
allenamenti prolungati in conseguenza di fattori metabolici e meccanici. Infatti, la rabdomiolisi può derivare da danni diretti e indiretti alla
membrana muscolare e comportare la fuoriuscita
di componenti intracellulari muscolari quali CK e
LDH nel liquido extracellulare 10, probabilmente
danneggiando la struttura cellulare del muscolo
scheletrico a livello di sarcolemma e dischi-Z 11, 12.
La L-carnitina (L-3-idrossitrimetilaminobutanoato) è un composto presente in natura, che può
essere sintetizzato nei mammiferi dagli aminoacidi essenziali lisina e metionina 13 o assimilato
attraverso la dieta 14.
È stato dimostrato che la L-carnitina svolge
un’attività antiossidante ed è efficace nello scavenging di anione superossido, perossido di idrogeno
e nella chelazione di metalli di ioni ferrosi 15. Alcune indagini dimostrano l’effetto dell’integrazione
di L-carnitina su capacità antiossidante, marcatori
di recupero e stress ossidativo in seguito a stress da
esercizio. Cao e coll. hanno dimostrato che l’integrazione di L-carnitina liquida in monodose da 2g
aumenta l’attività degli enzimi antiossidanti e la
capacità antiossidante totale in 12 uomini sani.16
I risultati dello studio Ho et al.17 hanno indicato
che la L-carnitina in uomini e donne sani riduce
i danni chimici dei tessuti dopo l’esercizio fisico e
Giugno 2014
TL-carnitine and exercise-induced muscle damage NAKHOSTIN-ROOHI
and optimize the processes of muscle tissue repair and remodeling.17 Furthermore, Rajasekar
et al. indicated L-carnitine administration to prevent oxidative stress in high fructose-fed insulin
resistant rats. The effect of L-carnitine on the
oxidant-antioxidant balance in this study can be
attributed to the metabolic as well as antioxidant effects of L-carnitine.18
In our previous studies, we considered antioxidant supplementation like vitamin C and
MSM has been able to blunt leakage of enzymes such as CK and LDH possibly via decrease of lipid peroxidation and consequently
membrane corruption.7-9 It is supposed antioxidant supplementation might be able to prevent
muscle damage via promotion of antioxidant
capacity and inhibition of lipid peroxidation. To
the best of our knowledge, there is a paucity
of investigations on the antioxidant properties
of L-carnitine and its effect on exercise-induced
muscle damage. Therefore, the purpose of this
study was to investigate the effect of 2-week
L-carnitine supplementation on antioxidant
capacity and muscle damage in young active
healthy men before and after a bout of strenuous exercise.
ottimizza i processi di riparazione e rimodellamento dei tessuti muscolari.17 Inoltre, Rajasekar et al.
hanno indicato che la somministrazione di L-carnitina previene lo stress ossidativo nei ratti insulino-resistenti alimentati con dosi elevate di fruttosio.
L’effetto di L-carnitina sull’equilibrio ossidanti-antiossidanti in questo studio può essere attribuito agli
effetti metabolici così come agli effetti antiossidanti
della L-carnitina 18.
Nei nostri studi precedenti, abbiamo considerato che l’integrazione di antiossidanti come vitamina C e MSM sia in grado di alleviare la perdita
di enzimi come CK e LDH, eventualmente tramite la diminuzione della perossidazione lipidica e
di conseguenza la corruzione membranica 7-9. Si
suppone che l’integrazione di antiossidanti possa
essere in grado di prevenire i danni muscolari
attraverso la promozione della capacità antiossidante e l’inibizione della perossidazione lipidica.
Al meglio della nostra conoscenza, le indagini
sulle proprietà antiossidanti della L-carnitina e
del relativo effetto sul danno muscolare indotto
dall’esercizio sono carenti. Pertanto, lo scopo di
questo studio era indagare l’effetto dell’integrazione di L-carnitina per 2 settimane sulla capacità
antiossidante e il danno muscolare in giovani uomini attivi sani, prima e dopo l’esercizio intenso.
Materiali e metodi
Subjects and supplementation
Soggetti e somministrazione
This was a double-blind, placebo-controlled study. Twenty-one healthy, active, healthy
young men were recruited for participation in
this study. All subjects had approval from Ardabil branch, Islamic Azad University Ethical
Advisory Committee and study was based on
declaration of Helsinki. All participants were
informed verbally and in writing about the nature and demands of study, and subsequently
completed a health history questionnaire and
gave their written informed consent. Subjects
were free of antioxidants supplementation for
6 weeks prior to the study. Physical characteristics were similar in both groups (Table I). The
subjects were randomly divided into L-carnitine
supplemented group (C group, N.=10) and a
placebo group (P group, N.=10). The supplementation consisted of two capsules, each one
containing 1000 mg of L-carnitine, whereas the
placebo consisted of similar capsules containing 1000 mg of lactose. Capsules were administered orally two weeks before main trial.
Si è trattato di uno studio in doppio cieco placebo-controllato. Ventuno giovani uomini sani attivi
sono stati reclutati per la partecipazione a questo
studio. Tutti i soggetti avevano l’approvazione del
comitato consultivo etico della filiale di Ardabil
dell’Islamic Azad University e lo studio era conforme alla dichiarazione di Helsinki. Tutti i partecipanti sono stati informati verbalmente e per
iscritto circa la natura e le esigenze dello studio e
successivamente hanno completato un questionario di anamnesi e hanno fornito il loro consenso
informato. I soggetti non avevano assunto integrazione di antiossidanti per 6 settimane prima
dello studio. Le caratteristiche fisiche erano simili in entrambi i gruppi (Tabella I). I soggetti sono
stati casualmente suddivisi in gruppo integrato
con L-carnitina (gruppo C, N.=10) e gruppo placebo (gruppo P, N.=10). L’integrazione consisteva
di due capsule, ciascuna contenente 1000 mg di
L-carnitina, mentre il placebo consisteva di capsule simili contenenti 1000 mg di lattosio. Le capsule
sono state somministrate per via orale per due settimane prima della prova principale.
Vol. 67 - No. 2
253
NAKHOSTIN-ROOHI
Table I.—Subjects characteristics in placebo (P), and
carnitine (C) groups.
Tabella I. — Caratteristiche dei soggetti nei gruppi
placebo (P) e carnitina (C).
Carnitine
(N.=10)
Age (years)
Height (cm)
Weight (kg)
Body mass index (kg.m-2)
VO2max (mL.kg-1.min-1)*
23.2±1.1
178.0±2.2
72.7±2.0
22.9±0.4
42.9±1.1
Placebo
(N.=10)
22.0±4.0
180.1±0.9
73.6±1.1
22.7±0.2
43.1±0.8
Values for each group represent means (SEM). *VO2max: maximal
oxygen consumption.
Preliminary measurements
The Balke 15-min run test was used to estimate VO2max.19 Participants warmed up for
10-min and then ran around the track for 15min, and the distance covered was recorded.
The participants must have been encouraged to
push themselves as hard as they could. The formula used to calculate VO2max is:
{(Total distance covered ÷ 15) 133 × (0.172)} + 33.3
This test was performed two weeks before the
main trial. We used this protocol because it was
more practical in estimating subjects’ VO2max.
Experimental design and procedures
Participants arrived at the laboratory after overnight fasting and a baseline blood sample was
taken. Afterwards, subjects consumed either Lcarnitine or placebo daily for 14 days. On the day
of the main trial, participants attended the athletics arena after overnight fasting. After a second
blood sampling, participants had a 10-min warmup involving running at almost 50% VO2max for
5-min and stretching for 5-min. Then participants
ran 14km on the track at their maximum ability
and highest record. They were allowed to consume water ad libitum throughout the trial. There
was a general practitioner and an ambulance at
the arena to control potential cardio-respiratory
problems and other health-related problems during trial. Blood samples were taken immediately,
2 h, and 24 h after exercise.
Blood sampling and analysis
Approximately 7 mL blood was withdrawn at
each time point. Two milliliters of blood was placed
254
Misurazioni preliminari
Il test di Balke da 15 min è stato utilizzato per
valutare VO2max 19. I partecipanti si sono riscaldati
per 10 min e poi hanno corso lungo la pista per
15 min ed è stata registrata la distanza percorsa.
I partecipanti sono stati incoraggiati a spingersi
al massimo livello personale possibile. La formula
utilizzata per calcolare il VO2max è:
{(Distanza totale percorsa ÷ 15) 133 × (0.172)} + 33.3
Questo test è stato eseguito due settimane prima
della prova principale. Abbiamo utilizzato questo
protocollo, perché era più pratico per valutare il
VO2max dei soggetti.
Procedure e disegno sperimentale
I partecipanti sono arrivati presso il laboratorio dopo il digiuno notturno ed è stato prelevato un campione di sangue al basale. In seguito,
i soggetti hanno assunto L-carnitina o placebo
ogni giorno per 14 giorni. Il giorno della prova
principale, i partecipanti hanno preso parte alla
corsa di atletica dopo il digiuno notturno. Dopo
un secondo prelievo di sangue, i partecipanti
hanno eseguito un riscaldamento di 10 min che
prevedeva la corsa a circa il 50% di VO2max per 5
min e stretching per 5 min. I partecipanti quindi
hanno corso per 14 km in pista alla loro massima capacità e prestazione. Sono stati autorizzati
a consumare acqua ad libitum per tutta la prova. Nello stadio erano presenti un medico di medicina generale e un’ambulanza per controllare
i potenziali problemi cardio-respiratori o di altra
natura durante la prova. I campioni di sangue
sono stati prelevati immediatamente dopo, 2 h e
24 h dopo l’esercizio.
Prelievo di sangue e analisi
In ognuno dei momenti previsti sono stati
prelevati circa 7 ml di sangue. Due millilitri di
sangue sono stati posti in provette eparinizzate
e centrifugati a 3000 rpm per 10 min a 4 °C.
Il plasma è stato trasferito in microprovette e
conservato a -70 °C per le successive analisi. Il
resto del sangue è stato rappreso e centrifugato
a 5000 rpm per 10 min. Il siero è stato rimosso
e aliquotato in volumi da 0,2 ml e conservato
a-70 °C fino all’analisi. CK sierica, LDH, ALT
e AST sono stati misurati entro 3 giorni usando kit disponibili in commercio (Darmankave,
Iran). La TAC è stata analizzata mediante il
metodo di Varga et al.20
Giugno 2014
TL-carnitine and exercise-induced muscle damage Figure 1.—TAC plasma level. Values represent means ±
SEM. * shows significant increase in comparison with
pre-exercise (P<0.05). ‡ demonstrates significant increase in C group compared with P group and baseline
(P<0.05). † demonstrates significant increase in C group
compared with P group (P<0.05).
Figura 1. — Livello plasmatico TAC. I valori rappresentano medie ± SEM. * indica un aumento significativo rispetto al pre-esercizio (P<0,05). ‡ dimostra un aumento
significativo nel gruppo C, rispetto al gruppo P e al basale
(P<0,05). † dimostra un aumento significativo nel gruppo C, rispetto al gruppo P (P<0,05).
in heparinized tubes and centrifuged at 3000 rpm
for 10-min at 4 °C. Plasma was transferred to microtubes and stored at -70 °C for subsequent analysis. The rest of the blood was allowed to clot and
centrifuged at 5000 rpm for 10-min. Serum was
removed and aliquoted in 0.2 mL volumes and
stored at -70 °C until analysis. Serum CK, LDH, ALT,
and AST were measured within 3days using commercial available kits (Darmankave, Iran). TAC was
analyzed by Varga et al. method at 1998.20
Results are expressed as means±SEM, and
P<0.05 was considered statistically significant. An
independent two-way analysis of variance with
repeated measures was used to compare results
between treatments and over time. If a significant
p value was identified for the main effect of time
(time of sample), multiple pair wise comparisons
were made using bonferroni confidence interval
adjustment. Moreover, the dependent variable data
in multiple time points between two groups were
compared using independent samples t-test.
Results
Participants’ characteristics
The characteristics of participants, including
age, height, BMI and preliminary VO2max, are
Vol. 67 - No. 2
NAKHOSTIN-ROOHI
Figure 2.—CK before and after exercise. Values represent
means ± SEM. * shows significant increase in comparison
with pre-exercise (P<0.05). † demonstrates significant decrease in C group compared with P group (P<0.05).
Figura 2. — CK prima e dopo l’esercizio. I valori rappresentano medie ± SEM. * indica un aumento significativo rispetto
al pre-esercizio (P<0,05). † dimostra una diminuzione significativa nel gruppo C, rispetto al gruppo P (P<0,05).
Figure 3.—LDH before and after exercise. Values represent
means ± SEM. * shows significant increase in comparison
with pre-exercise (P<0.05). † demonstrates significant decrease in C group compared with P group (P<0.05).
Figura 3. — LDH prima e dopo l’esercizio. I valori rappresentano medie ± SEM. * indica un aumento significativo rispetto al pre-esercizio (P<0,05). † dimostra una diminuzione significativa nel gruppo C, rispetto al gruppo P (P<0,05).
Analisi statistica
I risultati sono espressi come media ± SEM e
P<0,05 è stato considerato statisticamente significativo. Un’analisi indipendente della varianza a
due vie con misure ripetute è stata utilizzata per
confrontare i risultati tra i trattamenti e nel tempo. Quando un valore significativo P è stato identificato per l’effetto principale di tempo (tempo del
campione), sono stati eseguiti confronti multipli a
coppie, realizzati utilizzando un intervallo di confidenza secondo il metodo di Bonferroni. Inoltre,
i dati della variabile dipendente in più momenti
temporali tra i due gruppi sono stati confrontati
usando t-test con campioni indipendenti.
255
NAKHOSTIN-ROOHI
summarized in Table I. There were no significant differences between physical characteristics of both groups (P<0.05).
Total antioxidant capacity
Baseline resting plasma total antioxidant
capacity (TAC) was not different between
groups (P>0.05). TAC significantly increased
only in C group after 2-week supplementation compared with baseline and P group
(P<0.05). TAC significantly increased immediately, and 2 h after exercise in both groups
(P<0.05). TAC was significantly higher in C
group compared with P group 24 h after exercise (P<0.05) (Figure 1).
CK and LDH
Baseline resting serum CK was not different
between groups (P>0.05). CK significantly increased immediately, 2 h and 24 h after exercise
in both groups (P<0.05). CK was significantly
lower in C group compared with P group 24 h
after exercise (P=0.043) (Figure 2).
Baseline resting serum LDH was not different between groups (P>0.05). LDH significantly
increased immediately after exercise in both
groups (P<0.05). LDH was significantly lower in
C group compared with P group 2 and 24h after exercise (P=0.014 and P<0.001, respectively)
(Figure 3).
Aminotransferases
Baseline resting serum ALT and AST were not
different between groups (P>0.05). ALT significantly increased just immediately after exercise
in both groups but 2h, and 24h after exercise
just in P group (P<0.05). ALT was significantly
lower in C group compared with P group 2 h
and 24 h after exercise (P=0.01 and P<0.001,
respectively) (Table II).
AST significantly increased immediately, 2 h,
and 24 h after exercise in both groups (P<0.05).
AST were significantly lower in C group compared with P group just 24h after exercise
(P=0.013) (Table II).
Discussion
The main purpose of current study was
weather L-carnitine supplementation affects on
antioxidant capacity and muscle damage after
a bout of strenuous exercise in active healthy
256
Risultati
Caratteristiche dei partecipanti
Le caratteristiche dei partecipanti, tra cui età,
altezza, BMI e VO2max preliminare sono riassunte
nella Tabella I. Non vi erano differenze significative tra le caratteristiche fisiche di entrambi i gruppi
(P<0,05).
Capacità antiossidante totale
La total antioxidant capacity (TAC) plasmatica
a riposo al basale non era differente tra i gruppi
(P>0,05). La TAC è aumentata significativamente
soltanto nel gruppo C dopo 2 settimane di integrazione, rispetto al basale e al gruppo P (P<0,05).
La TAC è aumentata in maniera significativa immediatamente e 2 h dopo l’esercizio in entrambi
i gruppi (P<0,05). La TAC era significativamente
superiore nel gruppo C, rispetto al gruppo P 24 h
dopo l’esercizio (P<0,05) (Figura 1).
CK e LDH
La CK sierica a riposo al basale non era differente tra i gruppi (P>0,05). La CK è aumentata in
maniera significativa immediatamente, 2 h e 24
h dopo l’esercizio in entrambi i gruppi (P<0,05).
La CK era significativamente inferiore nel gruppo C, rispetto al gruppo P 24 h dopo l’esercizio
(P=0,043) (Figura 2).
La LDH sierica a riposo al basale non era differente tra i gruppi (P>0,05). La LDH è aumentata in modo significativo immediatamente dopo
l’esercizio fisico in entrambi i gruppi (P<0,05). La
LDH era significativamente inferiore nel gruppo C,
rispetto al gruppo P, 2 h e 24 ore dopo l’esercizio
(P=0,014 e P<0,001, rispettivamente) (Figura 3).
Amino transferasi
ALT e AST nel siero a riposo non erano differenti
fra i gruppi (P>0,05). L’ALT è aumentata significativamente solo immediatamente dopo l’esercizio in
entrambi i gruppi, ma 2 h e 24 h dopo l’esercizio
solo nel gruppo P (P<0,05). L’ALT era significativamente inferiore nel gruppo C, rispetto al gruppo
P, 2 h e 24 ore dopo l’esercizio (P=0,01 e P<0,001,
rispettivamente) (Tabella II).
L’AST è aumentata in maniera significativa
immediatamente dopo, 2 h e 24 h dopo l’esercizio in entrambi i gruppi (P<0,05). L’AST era significativamente inferiore nel gruppo C, rispetto
al gruppo P, solo 24 h dopo l’esercizio (P=0,013)
(Tabella II).
Giugno 2014
TL-carnitine and exercise-induced muscle damage NAKHOSTIN-ROOHI
Table II.—ALT and AST before and after exercise.
Tabella II. — ALT e AST prima e dopo l’esercizio.
Time
Groups
Baseline
Pre-exercise
Post-exercise
2h
24 h
ALT (U/L)
P
12.66±1.05
17.64±2.10
42.65±4.97*
36.62±3.80†
28.81±3.91†
AST (U/L)
C
P
C
12.44±1.13
09.72±0.70
09.42±0.78
15.22±1.71
10.84±1.55
10.76±1.22
36.39±5.68*
37.25±4.45*
35.80±3.97*
19.06±4.82†
36.19±6.08*
23.82±3.13*
11.20±1.14†
28.97±2.99†
19.67±1.53†
Variable
Values represent means±SEM. * shows significant increase compared with pre-exercise (P<0.05). † demonstrates significant intra and
inter groups differences (P<0.05).
young men. Participants ran 14 km at their
maximum ability and highest record. In our
previous study, we observed 14 km running
for participants with mean VO2max lower than45
mL.kg-1.min-1 would results in increase of muscle damage indices.8
In present study, we also used same protocol to produce muscle damage. CK, LDH, ALT,
and AST promote after exercise compared with
pre-exercise indicating the exercise was heavy
enough to cause muscle damage (Figures 2, 3,
and Table II). There was no significant different between groups running records (P group:
73±8.2 versus C group: 71±6.8 min) possibly because subjects had been matched on the basis
of their VO2max.
It has been shown in many investigations,
intensive and long duration exercise escalates CK, LDH and aminotransferases such
as ALT and AST.4-9, 21, 22 Strenuous exercise
leads to muscle damage because of disruption of the sarcomeric Z disk, accompanying
by the leakage of proteins out of the cell and
into the circulation.23 According to results of
current study, there are significant differences between groups after exercise in all selected markers. CK and AST serum levels are
significantly lower in C group than P group
24h after exercise (P=0.043 and P=0.013, respectively). Furthermore, LDH and ALT serum levels are significantly lower in C group
than P group 2 h and 24 h after exercise
(P<0.05). These results indicate L-carnitine
supplementation as an antioxidant may be
able to inhibit lipid peroxidation via antioxidant capacity promotion. In present study,
2-week L-carnitine supplementation has
been able to promote TAC compared with
placebo group (P<0.05). Furthermore, TAC is
significant higher in C group than P group
24 h after exercise showing the possible ef-
Vol. 67 - No. 2
Discussione
Lo scopo principale del presente studio era valutare se l’integrazione di L-carnitina influisca sulla capacità antiossidante e sul danno muscolare
dopo l’esercizio intenso nei giovani sani attivi. I
partecipanti hanno corso per 14km alla loro massima capacità e prestazione. Nel nostro studio precedente, abbiamo osservato che 14 km di corsa per
i partecipanti con una media di VO2max inferiore
a 45 mL.kg-1.min-1 comportava un aumento degli
indici di danno muscolare 8.
Nel presente studio, abbiamo utilizzato anche
lo stesso protocollo per produrre danni muscolari.
CK, LDH, ALT e AST aumentano dopo l’esercizio
rispetto al pre-esercizio e ciò indica che l’esercizio
fisico era abbastanza pesante da causare danni
muscolari (Figure 2, 3 e Tabella II). Non c’era alcuna differenza significativa tra i gruppi che hanno stabilito record (gruppo P: 73±8,2 vs. gruppo C:
71±6,8 min) probabilmente perché i soggetti erano
stati abbinati in base al loro VO2max.
È stato dimostrato in molte indagini che l’esercizio fisico intensivo e di lunga durata aggravi CK,
LDH e amminotransferasi come ALT e AST 4-9, 21,
22. L’esercizio gravoso comporta danni muscolari a
causa della rottura del disco Z sarcomerico, accompagnato dalla fuoriuscita di proteine dalla cellula e
nella circolazione 23. Secondo i risultati dello studio
attuale, ci sono differenze significative tra i gruppi
dopo l’esercizio in tutti i marcatori selezionati. I livelli sierici di CK e AST sono significativamente inferiori
nel gruppo C rispetto al gruppo P, 24h dopo l’esercizio (P=0,043 e P=0,013, rispettivamente). Inoltre, i
livelli sierici di LDH e ALT erano significativamente
inferiori nel gruppo C rispetto al gruppo P, 2 h e 24
h dopo l’esercizio (P<0,05). Questi risultati indicano
che l’integrazione di L-carnitina come antiossidante può essere in grado di inibire la perossidazione
lipidica attraverso la promozione della capacità antiossidante. Nel presente studio, l’integrazione di Lcarnitina per 2 settimane è stata in grado di favorire
257
NAKHOSTIN-ROOHI
fect of 2-week L-carnitine supplementation
as an antioxidant (Figure 1). The results are
similar to our previous studies. In one of
our studies in 2012; 10 day methylsulfonylmethane (MSM) supplementation enhanced
TAC in supplemented group compared with
placebo group after supplementation and
exercise. Moreover, CK serum level was significantly lower 24 h after exercise in supplemented group than control group.7 In our
other study; we observed 500 mg vitamin C
supplementation 2 h before exercise would
significantly increase TAC 2 h and 24 h, as
well as significant decrease in CK, 24h after
exercise compared with pre-exercise just in
supplemented group (P<0.05).9
The similar results in present study can possibly be owing to L-carnitine antioxidant activity.
According to some researches, L-carnitine is effective in scavenging superoxide onion radical,
hydrogen peroxide, and in metal chelating in
ferrous ions.15
In present study, TAC alterations in time
series are almost similar to CK, LDH, ALT,
and AST changes (Figures 2, 3, and Table II).
It seems promotion of antioxidant capacity
in C group has been able to inhibit enhancement of these enzymes in comparison with
P group.
According to some researches; exerciseinduced lipid peroxidation may lead to membrane permeability and the escape of muscle
constituents.24 It is possible the reason of low
levels of CK, LDH, ALT, and AST in serum owing to influence of antioxidant supplementation
leading to prevention of enzymes escape during exercise.
la TAC rispetto al gruppo placebo (P<0,05). La TAC
è inoltre significativamente maggiore nel gruppo C
rispetto al gruppo P dopo l’esercizio, dimostrando il
possibile effetto dell’integrazione di L-carnitina per 2
settimane come antiossidante (Figura 1). I risultati sono simili ai nostri studi precedenti. In uno dei
nostri studi del 2012, 10 giorni di integrazione di
metilsulfonilmetano (MSM) hanno migliorato la TAC
nel gruppo supplementato rispetto al gruppo placebo
dopo somministrazione ed esercizio fisico. Inoltre, il
livello di CK nel siero era significativamente inferiore
24 h dopo l’esercizio fisico nel gruppo supplementato
rispetto al gruppo di controllo 7. Nel nostro precedente
studio, abbiamo osservato che l’integrazione di 500
mg di vitamina C 2 h prima dell’esercizio fisico aumentava significativamente la TAC, 2 h e 24 h dopo,
nonché una diminuzione significativa della CK, 24
h dopo l’esercizio fisico rispetto al pre-esercizio solo
nel gruppo supplementato (P<0,05) 9.
I risultati simili del presente studio possono probabilmente essere dovuti all’attività antiossidante
della L-carnitina. Secondo alcune ricerche, la Lcarnitina è efficace nello scavenging di anione superossido, perossido di idrogeno e nella chelazione
di metalli di ioni ferrosi 15.
Nel presente studio, le alterazioni della TAC nelle serie temporali sono quasi simili ai cambiamenti di CK, LDH, ALT e AST (Figure 2, 3 e Tabella II).
Sembra che la promozione della capacità antiossidante nel gruppo C sia stata in grado di inibire
l’aumento di questi enzimi rispetto al gruppo P.
Secondo alcune ricerche, la perossidazione
lipidica indotta dall’esercizio può portare a permeabilità membranica e alla fuga dei costituenti muscolari 24. Ciò è probabilmente il motivo dei
bassi livelli di CK, LDH, ALT e AST nel siero dovuti all’influenza dell’integrazione di antiossidanti
che conduce alla prevenzione della fuga di enzimi
durante l’esercizio.
Conclusions
The present study demonstrates that twoweek daily supplementation with L-carnitine
has been able to promote antioxidant capacity before and after exercise and has some
alleviating effects on CK, LDH, and aminotransferases, demonstrating lesser damage of muscle in supplemented group after
strenuous exercise.
1) Gravina L, Ruiz F, Diaz E, Lekue JA, Badiola A, Irazusta J et al. Influence of nutrient intake on antioxidant capacity, muscle damage
and white blood cell count in female soccer
players. J Int Soc Sports Nutr 2012;9:32.
258
Conclusioni
Il presente studio dimostra che due settimane
di integrazione giornaliera di L-carnitina sono
in grado di promuovere la capacità antiossidante
prima e dopo l’esercizio fisico e che svolge alcuni
effetti lenitivi su CK, LDH, e aminotransferasi, dimostrando meno danni muscolari nel gruppo supplementato dopo un esercizio intenso.
2) Bloomer RJ, Smith WA. Oxidative
Stress in response to aerobic and anaerobic power testing: Influence of exercise
training and carnitine supplementation.
Res Sports Med 2009;17:1-16.
3) Nathwani RA, Pais S, Reynolds TB,
Kaplowitz N. Serum alanine aminotrans-
ferase in skeletal muscle diseases. Hepatology 2005;41:380-2.
4) Chevion S, Moran DS, Heled Y, Shani Y, Regev G, Abbou B et al. Plasma
antioxidant status and cell injury after severe physical exercise. Biochem
2003;100:5119-23.
Giugno 2014
TL-carnitine and exercise-induced muscle damage 5) Wu HJ, Chen KT, Shee BW, Chang
HC, Huang YJ, Yang RS. Effects of 24h
ultra-marathon on biochemical and hematological parameters. World J Gastroenterol 2004;10:2711-4.
6) Adedapo KS, Akinosun OM, Arinola
GO, Odegbemi BO, Adedeji OI. Plasma
biochemical changes during moderate
and vigorous exercises. International
Journal of Sports Science and Engineering 2009;3:73-6.
7) Nakhostin-Roohi B, Babaei P, Rahmani-Nia F, Bohlooli S. Effect of vitamin C
supplementation on lipid peroxidation,
muscle damage and inflammation after
30-min exercise at 75%VO2max. J Sports
Med Phys Fitness 2008;48:217-24.
8) Barmaki S, Bohlooli S, Khoshkhahesh
F, Nakhostin-Roohi B. Effect of methylsulfonylmethane supplementation on
exercise - Induced muscle damage and
total antioxidant capacity. J Sports Med
Phys Fitness 2012;52:170-4.
9) Bohlooli S, Rahmani-Nia F, Babaei
P, Nakhostin-Roohi B. Influence of vitamin C moderate dose supplementation
on exercise-induced lipid peroxidation,
muscle damage and inflammation. Med
Sport 2012;65:167-97.
10) Brancaccio P, Lippi G, Maffulli N.
Biochemical markers of muscular damage. Clin Chem Lab Med 2010;48:757-67.
11) Hornemann T, Stolz M, Wallimann
T. Isoenzyme-specific interaction of
muscle-type creatine kinase with the
sarcomericMline is mediated by NH2 –
terminal lysine charge-clamps. J Cell Biol
2000;149:1225-34.
12) Caraceni P, Rosenblum ER, Van Thiel
DH, Borle AB. Reoxygenation injury in
isolated rat hepatocytes: relation to oxygen free radicals and lipid peroxidation.
Am J Physiol 1994;266:799-806?
13) Bremer J. Physiol Rev 1983;63:1420.
14) Kraemer WJ, Volek JS, Spiering BA,
Vingren JL. L-carnitine supplementation:
A new paradigm for its role in exercise.
Monatshefte fur Chemie 2005;136:138390.
15) Gulchin I. Antioxidant antiradical activities of L-carnitine. Life Sci
2006;78:803-11.
16) Cao Y, Qu HJ, Li P, Wang CB, Wang
LX, Han ZW. Single dose administration
of L-carnitine improves antioxidant activities in healthy subjects. Tohoku J Exp
Med. 2011;224:209-13.
17) Ho JY, Kraemer WJ, Volek JS, Fragala MS, Thomas GA, Dunn-Lewis C et
al. L-carnitine l-tartrate supplementation
favorably affects biochemical markers of
recovery from physical exertion in middle-aged men and women. Metabolism
2010;59:1190-9.
18) Rajasekar P, Kaviarasan S, Anuradha
CV. L-carnitine administration prevents
NAKHOSTIN-ROOHI
oxidative stress in high fructose-fed insulin resistant rats. Diabetologia Crovatica
2005;34:21-8.
19) Balke B. A simple field test for the
assessment of physical fitness. Civil
Aeromedical Research Institute Report
1963;63-18.
20) Varga SZ, Matkovics B, Sasvqri M,
Salgr L. Comparative study of plasma
antioxidant status in normal and pathologicak cases. Curr Topics Biophys
1998;22(Suppl):219-24.
21) Kratz A, Lewandrowski KB, Siegel
AJ, Chun KY, Flood JG, Van Cott EM et
al. Effect of marathon running on hematologic and biochemical laboratory parameters, including cardiac markers. Am
J Clin Pathol 2002;118:856-63.
22) Praphatsorna P, Thong-Ngama D,
Kulaputanaa O, Klaikeawb N. Effects
of intense exercise on biochemical and
histological changes in rat liver and pancreas. Asian Biomedicine 2010;4:619-25.
23) Féasson L, Stockholm D, Freyssenet
D, Richard I, Duguez S, Beckmann JS et
al. Molecular adaptations of neuromuscular disease-associated proteins in response to eccentric exercise in human
skeletal muscle. J Physiol 2002;543:297306.
24) Armstrong R, Warren G, Warren J.
Mechanisms of exercise-induced muscle
fiber injury. Sports Med 1991;12:184-207.
Funding.—This study was funded by the Ardabil Branch, Islamic Azad University, Ardabil, Iran.
Acknowledgements.—We would like to thank the subjects that participated in this study as well as all the exercise physiology laboratory assistants of the Ardabil Branch, Islamic Azad University, who assisted us with data collection and analysis.
Received on August 3, 2013. - Accepted for publication on May 21, 2014.
Corresponding author: B. Nakhostin-Roohi, Department of Exercise Physiology, Ardabil Branch, Islamic Azad University,
Physical Education Group, Science Faculty, Basij Square, Ardabil, Iran. E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 2
259
MED SPORT 2014;67:261-72
Effects of pedometer-based walking
intervention on psychological and
biological variables in adolescent girls:
does achieving goals make a difference?
Effetti di un intervento di camminata basato
su pedometro sulle variabili psicologiche
e biologiche in ragazze adolescenti: il
raggiungimento degli obiettivi fa la differenza?
A. KANTANISTA 1, M. BRONIKOWSKI 1, I. LAUDAŃSKA-KRZEMIŃSKA 2, W. OSIŃSKI 1
1Department
of the Theory and Methodology of Physical Education, University School of Physical
Education, Poznań, Poland
2Department of Health Education, University School of Physical Education, Poznań, Poland
SUMMARY
Aim. The aim of the study was to evaluate the effectiveness of 8-week intervention based on an increasing number of
steps on selected biological and psychological factors in 16-18-year-old girls.
Methods. The study included data from 56 girls, aged 16-18 (M=17.2±0.94 years). The sample were divided into two
groups. Group I (achieving goal group) consisted of the girls (N.=28), who had achieved the goals set of increasing
the number of steps they took in the consecutive 8 weeks. Group II (non-achieving goal group) were the girls (N.=28)
who did not achieve the goals set. The levels of psychological factors were determined by means of a questionnaire
survey. Estimated VO2 max was assessed by a 1-mile walk test and, the percentage of body fat was tested by bioimpedance method.
Results. A repeated-measured ANOVA indicated a significant group-by-time interaction effect in enjoyment of physical activity, F(1,53)=4.721; P=0.03, η2=0.08 and self-perception of body image F(1,53)=4.201; P=0.04, η2=0.07. After
8-week pedometer-based walking intervention participants from achieving goal group had higher level of physical
activity enjoyment and more positive self-perception of body image than girls from non-achieving goal group.
Conclusion. The findings showed that when assessing the effects of interventions based on the use of pedometers, the
level of achievement of the goals by individuals needs to be considered.
Key words: Physical activity – Girls – Goal-setting – Pedometer.
RIASSUNTO
Obiettivo. Scopo del presente studio è stato quello di valutare l’efficacia di un intervento di 8 settimane, basato
sull’aumento del numero di passi, su fattori psicologici e biologici selezionati in ragazze di età compresa tra i 16 e i
18 anni.
Metodi. Lo studio ha incluso dati provenienti da 56 ragazze di età compresa tra 16 e 18 anni (M=17,2±0,94 anni). Il
campione è stato suddiviso in due gruppi. Il Gruppo I (gruppo di raggiungimento degli obiettivi) era composto dalle
ragazze (N.=28) che hanno raggiunto gli obiettivi, aumentando il numero di passi effettuati nelle 8 settimane consecutive. Il Gruppo II (gruppo di mancato raggiungimento degli obiettivi) era composto dalle ragazze (N.=28) che non
hanno raggiunto gli obiettivi prefissati. I livelli dei fattori psicologici sono stati determinati mediante un questionario. Il
VO2max stimato è stato valutato da un test di cammino su 1 miglio e la percentuale di grasso corporeo è stata valutata
mediante il metodo della bioimpedenza.
Risultati. Un’ANOVA a misure ripetute ha indicato un significativo effetto di interazione gruppo per tempo nel divertimento durante l’attività fisica F(1,53)=4,721; P=0,03, η2=0,08 e nell’autopercezione dell’immagine corporea
Vol. 67 - No. 2
261
KANTANISTA
EFFECTS OF PEDOMETER-BASED WALKING INTERVENTION IN ADOLESCENT GIRLS
F(1,53)=4,201; P=0,04, η2=0,07. Dopo l’intervento di 8 settimane di camminata basato su pedometro, le partecipanti del gruppo di raggiungimento degli obiettivi presentavano un livello più elevato di divertimento durante l’attività
fisica e un’autopercezione più positiva dell’immagine corporea rispetto alle ragazze del gruppo di mancato raggiungimento degli obiettivi.
Conclusioni. I risultati hanno mostrato che quando si valutano gli effetti di interventi basati sull’utilizzo di pedometri,
il livello di raggiungimento degli obiettivi da parte degli individui deve essere tenuto in considerazione.
Parole chiave: attività fisica - ragazze - formulazione degli obiettivi - pedometro
R
egular physical activity (PA), an adequate
level of cardiorespiratory fitness and body
fat content are all associated with health benefits and reduce the risk of morbidity and mortality.1, 2 In young people, the level of PA has
been correlated with multiple factors including gender, self-efficacy, parental education,
attitude, goal-orientation/motivation, physical
education (PE), family influences and friend
support. In contrast, BMI, depression, ethnicity, socioeconomic status and parental education have all been associated with adolescents’
sedentary behaviour and insufficient PA.3 Determinants of change in PA among adolescents
such as behavioural control, social support and
self-efficacy measures which were consistently
associated with smaller declines in PA.4
As a result of the unsatisfactory level of
PA among young people, many intervention
projects aimed at enhancing PA have been introduced, as well as changing the level of biological and psychological determinants of PA.5
Girls have been found to be less active than
boys 6 so require more attention from professionals such as PE teachers. PA programmes
play an important role in the school environment 5, 7, 8 where positive health-related behaviours are stimulated and developed. PE curriculum (classes) is the most important way to
promote PA in school setting,9 but this is not
enough for meeting the PA recommendations
for children and adolescents.10 It is necessary to
look for strategies for promoting PA which can
be used in school and home settings.
One of the strategies used in changing PA
behaviour is goal setting. This strategy is known
to be effective in adults,11, 12 but the literature
on goal setting for adolescents is limited.13 Goal
setting may be done in different ways: self-set
(goals are designed and chosen by the participant), assigned/prescribed (goals are designed
and chosen by the practitioner without input
from participant), and participatory/collaborative (goals are designed and chosen jointly by
practitioner and participant).14 Findings from
a meta-analysis study indicate that increasing
262
U
na regolare attività fisica (AF) e un adeguato
livello di fitness cardiorespiratorio e grasso corporeo sono associati a benefici per la salute e alla
riduzione del rischio di morbilità e mortalità 1, 2.
Nelle persone giovani, il livello di AF è stato correlato con molteplici fattori, tra cui sesso, autoefficacia, educazione familiare, attitudine, orientamento
verso gli obiettivi/motivazione, educazione fisica
(EF), influenze familiari e supporto degli amici. Al
contrario, IMC, depressione, etnia, status socioeconomico ed educazione familiare sono stati associati
con il comportamento sedentario degli adolescenti
e con un livello di AF insufficiente 3. Fattori determinanti per il cambiamento del livello di AF tra gli
adolescenti come il controllo del comportamento, il
supporto sociale e le misure di autoefficacia, sono
stati costantemente associati a minori riduzioni nel
livello di AF 4.
Come risultato del livello insoddisfacente di attività fisica (AF) tra i giovani, sono stati introdotti
numerosi progetti di intervento mirati a potenziare
l’AF, oltre che a cambiare il livello dei fattori determinanti psicologici e biologici dell’AF 5. È stato osservato che le ragazze sono meno attive dei ragazzi 6
per cui necessitano di maggiore attenzione da parte
dei professionisti come gli insegnanti di educazione
fisica (EF). I programmi di AF rivestono un ruolo
importante nell’ambiente scolastico 5, 7, 8 dove vengono stimolati e sviluppati comportamenti positivi
associati alla salute. Il programma (lezioni) di EF
è la maniera più importante per promuovere l’AF
in ambito scolastico 9, ma ciò non è sufficiente per
soddisfare le raccomandazioni di AF per bambini
e adolescenti 10. È necessario individuare strategie
per promuovere l’AF che possano essere utilizzate in
ambito scolastico ed extra-scolastico.
Una delle strategie utilizzate per modificare
il comportamento di AF è la formulazione degli
obiettivi. Tale strategia è nota per essere efficace negli adulti 11, 12 ma la letteratura sulla formulazione degli obiettivi per gli adolescenti è scarsa 13. La
formulazione degli obiettivi può essere effettuata in
diversi modi: auto-formulazione (gli obiettivi sono
concepiti e scelti dal partecipante), assegnata/prescritta (gli obiettivi sono concepiti e scelti dal medico
senza il contributo del partecipante) e partecipativa/collaborativa (gli obiettivi sono concepiti e scelti in maniera congiunta dal medico e dal partecipante) 14. I risultati di una meta-analisi indicano
Giugno 2014
moderate-intensity PA tends to result in a modest amount of weight loss.15 As the result of another meta-analysis Kang 11 found that in adults
the strategy of 10,000 steps per day as a goal
brings better results compared to goal based
on the baseline value of steps. However, young
people often perform more than 10,000 steps
per day, which indicates that it may be a better
solution to set individual goals.
One of the key moderators of goal setting
is feedback, which people need in order to
track their progress.16 Using pedometers fulfils
this requirement ‑ providing permanent feedback concerning step counts. This seems to
work well with health aware adults, but less is
known about its effectiveness in children and
youth. Because of the relatively low number of
studies on the use of goal setting in the promotion of youth PA, there is little evidence
on the effectiveness of previous interventions
in this age group.13 Thus, there is a need for
more research. The effectiveness of an intervention aimed at PA increase is usually evaluated
through the comparison of results from experimental and control groups. However, there is a
lack of evaluation of the level of achieving aims
by individuals during interventions.
Therefore a study to determine the effects of
an 8-week walking intervention based on goal
setting was undertaken. The aim of this study
was to evaluate the effectiveness of increasing
the numbers of steps on selected biological factors (the content of body fat and estimated VO2
max) and psychological factors (health related
quality of life, self-efficacy, enjoyment of PA,
and self-perception of body image) in girls 16
to 18 years of age. Results were then compared
between the group of girls who met their goals
concerning number of steps and the ones who
did not achieve the goals set.
KANTANISTA
che l’aumentato livello di AF di moderata intensità
tende a tradursi in una modesta quantità di perdita
di peso 15. Come risultato di un’altra meta-analisi,
Kang 11 ha osservato che negli adulti la strategia dei
10.000 passi al giorno si traduce in migliori risultati
rispetto all’obiettivo basato sul valore basale dei passi. Tuttavia, i giovani spesso effettuano più di 10.000
passi al giorno, il che indica che potrebbe essere una
migliore soluzione formulare obiettivi individuali.
Uno dei moderatori chiave dell’impostazione degli obiettivi è il feedback, di cui hanno bisogno le
persone per monitorare il loro progresso 16. L’utilizzo
dei pedometri soddisfa tale requisito, fornendo un
feedback permanente per quanto concerne il conteggio dei passi. Ciò sembra funzionare bene negli
adulti preoccupati della propria salute, ma si conosce poco sulla sua efficacia in bambini e giovani.
A causa del numero relativamente scarso di studi
sull’utilizzo della formulazione degli obiettivi nella
promozione dell’AF tra i giovani, vi è una scarsa
quantità di evidenze sull’efficacia di precedenti interventi in questo gruppo di età 13. Pertanto, è necessario condurre ulteriori ricerche. L’efficacia di un
intervento mirato ad aumentare il livello di attività
fisica (AF) è in genere valutata attraverso il confronto dei risultati dei gruppi sperimentali e di controllo.
Tuttavia, manca una valutazione del livello di raggiungimento degli obiettivi da parte degli individui
durante gli interventi.
Pertanto, è stato intrapreso uno studio per determinare gli effetti di un intervento di camminata di
8 settimane basato sulla formulazione degli obiettivi. Obiettivo del presente studio è stato quello di valutare l’efficacia dell’aumento del numero di passi
su fattori biologici (contenuto di grasso corporeo e
VO2max stimato) e psicologici (qualità della vita in
relazione allo stato di salute, autoefficacia, divertimento durante l’AF, autopercezione dell’immagine
corporea) selezionati in ragazze di età compresa tra
16 e 18 anni. Successivamente, i risultati sono stati
confrontati tra il gruppo di ragazze che hanno raggiunto i loro obiettivi concernenti il numero di passi
e il gruppo di ragazze che non hanno raggiunto gli
obiettivi prefissati.
Material and methods
Materiali e metodi
Participants
Partecipanti
The study included data from 56 girls, aged
16-18 (17.2±0.94 years), body mass (kg) –
59.37±15.99, body height (cm) – 163.17±6.11,
BMI (kg/m2) – 22.21±5.15. All girls declared
regular menses. Voluntary participants were recruited from a public high school in Poland.
The study protocol was approved by the Local
Bioethics Committee of The Karol Marcinkowski
University of Medical Sciences in Poznan (deci-
Lo studio ha incluso dati provenienti da 56 ragazze di età compresa tra 16 e 18 anni (17,2±0,94
anni), con massa corporea (kg) di 59,37±15,99,
altezza (cm) di 163,17±6,11, e IMC (kg/m2) di
22,21±5,15. Tutte le ragazze hanno dichiarato di
avere un ciclo mestruale regolare. Le partecipanti volontarie sono state reclutate presso un istituto
superiore pubblico in Polonia. Il protocollo dello
studio è stato approvato dal Comitato locale di bioetica dell’Università di scienze mediche Karol Mar-
Vol. 67 - No. 2
263
KANTANISTA
sion no. 893/12). Written assent from all participants and consent from parents of minors
were obtained. After completing the intervention project participants were divided into two
groups. Group I (achieving goal group - AG)
was formed by the 28 girls who achieved the
goals set on increasing the number of steps in
the consecutive 8 weeks. Group II (non-achieving goal group - NAG) were the 28 girls who
did not achieve the set goals. Distribution of the
numbers of steps performed by the girls from
groups I and II during 8-week intervention are
presented in Figure 1.
cinkowski a Poznan (decisione n. 893/12). È stato
ottenuto il consenso scritto da tutte le partecipanti
e il consenso dai genitori delle minorenni. Dopo il
completamento dell’intervento, le partecipanti sono
state suddivise in due gruppi: il gruppo I (gruppo di
raggiungimento degli obiettivi) era composto dalle
28 ragazze che hanno raggiunto gli obiettivi prefissati di aumento del numero di passi nelle 8 settimane consecutive; il gruppo II (gruppo di mancato
raggiungimento degli obiettivi) era composto dalle
28 ragazze che non hanno raggiunto gli obiettivi
prefissati. La distribuzione del numero di passi effettuati dalle ragazze del gruppo I e II durante l’intervento di 8 settimane è presentata in Figura 1.
Intervention
Intervento
Biological and psychological variables were
measured pre- and post- 8-week intervention in
the same setting. Questionnaire was done in a
school class-room, 1-mile walking test was carried out in a sport gym. Body fat measures were
taken individually. After collection of baseline
measurements, the subjects completed a baseline week wearing a pedometer. This initial
week was introduced to allow the girls to as-
Le variabili biologiche e psicologiche sono state
misurate prima e dopo l’intervento di 8 settimane
nello stesso contesto. Il questionario è stato compilato
in un’aula scolastica, mentre il test del cammino di
1 miglio è stato eseguito in una palestra. Le misurazioni del grasso corporeo sono state effettuate individualmente. Dopo la raccolta delle misurazioni
basali, i soggetti hanno completato una settimana
basale indossando un pedometro. La settimana iniziale è servita per permettere alle ragazze di valu-
Figure 1. — Distribution of mean of numbers of steps among achieving goal and non-achieving goal groups.
Figura 1. — Distribuzione della media del numero di passi tra il gruppo di raggiungimento degli obiettivi e il gruppo
di mancato raggiungimento degli obiettivi.
264
Giugno 2014
KANTANISTA
Table I.—Weekly goals of intervention.
Tabella I. — Obiettivi settimanali di intervento
Week
1
Baseline
number of
steps (B)
2
3
4
sess accurately their baseline number of steps.
The participants then wore the pedometer for
the next 7 weeks. Based on the baseline value
of the number of steps, each study participant
got her own plan (accordingly to the baseline
starting week numbers of steps) to achieve the
goals for each week intervention. Goals were
pre-determined by researcher, different for
each participants, depending on the baseline
number of steps (Table I). The goals were predetermined progressively, from the execution of
an additional 10% (in the first week) to 25% (at
week 8) the number of steps. Each participant
had personal plan for every week of the intervention and could compare the weekly set
goal with steps performed during that week.
Lack of fulfilment of goals in one week did not
reduce the number of steps scheduled for the
next week. The girls were not evaluated positively or negatively for the implementation of
the planned number of steps or lack of obtaining the goals.
Data from the pedometers were collected
once a week during PE classes and results were
gathered by the PE teacher. Individuals taking
part in the study wore pedometers all the time,
excluding the time for sleeping, swimming and
PE. The number of steps was measured with
a Yamax Digi-Walker SW 701 pedometer. This
pedometer has been found to be a reliable
instrument for measuring walking-type movements.17
6
7
8
tare con precisione il loro numero basale di passi.
Le partecipanti hanno quindi indossato il pedometro per le successive 7 settimane. In base al valore
basale del numero di passi, ogni partecipante allo
studio ha ricevuto il proprio programma (secondo il
numero basale di passi della settimana iniziale) per
raggiungere gli obiettivi di ciascun intervento settimanale. Gli obiettivi sono stati prefissati dal ricercatore, ed erano diversi per ciascuna partecipante, a
seconda del numero basale di passi (Tabella I). Gli
obiettivi sono stati formulati in maniera progressiva,
dall’esecuzione di un 10% di passi aggiuntivi (nella prima settimana) fino all’esecuzione di un 25%
di passi aggiuntivi (alla settimana 8). Ogni partecipante aveva un piano personalizzato per ciascuna settimana dell’intervento e poteva confrontare
l’obiettivo settimanale prefissato con i passi effettuati
durante la settimana. Il mancato raggiungimento degli obiettivi in una settimana non riduceva il
numero di passi programmati per la settimana successiva. Le ragazze non sono state valutate positivamente o negativamente per l’implementazione del
numero di passi pianificato o per il mancato raggiungimento degli obiettivi.
I dati ottenuti dai pedometri sono stati raccolti
una volta alla settimana durante le lezioni di educazione fisica (EF) e i risultati sono stati raccolti
dall’insegnante di EF. Gli individui che hanno preso parte allo studio hanno indossato i pedometri in
ogni momento della giornata, eccetto durante il sonno, il nuoto e l’EF. Il numero di passi è stato misurato
con un pedometro Yamax Digi-Walker SW 701. Tale
pedometro si è dimostrato uno strumento affidabile
per misurare i movimenti di camminata 17.
Misurazione delle variabili biologiche
Biological variables measure
VO2max stimato
Estimated VO2max
To estimate VO2max a 1-mile walking test
(Rockport Fitness Walking Test) was carried
out. The test was held in the sports hall. After
the test, the participants measured their own
heart rates through the palpation method. The
data was used to estimate VO2 max by the following formula:18, 19
VO2max=132.853 - (0.0769×body mass in
pounds) - (0.3877×age in years) + (6.315×sex
Vol. 67 - No. 2
5
Goal=B+10%B Goal=B+15%B Goal=B+15%B Goal=B+20%B Goal=B+20%B Goal=B+25%B Goal=B+25%B
Per stimare il VO2max è stato effettuato un test
del cammino di 1 miglio (Rockport Fitness Walking
Test). Il test è stato effettuato nella palestra dell’istituto. Dopo il test, le partecipanti hanno misurato la
propria frequenza cardiaca utilizzando il metodo
della palpazione dei polsi. I dati sono stati utilizzati
per stimare il VO2max con la seguente formula 18, 19:
VO2max=132,853-(0,0769×massa corporea in
libbre) - (0,3877×età in anni) + (6,315×sesso – per
ragazze “0”) - (3,2649×tempo di camminata in minuti) - (0,1565×frequenza cardiaca).
265
KANTANISTA
– for girls “0”) - (3.2649×walk time in minutes)
- (0.1565×heart rate).
Body
compositions
Using Bodystat 1500, bio-impedance method,
the percentage of body fat (BF) was measured.
In addition, the results of the measurements of
body mass and height were used to calculate
BMI. Weight was measured with a set of Seca
761 scales in light clothing (without shoes) to
the nearest 0.5kg. While the height was measured with an anthropometer to the nearest 0.5
cm
Psychological variables measure
Health-related
quality of life
To assess the health related quality of life
(HRQOL) the KIDSCREEN-10 index 20 was
used. The scale consisted of 10 items. Participants were asked to think about the previous
week and answer questions on “how often a
certain event had occurred” (response categories from never to always or from not at all to
extremely), e.g. “how often have you felt full of
energy?”, “How often have you had fun with
your friends?”, “How often have you got on well
at school?” It was possible to obtain a total of 50
points in total on this scale, with higher scores
indicating a higher quality of life. Evidence for
the validity and reliability of KIDSCREEN-10
was provided.20
Self-efficacy
Self-efficacy was assessed using a Self-Efficacy Questionnaire.21 The questionnaire consisted
of eight items, e.g. “I can be physically active
during my free time on most days”. A 3-point
Likert scale was used with response options: “I
agree, neither agree nor I disagree and I disagree”. It was possible to obtain 24 points in total
on this scale. The higher the score the better
self-efficacy. Evidence for the factorial validity
and the invariance of the questionnaire was
provided.21
Enjoyment
of physical activity
A Physical Activity Enjoyment Scale was used
to assess enjoyment of PA.22 It consisted of 16
items, e.g. “When I am active: I feel bored, I
enjoy it”. A 5-point Likert scale was used with
266
Composizione corporea
Utilizzando Bodystat 1500, con il metodo della
bioimpedenza, è stata misurata la percentuale di
grasso corporeo. Inoltre, i risultati delle misurazioni di massa corporea ed altezza sono stati utilizzati
per calcolare l’IMC. Il peso è stato misurato con una
serie di bilance Seca 761 indossando un abbigliamento leggero (senza scarpe) con una precisione di
0,5 kg. L’altezza è stata misurata mediante un antropometro con una precisione di 0,5 cm.
Misurazione delle variabili psicologiche
Qualità della vita in relazione allo stato di salute
Per valutare la qualità della vita in relazione allo
stato di salute è stato utilizzato l’indice KIDSCREEN-10 (20). La scala era composta di 10 elementi.
Alle partecipanti è stato chiesto di pensare alla settimana precedente e di rispondere a domande su
quanto spesso si fosse verificato un certo evento (le
categorie di risposta andavano da „mai” a “sempre”
o da “per niente” a „molto”), ad es. “Quanto spesso
ti sei sentita piena di energie?”, “Quanto spesso ti sei
divertita con gli amici?” „Quanto spesso sei andata
bene a scuola?” È stato possibile ottenere un totale di
50 punti su questa scala, con i punteggi più elevati
indicanti una qualità della vita migliore. Sono state
fornite evidenze della validità e dell’affidabilità del
KIDSCREEN-10 (20).
Autoefficacia
L’autoefficacia è stata valutata utilizzando un
questionario di autoefficacia 21. Il questionario era
composto da 8 elementi, ad es. “Posso essere fisicamente attiva durante il mio tempo libero per la maggior parte dei giorni”. Una scala Likert a 3 punti è
stata utilizzata con le seguenti opzioni di risposta:
“Sono d’accordo”, “Non sono né d’accordo né in
disaccordo”, “Sono in disaccordo”. È stato possibile
ottenere un totale di 24 punti su questa scala. Più
elevato era il punteggio, migliore era l’autoefficacia.
Sono state fornite evidenze per la validità fattoriale e
l’invarianza del questionario 21.
Divertimento durante l’attività fisica
Una scala di divertimento durante l’attività fisica è stata utilizzata per valutare il divertimento
durante lo svolgimento dell’AF 22. Tale scala consisteva di 16 elementi, ad es. “Quando sono attiva:
mi annoio, mi diverto”. Una scala Likert a 5 punti è
stata utilizzata con la potenziale risposta da “Sono
estremamente in disaccordo” a “sono estremamente
d’accordo”. È stato possibile ottenere un massimo di
80 punti su questa scala. Un punteggio più elevato
sulla scala di divertimento durante l’attività fisica
indicava un maggiore divertimento durante lo svol-
Giugno 2014
the potential response from I disagree a lot to
I agree a lot. It was possible to obtain a maximum of 80 points on this scale. Higher score on
Physical Activity Enjoyment Scale indicated better enjoyment of PA. The factorial validity and
the construct validity indicate that the Physical
Activity Enjoyment Scale is a valid measure of
PA enjoyment among adolescent girls.22
Self-perception
of body image
The self-perception of body image was assessed using the Body Image Subscale (BIS) included in the Body Investment Scale developed
by Orbach and Mikulincer.23 The BIS comprises
six statements each scored in a 5-item scale
ranging from absolutely disagree to absolutely agree (corresponding to between 0 and 4
points). Consequently, the maximum global BIS
score is 24 points. Higher score of BIS indicated
better perception of body image. Evidence for
the validity of the scale was provided.23
The data was analyzed using STATISTICA
10.0 software (StatSoft Inc., Tulsa, OK). Statistical significance was defined as P≤0.05. Independent samples t test were used to compare
the groups at the baseline of the intervention for
biological and psychological variables. Changes
in analyzed variables from baseline to followup were assessed using a repeated-measures
analysis of variance (ANOVA) to determine differences between groups. For interaction effects, the eta-squared (η2) effect size was calculated. The effect size indicates the percent of
variance explained by the particular effects of
the dependent variable. To compare the average values of mean biological and psychosocial
variables (both baseline and follow-up tests,
within and between groups) NIR tests which
detailed post hoc comparisons were conducted.
Results
There were no significant differences in biological and psychological variables between
the groups at baseline of the intervention (Table II). A repeated-measures ANOVA indicated
a significant group-by-time interaction effect in
enjoyment of PA, F(1.53)=4.72; P=0.03, η2=0.08.
A similar interaction effect was observed in the
self-perception of body image F(1.53)=4.20;
P=0.04, η2=0.07. In reference to self-efficacy
Vol. 67 - No. 2
KANTANISTA
gimento dell’attività fisica. La validità fattoriale e la
validità di costrutto indicano che la scala di divertimento durante l’attività fisica è una misura valida
del divertimento durante l’AF tra ragazze adolescenti 22.
Autopercezione dell’immagine corporea
L’autopercezione dell’immagine corporea è stata
valutata utilizzando la scala Body Image Subscale
(BIS) inclusa nella Body Investment Scale sviluppata
da Orbach e Mikulincer 23. La scala BIS comprende
sei affermazioni, a ciascuna delle quali viene attribuito un punteggio su una scala di 5 elementi che
vanno da „completamente in disaccordo” a „completamente d’accordo” (corrispondenti a 0-4 punti).
Di conseguenza, il punteggio BIS globale massimo è
di 24 punti. Un punteggio BIS elevato indicava una
migliore percezione dell’immagine corporea. Sono
state fornite evidenze per la validità della scala 23.
Analisi statistica
I dati sono stati analizzati utilizzando il software
STATISTICA 10.0 (StatSoft Inc., Tulsa, OK). La significatività statistica è stata accettata a P≤0,05. Il test
t per gruppi indipendenti è stato utilizzato per confrontare i gruppi al baseline dell’intervento per le variabili biologiche e psicologiche. I cambiamenti nelle
variabili analizzate dal baseline al follow-up sono
stati valutati utilizzando un’analisi della varianza
a misure ripetute (ANOVA) per determinare le differenze tra i gruppi. Per gli effetti di interazione, è
stata calcolata l’ampiezza dell’effetto eta-quadrato
(η2). L’ampiezza dell’effetto indica la percentuale di
varianza spiegata dai particolari effetti della variabile dipendente. Per confrontare i valori medi delle variabili psicologiche e biologiche medie (sia test
basali che di follow-up, nei e tra i gruppi) sono stati
condotti test NIR con dettagliate comparazioni posthoc.
Risultati
Non sono state osservate differenze significative
nelle variabili psicologiche e biologiche tra i gruppi
al baseline dell’intervento (Tabella II). Un’ANOVA a
misure ripetute ha indicato un significativo effetto
di interazione gruppo per tempo nel divertimento
durante l’AF, F(1,53)=4,72; P=0,03, η2=0,08. Un
simile effetto di interazione è stato osservato nell’autopercezione dell’immagine corporea F(1,53)=4,20;
P=0,04, η2=0,07. In riferimento all’autoefficacia, è
stato notato un effetto di interazione F(1,53)=3,463;
P=0,07, η2=0,06. I risultati hanno indicato un aumento significativamente maggiore dopo l’intervento nella media di divertimento durante l’attività fisica per gli individui del gruppo di raggiungimento
degli obiettivi (D%=7,7%) rispetto agli individui del
267
KANTANISTA
Table II.—F value and effect size for interaction effects on achieving a goal of intervention and biological and
psychological variables.
Tabella II. — Valore F e ampiezza dell’effetto per gli effetti di interazione sul raggiungimento di un
obiettivo di intervento e variabili biologiche e psicologiche.
VO2 max (mL/kg/min)
BMI (kg/m2)
BF (%)
HRQL (pts)
Self-efficacy (pts)
Enjoyment of PA (pts)
Self-perception of body image
(pts)
Group
N.
Baseline
Mean±SD
n
Follow-up
Mean±SD
AG
NAG
AG
NAG
AG
NAG
AG
NAG
AG
NAG
AG
NAG
AG
NAG
28
28
28
28
28
28
28
28
28
28
28
28
28
28
48.2±3.1
47.5±5.6
21.8±5.7
22.6±4.7
26.6±6.9
28.3±5.9
37.1±5.3
36.5±3.9
20.3 ± 2.3
19.5±2.5
63.5±8.7
59.3±11.6
20.9±6.3
20.9±5.0
28
26
28
26
28
26
27
28
27
28
27
28
27
28
48.9±5.1
46.3±4.6
21.7±5.6
22.7±4.7
27.2±6.7
30.4±6.6
40.8±6.2
37±8.8
21.6±3.6
19.1±4.5
68.5±8.5
58.3±14.7
22.3±5.1
19.4±6.4
F (P)
η2
1.73 (0.19)
1.15 (0.29)
0.77 (0.39)
2.65 (0.11)
3.46 (0.07)
.06
4.72 (0.03)
.08
4.2 (0.04)
.07
AG: achieving goal group; NAG: non-achieving goal group.
the interaction effect F (1.53)=3.463; P=0.07,
η2=0.06 was noted. The results indicated a significantly higher increase in the mean of enjoyment of PA after intervention for individuals from the achieving goal group (D%=7.7%)
than for individuals from the non-achieving
goal group (D%=-1.7%). A similar situation
was identified in self-perception of body image
(D%=8.3% for achieving goal group and D%=7.2% for non-achieving goal group) and in selfefficacy (D%=6.3% for achieving goal group
and D%=-1.6% for non-achieving goal group).
A post hoc test indicated the difference between
means of enjoyment of PA after the intervention among two groups (P=0.01) and there
was also the difference between means of the
self-perception of body image��
after the intervention among two groups (P=0.04). Similarly,
the means of self-efficacy after the intervention
approached difference in the two examined
groups (P=0.07). In reference to biological variables and HRQL there were no group-by-time
interaction effects.
Discussion
The primary objective of this study was to assess the effectiveness of an 8-week intervention
programme incorporating pedometers and individual goal setting strategy. The effectiveness
of an intervention is usually evaluated through
the changes in mean values of the intervention
268
gruppo di mancato raggiungimento degli obiettivi
(D%=-1,7%). Una situazione simile è stata identificata nell’autopercezione dell’immagine corporea
(D%=8,3% per il gruppo di raggiungimento degli
obiettivi; D%=-7,2% per il gruppo di mancato raggiungimento degli obiettivi) e nell’autoefficacia
(D%=6,3% per il gruppo di raggiungimento degli
obiettivi; D%=-1,6% per il gruppo di mancato raggiungimento degli obiettivi). Un test post hoc ha indicato una differenza tra le medie di divertimento durante l’AF dopo l’intervento tra i due gruppi
(P=0,01) e una differenza tra le medie di autopercezione dell’immagine corporea dopo l’intervento tra i
due gruppi (P=0,04). In maniera analoga, le medie
di autoefficacia dopo l’intervento hanno raggiunto
una differenza nei due gruppi esaminati (P=0,07).
In riferimento alle variabili biologiche e all’HRQL
non vi erano effetti di interazione gruppo per tempo.
Discussione
Obiettivo primario del presente studio è stato
quello di valutare l’efficacia di un programma di
intervento di 8 settimane che includeva l’utilizzo di
pedometri e di una strategia di formulazione degli
obiettivi individuali. L’efficacia di un intervento è in
genere valutata attraverso i cambiamenti nei valori
medi del gruppo di intervento esemplificando il progresso (o la regressione) di particolari variabili.
Nel caso presentato in questo articolo, parte del
gruppo iniziale ha seguito le linee guida dell’intervento mentre un’altra parte del gruppo non le ha
seguite. In tal caso i valori medi dell’intero gruppo
avrebbero potuto eclissare i reali progressi e condotto
Giugno 2014
group exemplifying progress (or regress) of
particular variables.
In the case presented in the paper, part of the
initial group followed the intervention guidelines, whereas the other part did not. In such a
case the mean values of the whole group could
have overshadowed the real gains and lead to
false conclusions. Therefore results of the intervention have been analysed as two subgroups:
the one which fulfilled the intervention guidelines and kept achieving the goals set in each
week (AG), and the other group - incorporating
the girls who did not follow the goals set, thus
failing to fulfil the intervention criteria (NAG).
Some studies 24, 25 report findings indicating
that self-monitoring with pedometers, when
combined with goal setting, is an effective strategy for promoting PA among low-activity individuals but not for adolescents who are already
meeting PE guidelines. This could provide an
explanation of some of the findings.
Previous studies were often based on BMIdefined categories of body composition.26-28 In
their meta-analysis of pedometer-based interventions Richardson 15 observed that a longer intervention duration was associated with greater
weight change (loss). The relatively short duration of the intervention (8-weeks) presented in
the present study was probably one of the reasons why there were no significant weight loss
nor decrease of body fat noticed, even in the
group that follow the intervention guidelines.
Richardson 15 found that another problem may
be unrealistic expectations of dramatic weight
loss from such an intervention programme,
which result in early dropout. To overcome
potential problems with this issue, each of the
participants in our study was helped to set realistic and personally obtainable goals based
on individual results set from a baseline week.
However, this strategy obviously only worked
well with some of the girls. For the other girls
even personally adjusted goals could not provide solid and lasting motivational factors for
the duration of eight weeks to reach the goals
set.
Random effects modelling in the meta analysis of Murphy 29 showed that walking interventions increased VO2max. It is known that more
active middle school students accrue significantly more steps a day than those who are less
active.30 This has been confirmed by Lubans 25
who found the positive relationship between
adolescents classified as having high fitness
(VO2max) and number of daily steps. In case
Vol. 67 - No. 2
KANTANISTA
a conclusioni errate. Pertanto, i risultati dell’intervento sono stati analizzati in due sottogruppi: un
gruppo che ha seguito le linee guida dell’intervento
e ha continuato a raggiungere gli obiettivi formulati per ogni settimana e un altro gruppo che ha incluso le ragazze che non hanno seguito gli obiettivi
formulati, non soddisfacendo in tal modo i criteri
dell’intervento.
I risultati di alcuni studi 24, 25 indicano che l’automonitoraggio con i pedometri, quando combinato
con la formulazione degli obiettivi, è una strategia
efficace per promuovere l’AF tra individui che svolgono una scarsa attività fisica, ma non per gli adolescenti che già soddisfano le linee guida sull’educazione fisica. Ciò potrebbe fornire una spiegazione di
alcuni dei risultati ottenuti.
Precedenti studi erano spesso stati basati su categorie di composizione corporea definite
dall’IMC 26-28. Nella sua meta-analisi di interventi
basati su pedometri, Richardson 15 ha osservato che
una più lunga durata dell’intervento era associata
a un maggiore cambiamento (perdita) nel peso corporeo. La durata relativamente breve dell’intervento
(8 settimane) del presente studio è stata probabilmente una delle ragioni per cui non è stata osservata alcuna perdita di peso corporeo o riduzione
del grasso corporeo, anche nel gruppo che ha seguito
le linee guida dell’intervento. Richardson 15 ha osservato che un altro problema potrebbero essere le
aspettative poco realistiche di una notevole perdita
di peso con un tale programma di intervento, che
potrebbero portare a un abbandono precoce dello
stesso. Per superare i potenziali problemi relativi a
tale argomento, ogni partecipante nel nostro studio è stata aiutata a formulare obiettivi realistici e
personalmente raggiungibili in base ai risultati di
una settimana basale. Tuttavia, tale strategia ha
ovviamente funzionato bene solo con alcune delle
ragazze. Per le altre ragazze, anche gli obiettivi formulati personalmente non potevano rappresentare
fattori motivazionali solidi e durevoli per la durata
delle otto settimane per raggiungere gli obiettivi formulati.
La modellazione a effetti casuali nella metaanalisi di Murphy 29 ha mostrato che gli interventi
di camminata hanno aumentato il VO2max. È noto
che gli studenti più attivi degli istituti superiori effettuano significativamente più passi al giorno rispetto
a quelli meno attivi 30. Ciò è stato confermato da Lubans 25, il quale ha osservato una relazione positiva
tra gli adolescenti con un fitness elevato (VO2max) e
il numero di passi giornalieri. Nel caso dello studio
presentato in questo articolo, non vi sono stati effetti
di interazione gruppo per tempo concernenti il livello di VO2max stimato. Una delle ragioni di ciò potrebbe essere il tempo relativamente breve dell’intervento. Inoltre, camminare è considerata un’attività
di intensità da bassa a moderata che non sempre
sviluppa un VO2max.
269
KANTANISTA
of the study presented in the paper there were
no group-by-time interaction effects concerning
level of estimated VO2max. Again one reason
for this could be the relatively short time of the
intervention. Furthermore walking is considered as low or moderate intensity activity which
do not always develop VO2max level.
With no significant differences between the
groups at baseline there was a noticeable increase in PA enjoyment and self-perception of
the body image in the girls following intervention, but not in the non-achieving goals group.
In contrast to NAG, the increase of the number
of steps increase in PA self-efficacy was also noticed in AG. One of the possible explanations of
the drop in the number of steps in NAG could
be linked with the specific age and period (1618 year old) in youth development, which is
reported to be associated with the greatest decline in PA over the lifespan.31 It is possible that
the girls who could not maintain the goals after
the baseline week during the subsequent 2-3
weeks did not feel motivated enough to follow
the intervention guidelines. It could also have
more of a negative effect on levels of PA enjoyment in NAG than in AG. Additionally Taverno 32 found that among adolescent girls the
ones that scored higher on enjoyment of PA
were highly-active.
Zizzi 33 report from their 3-week pedometer
intervention that there was no evidence that
self-efficacy mediated changes in step counts.
However, findings from another study on goal
setting intervention in adolescent girls by Dishman 34 support the idea that in terms of psychological variables it is self-efficiency that mediates the positive effects resulting in increased
PA. Although there was a significant effect of
the intervention on goal setting, it was unrelated to changes in PA. Importantly the authors
suggest that the lack of success in increasing PA
might be partly explained by inadequate implementation of the intervention components. Also
Ashford 35 suggest that continuously increasing
the level of difficulty in PA tasks, i.e. graded
mastery might compromise initial self-efficacy
levels for PA. Thus, they recommend caution
in using this as a strategy for enhancing selfefficacy beliefs. So this could be a reason, why
non-achieving goals group have also lower selfefficacy.
Perhaps unlike adults, who are considered to
be more health aware and realistic in their goal
setting, adolescent girls expectations of gains
are more focused on weight reduction, treating
270
Senza differenze significative tra i gruppi al baseline vi è stato un aumento visibile in seguito all’intervento nel divertimento durante l’AF e nell’autopercezione dell’immagine corporea nelle ragazze,
ma non nel gruppo di mancato raggiungimento
degli obiettivi. Diversamente dal gruppo di mancato raggiungimento degli obiettivi, sono stati osservati un aumento del numero di passi e l’aumento
dell’autoefficacia nell’AF nel gruppo di raggiungimento degli obiettivi. Una delle possibili spiegazioni
della diminuzione nel numero di passi nel gruppo
di mancato raggiungimento degli obiettivi potrebbe
essere collegata alla specifica età e periodo (16-18
anni di età) di sviluppo delle giovani, che è stato
associato al maggiore declino nell’AF in tutto l’arco della vita 31. È possibile che le ragazze che non
hanno potuto mantenere gli obiettivi dopo la settimana basale durante le successive 2-3 settimane
non si sentissero abbastanza motivate da continuare a seguire le linee guida dell’intervento. Ciò potrebbe avere avuto anche più di un effetto negativo
sui livelli di divertimento durante l’AF nel gruppo
di mancato raggiungimento degli obiettivi rispetto
al gruppo di raggiungimento degli obiettivi. In aggiunta, Taverno 32 ha osservato che tra le ragazze
adolescenti, quelle che hanno ottenuto un punteggio
più elevato di divertimento durante l’AF erano estremamente attive.
Zizzi 33 ha riportato nel suo intervento con pedometro di tre settimane che non vi era alcuna evidenza che l’autoefficacia mediasse i cambiamenti
nel conteggio dei passi. Tuttavia, i risultati di un
altro studio su un intervento di formulazione degli obiettivi in ragazze adolescenti condotto da Dishman 34 supporta l’idea che in termini di variabili
psicologiche è l’autoefficacia a mediare gli effetti positivi che comportano un aumento dell’AF. Sebbene
vi fosse stato un significativo effetto dell’intervento
sulla formulazione degli obiettivi, esso non era correlato a cambiamenti nell’AF. In modo importante,
gli autori suggeriscono che l’insuccesso nell’aumentare il livello di AF potrebbe essere in parte spiegato
dall’inadeguata implementazione delle componenti di intervento. Ashford 35 suggerisce inoltre che il
continuo aumento del livello di difficoltà nei compiti di AF, cioè la padronanza graduale, potrebbe
compromettere i livelli iniziali di autoefficacia per
l’AF. Pertanto, essi raccomandano cautela nell’utilizzare questa strategia per potenziare le convinzioni di autoefficacia. Pertanto, questa potrebbe essere
una ragione del motivo per cui il gruppo di mancato
raggiungimento degli obiettivi avesse anche una minore autoefficacia.
Forse, a differenza degli adulti che sono considerati più preoccupati per la propria salute e più realistici nella formulazione degli obiettivi, le aspettative di progresso delle ragazze adolescenti sono più
incentrate sulla riduzione del peso corporeo, trattando i benefici per la salute che non sono associati
Giugno 2014
health benefits independent of weight loss as
less important and thus less valued. This was
indicated by the significant group-by-time interaction effect observed in the self-perception of
body image (in goal achieving girls). A positive
relationship between body satisfaction and PA
amongst adolescents was observed by Finne 36
and Frost and McKelvie.37 However, NeumarkSztainer 38 found that there is no relationship
between body satisfaction and PA level in girls.
This study has several strengths and limitations. The participants wore the pedometer all
days during 8-week intervention. Pedometers
have been found to be a reliable instrument
for measuring walking-type movements, which
might be considered a strength.��
One of the limitations of the study could be the relatively short
length of time of the intervention. Also the girls
participating in the intervention were volunteers which could have a bias effect on the final
results. Additionally the psychological variables
were calculated using the self-assessment method, that relies on the subjective interpretation
of the questions being asked. These paths, as
well as finding best ways of motivating girls’ PA,
need further more detailed research.
KANTANISTA
alla perdita di peso come meno importanti e quindi
meno apprezzabili. Ciò è stato indicato dal significativo effetto di interazione gruppo per tempo osservato nell’autopercezione dell’immagine corporea
(nelle ragazze che hanno raggiunto gli obiettivi).
Una relazione positiva tra soddisfazione corporea e
attività fisica tra gli adolescenti è stata osservata da
Finne 36 e Frost e McKelvie 37. Tuttavia, lo studio di
Neumark-Sztainer (38) non ha rilevato alcuna relazione tra soddisfazione corporea e livello di attività
fisica nelle ragazze.
Il presente studio presenta limiti e punti di forza.
Le partecipanti hanno indossato il pedometro tutti
i giorni durante l’intervento di 8 settimane. Il pedometro si è dimostrato uno strumento affidabile
per misurare i movimenti di camminata, e questo
potrebbe essere considerato un punto di forza. Uno
dei limiti dello studio potrebbe essere la durata relativamente breve dell’intervento. Inoltre, le ragazze
partecipanti erano volontarie e ciò potrebbe avere
avuto un effetto di distorsione sui risultati finali.
Inoltre, le variabili psicologiche sono state calcolate utilizzando il metodo di auto-valutazione, che si
basa sull’interpretazione soggettiva delle domande
poste. Tali argomenti, oltre alla ricerca del miglior
metodo per motivare l’AF nelle ragazze, necessitano
di una ricerca più dettagliata.
Conclusioni
Conclusions
The findings show that in contrast to nonachieving goal group, girls from the goal
achieving group obtained positive effects in
PA enjoyment, self-perception of body image
and self-efficacy. It appears that when assessing
the effects of interventions based on the use
of pedometers, the level of achievement of the
goals by individuals needs to be considered.
1) Lee IM, Skerrett PJ. Physical activity
and all-cause mortality: what is the doseresponse relation? Med Sci Sports Exerc
2001;33(suppl):S459-71.
2) Fogelholm M. Physical activity, fitness
and fatness: relations to mortality, morbidity and disease risk factors. A systematic review. Obes Rev 2010;11:202-21.
3) Van der Horst K, Paw MJC, Twisk
JWR, Van Mechelen W. A brief review on
correlates of physical activity and sedentariness in youth. Med Sci Sports Exerc
2007;39:1241-50.
4) Craggs C, Corder K, Van Sluijs EM,
Griffin SJ. Determinants of change in
physical activity in children and adolescents: a systematic review. Am J Prev
Med 2011;40:645-58.
5) Kahn EB, Ramsey LT, Brownson RC,
Heath GW, Howze EH, Powell KE et
Vol. 67 - No. 2
I risultati mostrano che, diversamente dal gruppo
di mancato raggiungimento degli obiettivi, le ragazze del gruppo di raggiungimento degli obiettivi hanno ottenuto effetti positivi nel divertimento durante
l’AF, nell’autopercezione dell’immagine corporea e
nell’autoefficacia. Sembra che quando si valutano
gli effetti degli interventi basati sull’utilizzo di pedometri, il livello di raggiungimento degli obiettivi da
parte degli individui deve essere tenuto in considerazione.
al. The effectiveness of interventions
to increase physical activity. A systematic review. Am J Prev Med 2002;22 suppl:73-107.
6) Currie C, Gabhainn SN, Godeau
E, Roberts C, Smith R, Currie D et al.,
editors. Inequalities in young people’s
health. Health behaviour in school-aged
children international report from the
HBSC 2005/06 survey. Health Policy for
Children and Adolescents, NO.5. Copenhagen: WHO Regional Office for Europe;
2008.
7) Camacho-Miñano MJ, LaVoi NM, BarrAnderson DJ. Interventions to promote
physical activity among young and adolescent girls: a systematic review. Health
Educ Res 2011;26:1025-49.
8) Story M. School-based approaches for preventing and treating obesity. Int J Obes Relat Metab Disord
1999;23(Suppl):S43-51.
9) Thomas KT. Riding to the rescue while
holding on by a thread: physical activity
in the schools. Quest 2004;56:150-70.
10) Tudor-Locke C, Lee SM, Morgan CF,
Beighle A, Pangrazi RP. Children’s pedometer-determined physical activity during the segmented school day. Med Sci
Sports Exerc 2006;38:1732-38.
11) Kang M, Marshall SJ, Barreira TV, Lee
JO. Effect of pedometer-based physical
activity interventions: a meta-analysis.
Res Q Exerc Sport 2009;80:648-55.
12) Tudor-Locke C, Hart TL, Washington
TL, Expected values for pedometer-determined physical activity in older populations. Int J Behav Nutr Phys Act 2009;6.
13) Shilts MK, Horowitz M, Townsend M
S. Goal setting as a strategy for dietary
and physical activity behavior change: a
review of the literature. Am J Health Promot 2004;19:81-93.
14) Locke EA, Latham GP. A theory of
271
KANTANISTA
goal setting and performance. Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall, 1990.
15) Richardson CR, Newton TL, Abrahab
JL, Sen A, Jimbo M, Swartz AM. A metaanalysis of pedometer-based walking
interventions and weight loss. Ann Fam
Med 2008;6:69-77.
16) Locke EA, Latham GP. New directions in goal-setting theory. Curr Dir Psychol Sci 2006;15:265-68.
17) Schneider PL, Crouter SE, Lukajic
O, Bassett DR. Accuracy and reliability
of 10 pedometers for measuring steps
over a 400-m walk. Med Sci Sports Exerc
2003;35:1779-84.
18) Kline GM, Porcari JP, Hintermeister R, Freedson PS, Ward A, McCarron
RF et al. Estimation of VO2 max from
a one-mile track walk, gender, age,
and body weight. Med Sci Sports Exerc
1987;19:253-59.
19) McSwegin PJ, Plowman SA, Wolff
GM, Guttenberg G L. The validity of a
one-mile walk test for high school age
individuals. Meas Phys Educ Exerc Sci
1998;2:47-63.
20) Ravens-Sieberer U, Gosh A, Erhart M,
Von Rueden U, Nickel J, Kurth B-M et al.
The KIDSCREEN Questionnaires Quality
of life questionnaires for children and
adolescents. Lengerich, Germany, Pabst
Science Publishers, 2006.
21) Motl RW, Dishman RK, Trost SG,
Saunders RP, Dowda M, Felton G et al.
Factorial validity and invariance of questionnaires measuring social-cognitive
determinants of physical activity among
adolescent girls. Prev Med 2000;31:58494.
22) Motl RW, Dishman RK, Saunders R,
Dowda M, Felton G, Pate RR. Measuring
enjoyment of physical activity in adolescent girls. Am J Prev Med 2001;21:110-17.
23) Orbach I, Mikulincer M. The body investment scale: Construction and validation of a body experiences scale. Psychol
Assessment 1998;10:415-25.
24) Schofield L, Mummery WK, Schofield
G. Effects of a controlled pedometer-intervention trial for low-active adolescent
girls. Med Sci Sports Exerc 2005;37:141420.
25) Lubans DR, Morgan PJ, Callister R,
Collins CE. Effects of integrating pedometers, parental materials, and e-mail
support within an extracurricular school
sport intervention. J Adolesc Health
2009;44:176-83.
26) Tudor-Locke C, Ainsworth BE, Whitt
NC, Thompson CL, Addy CL, Jones DA.
The relationship between pedometer-determined ambulatory activity and body
composition variables. Int J Obes Relat
Metab Disord 2001;25:1571-78.
27) Tudor-Locke C, Ham SA, Macera CA,
Ainsworth BE, Kirtland KA, Reis JP et al.
Descriptive epidemiology of pedometer
determined physical activity. Med Sci
Sports Exerc 2004;36:1567-73.
28) Cuddihy T, Michaud – Tomson L,
Jones EK, Johnston AO. Exploring the
relationship between daily steps, body
mass index and physical education selfesteem in female Australian adolescents.
J Exerc Sci Fit 2006;4:25-35.
29) Murphy MH, Nevill AM, Murtagh EM,
Holder RL. The effect of walking on fitness, fatness and resting blood pressure:
a meta-analysis of ��
randomised��
, controlled trials. Prev Med 2007;44:377-85.
30) Masurier GC, Corbin CB. Steps
counts among middle school students
vary with aerobic fitness level. Res Q Exerc Sport 2006;77:14-22.
31) Sallis JF. Age-related decline in
physical activity: A synthesis of human
animal studies. Med Sci Sports Exerc
2000;32:1598-1600.
32) Taverno Ross S.E, Dowda M, Beets
MW, Pate RR. Physical activity behavior
and related characteristics of highly active eighth-grade girls. J Adolesc Health
2013;52:745-51
33) Zizzi S, Vitullo E, Rye J, O’HaraTompkins N. Impact of a three-week
pedometer intervention on high school
students’ daily step counts and perceptions of physical activity. J Health Educ
2006;37:35-41.
34) Dishman RK, Motl RW, Saunders R,
Felton G, Ward DS, Dowda M et al. Selfefficacy partially mediates the effect of a
school-based physical-activity intervention among adolescent girls. Prev Med
2004;38:628-36.
35) Ashford S, Edmunds J, French DP.
What is the best way to change selfefficacy to promote lifestyle and recreational physical activity? A systematic
review with meta-analysis. Br J Health
Psychol 2010;15:265-88.
36) Finne E, Bucksch J, Lampert T, Kolip
P. Age, puberty, body dissatisfaction, and
physical activity decline in adolescents.
Results of the German Health Interview
and Examination Survey (KiGGS). Int J
Behav Nutr Phys Act 2011;8:119.
37) Frost J, McKelvie SJ, The relationship
of self-esteem and body satisfaction to
exercise activity for male and female elementary school, high school, and university students. Athl Insigh 2005;7:36-49.
38) Neumark-Sztainer D, Goeden C,
Story M, Wall M. Associations between
body satisfaction and physical activity in
adolescents: implications for programs
aimed at preventing a broad spectrum
of weight-related disorders. Eat Disord
2004;12:125-37.
Received on October 21, 2013. - Accepted for publication on May 21, 2014.
Corresponding author: A. Kantanista, University School of Physical Education, Królowej Jadwigi 27/39, 61-871 Poznań,
Poland. E-mail: [email protected]
272
Giugno 2014
MED SPORT 2014;67:273-87
Physical and anthropometric profiles
of elite female soccer players
Profili fisici e antropometrici di calciatrici d’élite
K. IDRIZOVIC
Faculty of Sport and Physical Education, University of Montenegro, Podgorica, Montenegro
SUMMARY
Aim. The prominent progress in the development of female soccer has led to the need to determine the physical and
anthropometric profiles of female soccer players. Suprisingly, only a small number of studies have focused on this
problem so far. Therefore, the main aim of this study was to determine physical and anthropometric profiles of elite
female soccer players.
Methods. The sample consisted of 28 members of the Montenegrin women’s soccer national team. The players were
tested at the end of the 2011/12 competition season. For the purpose of this research, 12 anthropometric measures
were taken: body mass, body height, leg length, arm length, biacromial diameter, biiliac diameter, elbow diameter,
knee diameter, upper arm girth, forearm girth, thigh girth, calf girth. All measurements were performed according to
the instructions of the International Biological Programme. Physical abilities tests were conducted by performing 10
motor function tests: standing long jump, countermovement jump, 10 m sprint, 20 m “flying” sprint, 30 m sprint, Ajax
5x10 m, zigzag, zigzag with ball, 300 yards and Yo-Yo intermittent recovery test (level 1).
Results. The morphological profile of Montenegrin soccer players identified in this paper is at a similar level with
players’ profiles in previous research, with an important characteristic relating to body height across the sample and
longitudinal measures of upper and lower extremities of goal keepers. Our analysis did not reveal any statistical significance among different playing positions in anthropometric indicators, while in physical abilities differences were
found in tests 20 m “flying” (F=5.21; P<0.01), 300 yards (F=4.98; P<0.01) and Yo-Yo test (F=3.63; P<0.01) and in test
30 m sprint (F=3.64; P<0.05).
Conclusion. The findings of this study are of outmost importance in defining physiological profiles of elite soccer
players, in order to enable efficient telent identification and selection, as well as for developing optimal training
procedures. However, further research should be performed in order to establish age related changes in the profile of
elite female soccer player.
Key words: Physical fitness - Motor abilities - Football.
RIASSUNTO
Obiettivo. L’evidente progresso nello sviluppo del calcio femminile ha portato alla necessità di determinare i profili fisici e antropometrici delle calciatrici. Sorprende il fatto che finora pochi studi si siano concentrati su questo problema.
Pertanto, l’obiettivo principale di questo studio era determinare i profili fisici e antropometrici delle calciatrici d’élite.
Metodi. Il campione era costituito da 28 giocatrici della nazionale di calcio femminile montenegrina. Le calciatrici
sono state testate al termine della stagione di gara 2011/12. Ai fini di questa ricerca, sono state adottate 12 misure
antropometriche: massa corporea, statura, lunghezza delle gambe, lunghezza del braccio, diametro biacromiale,
diametro biiliaco, diametro del gomito, diametro del ginocchio, circonferenza del braccio superiore, circonferenza
dell’avambraccio, circonferenza della coscia, circonferenza del polpaccio. Tutte le misurazioni sono state eseguite seguendo le istruzioni dell’International Biological Programme. La prova delle capacità fisiche è stata condotta eseguendo 10 test di funzionalità motoria: salto in lungo da fermo, salto con contromovimento, sprint 10 m, sprint 20 m “vo-
Vol. 67 - No. 2
273
IDRIZOVIC
Fitness status of elite female soccer players
lante”, sprint 30 m, Ajax 5x10 m, zig-zag, zig-zag con la palla, 300 iarde e Yo-Yo Intermittent Recovery test (livello 1).
Risultati. Il profilo morfologico delle calciatrici montenegrine individuate nel presente articolo è di livello simile ai
profili delle giocatrici della ricerca precedente, con una caratteristica importante relativa alla statura in tutto il campione e alle misure longitudinali degli arti superiori e inferiori dei portieri. L’analisi non ha rivelato alcuna significatività
statistica tra le diverse posizioni di gioco negli indicatori antropometrici, mentre sono state riscontrate differenze nelle
abilità fisiche nei test di 20 m “volante” (F=5,21, P<0,01), 300 iarde (F=4,98; P<0,01) e Yo-Yo test (F=3,63, P<0,01)
e nella prova di sprint 30 m (F=3,64, P<0,05).
Conclusioni. I risultati di questo studio sono di estrema importanza nella definizione dei profili fisiologici delle calciatrici d’elite, con l’obiettivo di consentire l’identificazione efficace e la selezione dei talenti, nonché di sviluppare
procedure ottimali di allenamento. Tuttavia, sono necessarie ulteriori ricerche per stabilire i cambiamenti legati all’età
nel profilo delle calciatrici d’elite.
Parole chiave: Idoneità fisica - Abilità motorie - Calcio femminile.
S
ome historians mention casual competitions in Scotland and parts of England of
soccer matches between married and unmarried women during late 19th century. By early
20th century, you could see women playing the
game seriously in different parts of Great Britain, France and Canada. Some facts point that
in Central Europe, competitive soccer was not
uncommon.1
According to Reilly 2 research exploring women’s soccer has lagged considerably behind the
men’s game. This is because women’s participation in the game has only recently been actively
promoted. There was a step-wise increase in
women’s soccer clubs throughout the majority
of European countries throughout the 1980s;
for example, the number of clubs registered
with the Women’s FA increased from 188 to 321
between 1980 and 1991. The women’s game
gained international credibility in 1991 when
the First World Cup for women’s teams took
place in China. In the winning nation, the USA,
the game is now widely played, as it is in Sweden, the host of the Second World Cup Finals in
1995. It still has to be developed in a majority of
countries worldwide where women’s participation in sport is restricted by cultural, domestic
and economic circumstances.
Today, women’s soccer is one of the fastest
growing team sports in the world.
Due to the popularity of the game, and subsequent financial interests, soccer is also one of the
more researched team sports. Historically though
male participants were used for soccer research
and the information was then extrapolated to females. However, men and women are different,
both physiologically and metabolically, and therefore such an extrapolation may be erroneous.3
The physiological characteristics of female
soccer players have been described in the literature.4-8 These studies showed that average
274
A
lcuni storici accennano a competizioni casuali in Scozia e in alcune regioni dell’Inghilterra, con partite di calcio tra donne sposate
e non sposate durante il tardo IXX secolo. All’inizio del XX secolo, esistevano donne che giocavano seriamente in diverse parti di Gran Bretagna,
Francia e Canada. Alcuni dati indicano una
certa diffusione del calcio agonistico in Europa
centrale 1.
Secondo Reilly 2, la ricerca sul calcio femminile
è rimasta notevolmente indietro rispetto a quella
maschile. Questo perché la partecipazione delle
donne al gioco è stata promossa attivamente solo
di recente. Negli anni ’80, si è verificato un aumento graduale dei club di calcio femminile in
tutta la maggior parte dei paesi europei; ad esempio, il numero di club iscritti alla FA femminile è
aumentato da 188 a 321 tra il 1980 e il 1991. Il
calcio femminile ha ottenuto credibilità internazionale nel 1991, quando in Cina si è svolta la
prima Coppa del Mondo per squadre femminili.
Nella nazione vincitrice, gli Stati Uniti, il gioco è
ormai ampiamente diffuso, come pure in Svezia,
ospite delle finali della seconda Coppa del Mondo nel 1995. Deve ancora essere sviluppato nella
maggior parte dei paesi a livello mondiale, dove
la partecipazione delle donne allo sport è limitata
da circostanze culturali, nazionali ed economiche.
Oggi, il calcio femminile è uno degli sport a
squadre in più rapida crescita nel mondo.
Grazie alla popolarità del gioco e ai conseguenti interessi economici, il calcio è anche uno degli
sport di squadra più ricercati. Storicamente, però,
la ricerca sul calcio ha utilizzato i partecipanti
di sesso maschile e le informazioni sono state poi
estrapolate per le femmine. Tuttavia, gli uomini e
le donne sono diversi, sia fisiologicamente sia metabolicamente e quindi una tale estrapolazione
può essere errata 3.
Le caratteristiche fisiologiche delle calciatrici
Giugno 2014
range in height (158-170 cm), weight (55-65
kg), VOmax (47-58 mL.min-1.kg-1), vertical jump
performance (31-44 cm) and 20-m sprint time
(3.00-3.31 s) vary among players in the various
levels of competition and the different positions
of players in the field.4, 8-11
Basically, all these studies have shown that
the aerobic power, sprinting ability, intermittent exercise performance vary significantly between the levels of competition and the playing
position.
Also, when it comes to basic morphological
characteristics, research 12-16 has mostly identified differences between soccer players depending, above all, on the geographical region
they come from and the level of competition.
Women’s soccer in Montenegro is very young,
it has actually been several years since it was
started. Along with the above stated facts, this
was one of the main reasons for the authors to
define physical and anthropometric profiles of
Montenegrin female soccer players, as well as
differences between them depending on their
playing positions, comparing at the same time
the results obtained in this research with the
existing international data.
IDRIZOVIC
sono state descritte in letteratura 4-8. Questi studi
hanno dimostrato che il range medio di statura
(158-170 cm), peso (55-65 kg), VOmax (47-58 ml
min-1.kg-1), prestazioni di salto verticale (31-44
cm) e tempo di sprint 20 m (3,00-3,31 s) variano
tra le giocatrici a seconda del livello di competizione e delle diverse posizioni delle calciatrici in
campo 4, 8-11.
In sostanza, tutti questi studi hanno dimostrato che la potenza aerobica, la capacità di sprint e
la prestazione fisica intermittente variano significativamente a seconda del livello di competizione
e della posizione delle giocatrici.
Inoltre, quando si tratta di caratteristiche morfologiche fondamentali, la ricerca 12-16 ha identificato principalmente differenze tra le calciatrici
che dipendono soprattutto dalla regione geografica da cui provengono e dal livello di competizione.
Il calcio femminile nel Montenegro è molto
recente, anche se in realtà è cominciato diversi
anni fa. Insieme ai fatti sopra esposti, questo era
uno dei motivi principali per cui gli autori desideravano definire i profili fisici e antropometrici
delle calciatrici montenegrine, così come le differenze tra di loro a seconda delle posizioni di
gioco, confrontando allo stesso tempo i risultati
ottenuti in questa ricerca con i dati internazionali esistenti.
Participants
Materiali e metodi
The participants for this study were 28 female soccer players who members of Women’s
National football team of Montenegro. The
subjects were the following: 4 goalkeepers, 7
defenders, 11 midfield players and 5 forwards,
aged 18-26 years with an average playing experience of 10.47±1.99 years.
All the players had more than 3 years of experience in the National team. The players were
fully-informed of all the experimental procedures before giving their written informed consent to participate.
Partecipanti
Le partecipanti di questo studio erano 28 calciatrici della squadra nazionale di calcio femminile del Montenegro. I soggetti erano i seguenti:
4 portieri, 7 difensori, 11 centrocampisti e 5 attaccanti, di età compresa tra 18 e 26 anni, con
un’esperienza media di gioco di 10,47±1,99 anni.
Tutte le giocatrici avevano oltre 3 anni di
esperienza in Nazionale. Le giocatrici sono state
pienamente informate di tutte le procedure sperimentali prima di fornire il loro consenso informato scritto a partecipare.
Measurements
According to the instructions of the International Biological Program, the following anthropometrical variables were measured: body
mass, body height, leg length, arm length, biacromial diameter, biiliac diameter, elbow diameter, knee diameter, upper arm girth, forearm
girth, thigh girth and calf girth. The anthropometric measurements were taken in the morning bay three certified technicians.
Vol. 67 - No. 2
Misurazioni
Secondo le istruzioni dell’International Biological Programme sono state misurate le seguenti variabili antropometriche: massa corporea,
statura, lunghezza delle gambe, lunghezza del
braccio, diametro biacromiale, diametro biiliaco, diametro del gomito, diametro del ginocchio,
circonferenza del braccio superiore, circonferenza dell’avambraccio, circonferenza della coscia e
275
IDRIZOVIC
To assess physical performance, the testing
procedure applied included the following tasks:
countermovement jump, standing long jump, 10
m sprint, 20 m “flying” sprint, 30 m sprint, Ajax
test 5x10 m, zigzag, zigzag with ball, 300 yards
shuttle, Yo-Yo intermittent recovery test level 1.
Such potentials as explosive strength of lower extremities of vertical and horizontal type
were assessed by testing countermovement
jump and standing long jump. Speed potentials
like short and long acceleration and maximum
speed were assessed by tests 10 m sprint from
a stationary start position, 30 m sprint from a
stationary start position and 20 m “flying” sprint.
The ability to change the direction of movement fast, or agility, was tested with tasks of
Ajax test 5x10 m and zigzag. Anaerobic endurance was assessed by a test 300 yards shuttle,
and aerobic endurance with Yo-Yo intermittent
recovery test (level 1). Apart from all previous
tests, as a test for assessing quality of specific
soccer movement structures, zigzag with ball
was carried out.
All tests were performed on an outdoor grass
pitch, and electronic timing gates were used to
record completion times. Tests were conducted
in this order: countermovement jump, standing
long jump, 10 m sprint, 20 m “flying”, Yo-Yo
intermittent recovery test, level 1 (YYIRTL1), on
the first day and zigzag with ball, zig zag, 30 m
sprint, Ajax 5x10 m and 300 yards (300Y), second day. Subjects performed two trials of each
test, with at least 3 minutes of rest between all
trials, except for YYIRTL1 and 300Y tests which
were realized once, and the realization of which
required a complete recovery of female soccer
players. The best performances in each test
were used for analysis. All tests were conducted
more than 48 hours following a competition or
hard physical training to minimize the influence
of fatigue on test performance.
Descriptive statistics (mean±SD) were calculated for all morphological and physical performance characteristics variables. To explore
possible differences among players playing on
different positions, between factor ANOVA (factor: Position) for all tested variables were applied. Where significant effect of position was
detected additional post hoc analysis (Tukey
post hoc test) was performed to indicate differences among players at different playing positions. The significant level was set to P=0.05.
276
circonferenza del polpaccio. Le misurazioni antropometriche sono state acquisite di mattina da
tre tecnici certificati.
Per valutare le prestazioni fisiche, la procedura delle prove applicate ha compreso le seguenti
attività: salto con contromovimento, salto in lungo da fermo, sprint 10 m, sprint 20 m “volante”,
sprint 30 m, Ajax test 5x10 m, zig-zag, zig-zag
con la palla, 300 iarde, Yo-Yo intermittent recovery test di livello 1.
Le potenzialità, come la forza esplosiva degli
arti inferiori di tipo verticale e orizzontale, sono
state valutate mediante test del salto con contromovimento e salto in lungo. I potenziali di velocità, come accelerazione breve e lunga e velocità
massima, sono stati valutati mediante sprint 10
m da una posizione di partenza ferma, sprint 30
m da una posizione di partenza ferma e sprint 20
m “volante”. La capacità di cambiare la direzione di movimento rapidamente, o l’agilità, è stata
testata con Ajax test 5x10 m e zig-zag. La resistenza anaerobica è stata valutata mediante un test
da 300 iarde e la resistenza aerobica con Yo-Yo
intermittent recovery test (livello 1). Oltre a tutte
le prove precedenti, come test per la valutazione
della qualità delle specifiche strutture motorie del
calcio, è stato effettuato lo zig-zag con la palla.
Tutti i test sono stati eseguiti su un campo in
erba all’aperto e sono stati usati cancelli di cronometraggio elettronici per registrare i tempi di realizzazione. I test sono stati condotti in quest’ordine: salto con contromovimento, salto in lungo
da fermo, sprint 10 m, “volante” da 20 m, Yo-Yo
intermittent recovery test di livello 1 (YYIRTL1)
il primo giorno, e zigzag con la palla, zig zag,
sprint 30 m, Ajax 5x10 m e 300 iarde (300Y) il
secondo giorno. I soggetti hanno eseguito due prove per ogni test, con almeno 3 minuti di riposo
tra le prove, fatta eccezione per i test YYIRTL1 e
300Y, che sono stati realizzati una volta sola e
la cui esecuzione richiedeva il recupero completo
delle calciatrici. Per l’analisi sono state utilizzate
le migliori prestazioni per ciascuna prova. Tutti
i test sono stati condotti più di 48 ore dopo una
competizione o un allenamento fisico intenso, per
ridurre al minimo l’influenza della fatica sulle
prestazioni del test.
Analisi statistica
Le statistiche descrittive (media±SD) sono state
calcolate per tutte le variabili caratteristiche prestazionali morfologiche e fisiche. Per indagare le
possibili differenze tra le calciatrici che giocano
su diverse posizioni, è stato applicato il fattore
ANOVA (fattore: Posizione) per tutte le variabili
Giugno 2014
IDRIZOVIC
The Statistical Package for Social Sciences SPSS
(v. 16.0, SPSS, Inc., Chicago, IL, USA) was used
for statistical analyses.
Results
Table I presents the results of descriptive statistics of anthropometric measures and physical
performance with parameters: mean (M), minimum (Min.), maximum (Max.) and standard deviation (SD). Average values of applied anthropometric and physical parameters define these
two profiles of Montenegrin soccer players.
Descriptive statistics of anthropometric measures and physical performance, that is profiles
of Montenegrin soccer players by playing positions and corresponding F values assigning the
effect of position on these measures are depicted in Table II. There were no differences in
any of anthropometric measures among female
players playing on different positions.
Regarding the effect of position on physical
performances, differences were found in tests 20
m “flying” (F=5.21; P<0.01), 300 yards (F=4.98;
P<0.01) and Yo-Yo test (F=3.63; P<0.01) and in
test 30 m sprint (F=3.64; P<0.05).
Post-hoc analysis (Figures 1-4) revealed that
defenders performed better than goalkeepers
esaminate. Laddove si rilevava un effetto significativo della posizione, è stata effettuata un’ulteriore analisi post hoc (test post hoc di Tukey)
per indicare le differenze tra le calciatrici nelle
diverse posizioni di gioco. Il livello significativo
è stato impostato su P=0,05. Per le analisi statistiche è stato utilizzato il Pacchetto Statistico per le
Scienze Sociali SPSS (v. 16.0, SPSS Inc., Chicago,
IL, USA).
Risultati
La Tabella I presenta i risultati delle statistiche
descrittive delle misure antropometriche e delle
prestazioni fisiche con parametri medio (M),
minimo (min.), massimo (max.) e deviazione
standard (SD). I valori medi dei parametri antropometrici e fisici applicati definiscono questi due
profili delle calciatrici montenegrine.
Le statistiche descrittive delle misure antropometriche e delle prestazioni fisiche, cioè i profili
delle calciatrici montenegrine secondo le posizioni di gioco e i valori F corrispondenti, assegnando
l’effetto della posizione su tali misure, sono rappresentate nella Tabella II. Non c’erano differenze
in nessuna delle misure antropometriche tra le
calciatrici che giocano su diverse posizioni.
Per quanto riguarda l’effetto della posizione
Table I.—Descriptive statistics of anthropometric measures and physical abilities of female soccer players.
Tabella I. — Statistiche descrittive delle misure antropometriche e delle capacità fisiche delle calciatrici.
Parameters
Body mass (kg)
Body height (cm)
Leg length (cm)
Arm length (cm)
Biacromial diameter (cm)
Biiliac diameter (cm)
Elbow diameter (cm)
Knee diameter (cm)
Upper arm girth (cm)
Forearm girth (cm)
Thigh girth (cm)
Calf girth (cm)
Standing long jump (cm)
Countermovement jump (cm)
10 m sprint (s)
20 m “flying” sprint (s)
30 m sprint (s)
Ajax 5x10m (s)
Zigzag (s)
Zigzag/ball (s)
300 Yards shuttle (s)
YYIRTL1 (m)
M
Min
60.61
168.57
81.77
70.09
39.13
31.57
6.41
9.29
24.42
21.39
51.60
35.19
195.17
24.51
2.05
2.95
5.00
21.86
5.87
7.26
66.95
801.42
51.70
156.00
71.80
64.60
35.20
28.00
5.60
5.90
22.00
20.00
45.00
32.50
172.00
19.40
1.77
2.62
4.44
20.05
5.41
6.35
60.00
520.00
Max
74.70
182.00
90.30
77.00
58.00
34.00
9.70
11.00
28.00
24.50
57.00
40.00
220.00
30.90
2.43
3.25
5.54
24.80
6.35
7.99
71.92
1280.00
SD
7.53
6.96
4.91
3.53
4.05
1.66
1.11
1.27
1.76
1.08
3.62
2.12
14.67
2.90
.13
.13
.22
1.11
.22
.42
3.20
253.09
YYIRTL1, Yo-Yo intermittent recovery test level 1.
Vol. 67 - No. 2
277
IDRIZOVIC
Table II.—Descriptive statistics (mean±SD) and corresponding F values (main effect of position) of anthropometric measures and physical abilities (factorial ANOVA; * -P<0.05, ** -P<0.01).
Tabella II. — Statistiche descrittive (media±SD) e corrispondenti valori F (effetto principale della posizione)
delle misure antropometriche e delle capacità fisiche (fattoriale ANOVA; * - P<0,05, ** -P<0,01).
Parameters/Playing position
Goalkeepers
Defenders
Midfielders
Forwards
F (df=3)
Body mass (kg)
Body height (cm)
Leg length (cm)
Arm length (cm)
Biacromial diameter (cm)
Biiliac diameter (cm)
Elbow diameter (cm)
Knee diameter (cm)
Upper arm girth (cm)
Forearm girth (cm)
Thigh girth (cm)
Calf girth (cm)
Standing long jump (cm)
Countermovement jump (cm)
10 m sprint (s)
20 m ““flying” sprint (s)
30 m sprint (s)
Ajax 5x10m (s)
Zigzag (s)
Zigzag/ball (s)
300 Yards shuttle (s)
YYIRTL1 (m)
67.4±3.7
170.5±4.2
85.1±1.5
74.3±2.4
40.1±1.2
32.0±0.4
6.4±0.3
10.3±0.7
26.4±0.5
22.6±1.5
54.3±3.2
36.5±2.4
192±13
24.1±3.1
2.13±0.04
3.11±0.10
5.24±0.09
22.20±0.18
6.06±0.19
7.41±0.44
69.3±2.8
590±68
58.0±6.8
167.6±6.0
81.9±4.4
69.0±2.9
38.4±1.7
30.8±2.3
6.4±1.4
9.1±1.2
23.6±2.0
21.1±0.9
50.8±2.3
34.8±1.9
199±16
25.2±3.7
1.99±0.08
2.86±0.13
4.85±0.18
21.40±1.53
5.88±0.20
7.38±0.30
64.3±3.7
960±257
58.1±8.2
167.5±8.8
79.6±5.6
69.4±3.8
37.6±1.7
31.6±1.6
6.2±0.9
9.2±1.4
24.0±1.6
21.0±0.9
50.1±4.4
34.6±2.4
195±18
24.7±2.9
2.05±0.19
2.98±0.10
5.04±0.24
22.00±1.12
5.82±0.25
7.13±0.43
66.9±2.2
840±243
64.9±5.0
170.8±6.3
83.8±4.3
69.9±2.7
43.0±8.4
32.3±0.9
7.0±1.6
8.9±1.6
25.2±1.2
21.7±0.8
54.0±1.5
36.1±1.1
192±4
23.5±1.4
2.10±0.08
2.92±0.11
5.01±0.14
22.05±0.64
5.84±0.21
7.25±0.58
69.4±0.8
632±175
2.79
0.37
1.76
2.74
2.69
0.95
0.51
0.94
3.55
3.05
2.54
1.20
0.30
0.33
1.13
5.21**
3.64*
0.67
1.18
0.73
4.98**
3.63**
YYIRTL1, Yo-Yo intermittent recovery test level 1.
and forwards in 300Y, also in YYIRTL1, and
better than goalkeepers and midfield players in
30 m sprint, while in test 20 m “flying“ sprint,
defenders were better than players in all other
positions. Furthermore, in this test, defenders
performed better than goalkeepers.
Discussion
The results of this research point to a high
level of its specificity concerning differences
among players in relation to the quality of their
motor abilities. On the other side, the results relating to morphological characteristics of players show a substantial level of similarity of this
with previous research.
In comparison with previous research, we
reached a conclusion that average body height
of the member of Montenegrin national women’s soccer team (Table I) is higher than was
the case in previous analyses.4, 9, 10, 13-15, 17-21 On
the contrary, women’s players in previous research 12, 16, 22, 23 were of greater body height in
relation to players from this research.
Body weight of elite Montenegrin women’s
soccer players is identical with the players from
other above mentioned studies, as is body
278
sulle prestazioni fisiche, sono state riscontrate differenze nei test “volante” 20 m (F=5,21, P<0,01),
300 iarde (F=4,98, P<0,01) e test Yo-Yo (F=3,63,
P<0,01) e nel test sprint 30 m (F=3,64, P<0,05).
L’analisi post hoc (Figure 1-4) ha rivelato che i
difensori avevano migliori prestazioni di portieri
e attaccanti in 300Y e anche in YYIRTL1, e di
portieri e centrocampisti nello sprint 30 m, mentre nella prova sprint “volante” 20 m i difensori
erano migliori delle giocatrici su tutte le altre posizioni. Inoltre, in questo test, i difensori hanno
avuto migliori prestazioni dei portieri.
Discussione
I risultati di questa ricerca indicano un alto
livello di specificità per quanto riguarda le differenze tra le giocatrici in relazione alla qualità
delle loro capacità motorie. D’altro canto, i risultati relativi alle caratteristiche morfologiche delle
calciatrici dimostrano un sostanziale livello di
analogia di questa ricerca con la precedente.
In confronto con la ricerca precedente, abbiamo concluso che la statura media della calciatrice della squadra nazionale montenegrina (Tabella I) è più alta di quanto non fosse il caso nelle
analisi precedenti 4, 9, 10, 13-15, 17-21. Al contrario, le
Giugno 2014
IDRIZOVIC
Figure 1.—Post hoc analysis for tests countermovement jump and standing long jump.
Figura 1. — Analisi post hoc per il test di salto con contromovimento e salto in lungo da fermo.
Figure 2.—Post hoc analysis for tests 10 m sprint, 20 m “flying” sprint and 30 m sprint.
Figura 2. — Analisi post hoc per test sprint 20 m, sprint “volante” 20 m e sprint 30 m.
Figure 3.—Post hoc analysis for tests Zigzag, Zigzag/ball and Ajax 5x10 m.
Figura 3. — Analisi post hoc per test zigzag, zigzag/palla e Ajax 5x10 m.
Figure 4.—Post hoc analysis for tests 300 yards shuttle and Yo-Yo intermittent recovery test L1.
Figura 4. — Analisi post hoc per test 300 iarde e vetta e Yo-Yo intermittent recovery test L1.
height; only one research shows differences.20
In this paper the subjects were shorter in body
height and heavier in body weight.
The average values of body height, body
mass and other anthropometric parameters are
similar in the top female football players of
Montenegro to those in non-trained women.24
Vol. 67 - No. 2
calciatrici della ricerca precedente 12, 16, 22, 23 avevano una statura superiore rispetto a quelle di
questa ricerca.
Il peso corporeo delle calciatrici d’elite montenegrine è identico alle calciatrici degli altri studi sopra citati, come la statura; solo una ricerca
mostra differenze 20. In questo articolo i soggetti
279
IDRIZOVIC
From the above said a conclusion may be
drawn that Montenegrin female soccer players
are of above-average body height, followed by
optimum body weight. Taking into consideration that these two morphological characteristics are of great importance in the process of
selection and directing in soccer, it is possible
to conclude that Montenegrin women players
bear a particular specificity when compared to
general women soccer population, which has
still not been completely defined.
Looking at morphological attributes separately
(Table II), it is possible to establish that goalkeepers have greater body weight than defenders, midfielders and forwards. Irrespective of greater body
weight, goalkeepers are not the highest. This is
characteristic of forwards, while midfielders and
defenders are somewhat shorter.
In light of the previous two facts, there is one
particularly interesting finding (Table II), revealing greater length of extremities in goalkeepers, that is longer arms and longer legs than
is the case with players in all other positions.
Should we look at the matter from the point
of view of players’ tasks, which goalkeepers
as such have, and the advantage these characteristics give them, the finding may be considered perfectly adequate, even though it does
represent a particular deviation from the basic
standards of human morphological characteristics. Quite narrow lead in height of forwards in
relation to goalkeepers amounting to 0,3 cm,
and greater average body weight of goalkeepers as compared to forwards – 2,5 kg (Table
II) could mostly be explained with longer extremities, which are characteristic of goalkeepers in this paper. Also, the statement is valid that
goalkeepers, as compared with players in other
positions and seen from the aspect of their morphological indicators, were quality selected.
Female soccer players in this research were
generally of greater body height, except for
goalkeepers, in comparison with defenders,
midfielders and forwards from the paper by
Sporis G. et al.21
Multivariate analysis of variance showed no
significant differences in any of the selected
morphological variables and playing position
in female soccer players (Table II). Such results
are identical with the results in the paper.14
Testing other anthropometric indicators used in
this research too 14 for assessing morphological
status of Montenegrin and Croatian female soccer players, a high level of congruity may be
identified in almost all applied indicators.
280
erano più bassi di statura e più pesanti di peso
corporeo.
I valori medi di statura, massa corporea e gli
altri parametri antropometrici sono simili nelle
migliori calciatrici del Montenegro rispetto a quelli di donne non allenate 24.
Da quanto sopra si può trarre la conclusione
che le calciatrici montenegrine siano di altezza
superiore alla media, seguita da un peso corporeo
ottimale. Considerando che queste due caratteristiche morfologiche sono di grande importanza
nel processo di selezione e di regia nel calcio, è
possibile concludere che le calciatrici montenegrine abbiano una particolare specificità rispetto
alla popolazione femminile del calcio in generale,
che non è stata ancora completamente definita.
Osservando gli attributi morfologici separatamente (Tabella II), è possibile stabilire che i portieri hanno un peso corporeo maggiore di difensori,
centrocampisti e attaccanti. Indipendentemente
dal maggior peso corporeo, i portieri non sono i
più alti. Questa è la caratteristica dei centravanti, mentre centrocampisti e difensori sono leggermente più bassi.
Alla luce dei due fatti precedenti, c’è un dato
particolarmente interessante (Tabella II), che rivela una maggiore lunghezza degli arti nei portieri,
cioè braccia più lunghe e gambe più lunghe rispetto a quanto avviene per le calciatrici in tutte le
altre posizioni. Se consideriamo la questione dal
punto di vista dei compiti dei giocatori, e quindi
dei portieri come tali hanno, e il vantaggio di queste caratteristiche, il dato può essere considerato
perfettamente adeguato, anche se non rappresenta
un particolare scostamento dagli standard fondamentali delle caratteristiche morfologiche umane.
L’altezza leggermente maggiore dei centravanti
rispetto ai portieri, pari a 0,3 cm, e il maggiore
peso corporeo medio dei portieri rispetto ai centravanti – 2,5 kg (Tabella II) potrebbe in gran parte
essere spiegato dalla presenza di arti più lunghi,
che sono caratteristici dei portieri in questo documento. Inoltre, vale il fatto che i portieri, in
confronto con i giocatori in altre posizioni e dal
punto di vista dei loro indicatori morfologici, sono
stati selezionati dal punto di vista della qualità.
Le calciatrici di questa ricerca avevano generalmente un’altezza maggiore, ad eccezione dei
portieri, in confronto a difensori, centrocampisti
e attaccanti come risulta dal lavoro di Sporis G.
et al.21
L’analisi multivariata non ha mostrato differenze significative in nessuna delle variabili
morfologiche selezionate e nella posizione di gioco delle calciatrici (Tabella II). Tali risultati sono
identici con i risultati dell’articolo 14. Controllan-
Giugno 2014
Summing up all the analyses listed, a conclusion may be drawn that Montenegrin female
soccer players have quite similar, even identical
morphological characteristics as other female
soccer players on the European continent,12, 22
having at the same time higher numerical values in comparison with elite female soccer players from North American continent,15, 17, 18 apart
from soccer players from college league.16, 25
Elite level of female soccer players on the Australian continent has, depending on the research, shown as a population of lower body
height and weight,5, 13 but also as a population
of greater numerical indicators of body weight
and height.23
Such relation of anthropometric parameters
of Montenegrin women soccer players and
women soccer players from other ends of the
world, say the USA, is expected as the Montenegrin population was seen in anthropological research as a population of greater height
and body mass compared to that part of the
world,26-28 close to the regions were greatest
values of these indicators were recorded.29 As
pointed out earlier, Montenegrin women soccer
players’ anthropometric indicators are almost
identical to the general female population in
Montenegro, which promotes these results as
completely realistic and understandable. Such
situation has as a consequence a very strong
influence on selection of Montenegrin women
soccer players, which ultimately leads to findings such as these.
As the most important physical potential for
success in soccer, Stratton et al.30 highlight aerobic endurance, explosive strength and speed
and agility. Exactly these abilities, that is tests
to assess them, make the basis of the quality
of physical condition of female soccer players
and were thus used in this research to assess
physical potential of players of Montenegrin
women’s national soccer team.
Profile of physical potential of Montenegrin
female soccer players is presented in Table II.
Average values achieved in separate tests offer
a possibility to present certain conclusions.
Tests for assessing explosive strength of
lower extremities showed that this ability in
Montenegrin female soccer players is at a lower
level from the one defined on an appropriate
sample in previous researches in case of countermovement jump test,9, 31-34 but, in contrast to
this, it is at a higher level in case of standing
long jump test.35
As for tests assessing start acceleration and
Vol. 67 - No. 2
IDRIZOVIC
do anche gli altri indicatori antropometrici utilizzati in questa ricerca 14 per valutare lo stato morfologico delle calciatrici montenegrine e croate, si
può individuare un elevato livello di congruità in
quasi tutti gli indicatori applicati.
Sommando tutte le analisi elencate, si può trarre la conclusione che le calciatrici montenegrine
presentino caratteristiche morfologiche molto simili, persino identiche ad altre calciatrici del continente europeo 12, 22, avendo al contempo valori
numerici superiori rispetto alle calciatrici d’elite
del continente nordamericano 15, 17, 18, a parte le
calciatrici del campionato universitario 16, 25. Le
calciatrici d’elite del continente australiano, a
seconda della ricerca, mostrano una popolazione di statura e peso inferiore 5, 13, ma anche una
popolazione con indicatori numerici maggiori di
peso corporeo e altezza 23.
Tale relazione dei parametri antropometrici delle calciatrici montenegrine e di quelle provenienti
da altre parti del mondo, per esempio gli Stati Uniti, è prevista, poiché la popolazione montenegrina è stata considerata nella ricerca antropologica
come una popolazione di maggiore altezza e massa corporea rispetto a quella parte del mondo 26-28,
cioè vicino alle regioni dove sono stati registrati i
massimi valori di questi indicatori 29. Come sottolineato in precedenza, gli indicatori antropometrici
delle calciatrici montenegrine sono quasi identici
alla popolazione femminile generale del Montenegro, e ciò propone questi risultati come del tutto realistici e comprensibili. Questa situazione ha come
conseguenza una fortissima influenza sulla selezione delle calciatrici montenegrine, che in ultima
analisi porta a risultati come questi.
Come il più importante potenziale fisico per
il successo nel calcio, Stratton et al.30 evidenziano resistenza aerobica, forza esplosiva e velocità
e agilità. Proprio queste capacità, cioè i test per
valutarle, sono alla base della qualità della condizione fisica delle calciatrici e sono state quindi
utilizzate in questa ricerca per valutare il potenziale fisico delle calciatrici della nazionale femminile montenegrina.
Il profilo del potenziale fisico delle calciatrici
montenegrine è illustrato nella Tabella II. I valori
medi ottenuti nei diversi test offrono la possibilità
di trarre alcune conclusioni.
I test per valutare la forza esplosiva degli arti
inferiori hanno dimostrato che questa capacità
nelle calciatrici montenegrine è di livello inferiore
rispetto a quello definito su un campione appropriato in ricerche precedenti, nel caso del test del
salto con contromovimento 9, 31-34, ma, a differenza di questo, è a un livello superiore nel caso del
test di salto in lungo da fermo 35.
281
IDRIZOVIC
maximum speed in running, previous studies 19, 35, 36 have obtained better results when it
comes to test 10 m sprint, then also test 20 m
“flying” sprint 36, 37 and 30 m sprint.36, 38, 39
If compared to the work by Kirkendall et
al.,36 average results do speak favorably for the
subjects in that research; however, best results
were achieved by the female soccer players of
Montenegrin national team.
Montenegrin female soccer players achieved
more quality results in tests 10 and 30 m sprint
than Croatian female soccer players in the research conducted by Vucetic et al.40 The results
in test 30 m sprint was weaker in female soccer players in works by Krustrup et al.38 and
Krustrup et al.39 but in a repeated measurement,
because of fatigue, after a match.
As researches into women’s soccer are far
less numerous than those in men’s soccer, the
research by Taylor et al.41 should certainly not
be left unmentioned; the authors of the research recorded higher numerical values, that
is – weaker results quality-wise in test 20 m “flying” sprint; however, this research tested elite
youth female soccer players.
In assessing agility using zigzag test, results
achieved by female soccer players in this research quite unexpectedly relate to the findings
of the research by Kutlu et al.42 where the subjects were male, and average result is weaker
than in Montenegrin female soccer players. In
the paper by Kutlu et al.42 the sample comprised professional soccer players, amateur soccer players and volunteers. Members of Montenegrin national team achieved better results
than sub-samples of volunteers and amateur
soccer players in that research, and better results at the level of the overall sample, with
only professional soccer players’ sub-sample
obtaining better results in comparison.
Anaerobic endurance was assessed by using
the test 300 yards shuttle and compared to the
results of available research,21 Montenegrin female soccer players may be considered soccer
players with a higher level of this functional potential very important for the overall realisation
of soccer game. In the same paper, Croatian
female soccer players, having just finished a
strength training, improved their performance
and at the final measurement they achieved
results very similar to those achieved by Montenegrin players. In the same test, the subjects
in this paper achieved better results than players in Lundin’s 43 research.
Yo-Yo intermittent recovery test Level 1
282
Per quanto riguarda i test che valutano l’accelerazione iniziale e la velocità massima in corsa,
gli studi precedenti 19, 35, 36 hanno ottenuto risultati migliori nei test di sprint 10 m e anche nei test
di sprint “volante” 20 m 36, 37 e sprint 30 m 36, 38, 39.
Rispetto al lavoro di Kirkendall et al.36 i risultati
medi parlano a favore dei soggetti di quella ricerca; tuttavia, i migliori risultati sono stati ottenuti
dalle calciatrici della squadra nazionale montenegrina.
Le calciatrici montenegrine hanno conseguito
risultati di migliore qualità nei test di print 10 m
e 30 m rispetto alle calciatrici croate della ricerca
condotta da Vucetic et al.40 I risultati del test di
sprint 30 m erano più scadenti nelle calciatrici
delle ricerche di Krustrup et al.38 e Krustrup et
al.39 ma in una misurazione ripetuta, a causa
dell’affaticamento, dopo una partita.
Siccome le ricerche nel calcio femminile sono
molto meno numerose di quelle nel calcio maschile, la ricerca da Taylor et al.41 non deve certamente essere ignorata; gli autori della ricerca hanno
registrato valori numerici più alti, cioè i risultati
più scadenti dal punto di vista della qualità, nel
test di sprint “volante” 20 m; tuttavia, questa ricerca ha studiato calciatrici d’elite junior.
Nel valutare l’agilità utilizzando il test a zigzag, i risultati ottenuti dalle calciatrici di questa
ricerca, del tutto inaspettatamente, sono correlati
a quelli della ricerca di Kutlu et al.42 dove i soggetti erano maschi, e il risultato medio è più scadente
rispetto alle calciatrici montenegrine. Nel documento di Kutlu et al.42 il campione comprendeva
calciatori professionisti, calciatori dilettanti e volontari. I membri della squadra nazionale montenegrina hanno ottenuto risultati migliori rispetto
ai sub-campioni di volontari e calciatori dilettanti di quella ricerca, e risultati migliori a livello di
campione complessivo, con il solo sub-campione
di calciatori professionisti che ha ottenuto risultati
migliori in confronto.
La resistenza anaerobica è stata valutata mediante il test 300 iarde e, confrontata con i risultati della ricerca disponibili 21, le calciatrici montenegrine possono essere considerate a un livello
superiore per quanto riguarda questo potenziale
funzionale molto importante per la prestazione
complessiva nel gioco del calcio. Nello stesso documento, le calciatrici croate, avendo appena finito
un allenamento per la forza, hanno migliorato le
loro prestazioni e alla misurazione finale hanno
ottenuto risultati molto simili a quelli delle calciatrici montenegrine. Nella stessa prova, i soggetti
in questo documento hanno ottenuto risultati
migliori rispetto a giocatori della ricerca di Lundin 43.
Giugno 2014
(YYIRTL1) was used in this paper to assess
aerobic potential of female soccer players. The
YYIRTL1 captures the players’ ability to recover
from high-intensity exercise, as it is a critical
component of performance in a soccer match.
Krustrup et al.10 validated the YYIRTL1 as a
measure of PMP (physical match performance)
in elite female players. Krustrup et al.10 studied
the best female players from the Danish soccer
league using time-motion analysis and found
that YYIRTL1 relates to both, aerobic and anaerobic capacities in elite female soccer players.
Montenegrin women’s national team soccer
players have shown weaker results in this test
compared to those in all the available studies
over the previous period.10, 32, 36, 44
In fact, their results are at a level of junior female soccer players,44 young male soccer players in case of U15,45 while the results of U16,
U17 and U18 46 are better than Montenegrin female senior soccer players’ results.
According to indicators defined by Bangsbo
et al.47 for elite, moderate-elite and sub-elite
level of female soccer players, subjects in this
research are, judged by the results in YYIRTL1,
below those values.
General relation between physical potential
of Montenegrin players with those from other
countries shows that when it comes to potential of high genetic predisposition they are at
the same level as all other female soccer players. However, in the area of aerobic qualities,
which point to a quality of specific realization
and which are dependent on a quality training
of this kind, they are lagging behind the players from other areas. Relatively short history of
Montenegrin female soccer could be the main
reason for the lack of planned, defined and programmed training imitation, which is the most
probable reason for the situation to be as it is.
The results obtained point to a quality selection,
but also the need for better organised training.
The results of ANOVA (Table II) have shown
that between the players, on the basis of their
playing positions, statistically significant differences were found for the following tests: 20 m
“flying”, 30 m sprint, 300 yards and YYIRTL1.
Also, post hoc analysis (Figures 1-4) revealed
that defenders performed better than goalkeepers and forwards in 300 yards, also in YYIRTL1,
and better than goalkeepers and midfield players in 30 m sprint, while in 20 m “flying”, defenders performed better than players in all other positions. Also, in this, and not only this test,
forwards were better than goalkeepers.
Vol. 67 - No. 2
IDRIZOVIC
Lo Yo-Yo intermittent recovery test di livello 1
(YYIRTL1) è stato utilizzato in questo documento
per valutare il potenziale aerobico delle calciatrici.
Lo YYIRTL1 acquisisce la capacità delle giocatrici
di recuperare dall’esercizio fisico ad alta intensità,
in quanto è una componente fondamentale della
performance in una partita di calcio. Krustrup et
al.10 hanno convalidato lo YYIRTL1 come misura
di PMP (physical match performance) nelle calciatrici d’elite. Krustrup et al.10 hanno studiato le
migliori giocatrici del campionato di calcio danese
utilizzando l’analisi tempo-movimento e hanno
scoperto che lo YYIRTL1 è correlato alle capacità sia
aerobiche, sia anaerobiche delle calciatrici d’elite.
Le calciatrici della nazionale di calcio montenegrina hanno mostrato risultati scadenti in questo test rispetto a quelli di tutti gli studi disponibili
nel periodo precedente 10, 32, 36, 44.
Di fatto, i loro risultati sono al livello delle calciatrici junior 44, dei calciatori junior nel caso di
U15 45, mentre i risultati di U16, U17 e U18 46 sono
migliori di quelli delle calciatrici montenegrine
senior.
Secondo gli indicatori definiti da Bangsbo et
al.47 per le calciatrici d’elite, d’elite media e di
subélite, i soggetti di questa ricerca sono, a giudicare dai risultati di YYIRTL1, al di sotto di tali
valori.
La relazione generale tra il potenziale fisico
delle giocatrici montenegrine e quelle di altri paesi dimostra che quando si tratta di potenziale di
alta predisposizione genetica, esse sono allo stesso livello di tutte le altre calciatrici. Tuttavia, nel
settore delle qualità aerobiche, che indicano una
qualità di realizzazione specifica e che dipendono da un allenamento di qualità di questo tipo,
sono decisamente inferiori alle giocatrici di altre
zone. La storia relativamente recente del calcio
femminile montenegrino potrebbe essere il motivo principale della mancanza di un allenamento
pianificato, definito e programmato, che è la ragione più probabile della situazione esistente. I risultati ottenuti indicano una selezione di qualità,
ma anche la necessità di un allenamento meglio
organizzato.
I risultati ANOVA (Tabella II) hanno dimostrato che tra le giocatrici, sulla base delle rispettive
posizioni di gioco, si sono manifestate differenze statisticamente significative per i seguenti test:
“volante” 20 m, sprint 30 m, 300 iarde e YYIRTL1.
Inoltre, l’analisi post hoc (Figure 1-4) ha rivelato che i difensori avevano migliori prestazioni di
portieri e attaccanti in 300Y e anche in YYIRTL1,
e di portieri e centrocampisti nello sprint 30 m,
mentre nel test sprint “volante” 20 m i difensori
erano migliori delle giocatrici di tutte le altre po-
283
IDRIZOVIC
Further analysis of physical profiles of female soccer players (even though values and
relations were not within the area of statistical
significance) point to the fact that defenders
achieved better results in all the applied tests
for assessing physical ability, except for zigzag
and zigzag with ball test. Midfielders performed
best in these tests. Such result is fully expected
and it corresponds to the fact that midfielders
come before players in other playing positions
in soccer game when it comes agility and knowhow of specific movement structures.
In all other tests, midfielders come right after defenders in quality, except for tests 20 m
“flying” and 30 m sprint, which after defenders
were best performed by forwards. Such result
also corresponds to the fact that speed qualities
are one of the most important characteristics of
forwards in modern soccer.
In zigzag and zigzag with ball test, in which
midfielders achieved best results, second best in
these tests of agility and know-how of specific soccer movement structures were forwards,
which is again in harmony with basic standards
of soccer game and characteristics of separate
playing positions.
Tests assessing explosive strength of lower
extremities CMJ and SLJ have shown that defenders achieved better results than others,
which is a difference from previous statements,
where it is said that goalkeepers performed
best in these tests 8 and that midfielders jump
less than other players on the field, which was
not the case here: instead, midfielders jumped
better than forwards, who were at the identical
level as goalkeepers.
Results by playing position in test YYIRTL1
differ from those observed by Bangsbo et al.47
which state that goalkeepers cross the shortest
distance in this test, which corresponds with our
paper, while quality is enhanced as the lines of
game move towards the other team’s goal, so
backs are better than goalkeepers, defenders
better than backs, midfielders than defenders,
while forwards by distance crossed in YYIRTL1
come right after midfielders. In this research,
the best result was achieved by defenders; they
are followed by midfielders, then defenders,
and finally forwards and, as said above, goalkeepers who crossed the smallest distance.
All the data stated in this paper offer an opportunity to arrive at final conclusions. On the
basis of results within the framework of anthropometric measurements established in female soccer players in this research, it may be
284
sizioni. Inoltre, in questo test e non solo, i centravanti erano migliori dei portieri.
Ulteriori analisi dei profili fisici delle calciatrici
(sebbene i valori e le relazioni non rientrassero
nella zona di significatività statistica) sottolineano il fatto che i difensori hanno ottenuto risultati
migliori in tutti i test applicati per valutare l’abilità
fisica, fatta eccezione per zig-zag e zigzag con la
palla. I centrocampisti hanno ottenuto prestazioni
migliori in questi test. Tale risultato è pienamente
previsto e corrisponde al fatto che i centrocampisti
vengono prima dei calciatori in altre posizioni di
gioco nel calcio, quando si tratta di agilità e di
capacità di strutture motorie specifiche.
In tutti gli altri test, i centrocampisti vengono
subito dopo i difensori, fatta eccezione per i test 20
m “volante” e sprint 30 m, che, dopo i difensori,
hanno visto i migliori risultati da parte dei centravanti. Tale risultato corrisponde anche al fatto
che le qualità di velocità sono una delle caratteristiche più importanti degli attaccanti nel calcio
moderno.
Nel test zigzag e zigzag con la palla, in cui i
centrocampisti hanno ottenuto i risultati migliori, al secondo posto in queste prove di agilità e di
capacità di specifiche strutture motorie calcistiche
c’erano i centravanti, e questo dato è nuovamente
in armonia con gli standard di base del calcio e
con le caratteristiche di gioco delle diverse posizioni.
I test che valutano la forza esplosiva degli arti
inferiori CMJ e SLJ hanno dimostrato che i difensori ottengono risultati migliori di altri, e questa
è una differenza rispetto alle precedenti dichiarazioni, in cui si dice che i portieri eseguivano
meglio questi test 8 e che i centrocampisti saltano
meno di altri giocatori in campo, diversamente
dal caso in questione: invece, i centrocampisti
hanno saltato meglio degli attaccanti, che erano
allo stesso livello dei portieri.
I risultati per posizione di gioco nel test YYIRTL1
differiscono da quelli osservati da Bangsbo et
al.,47 dove si afferma che i portieri percorrono la
distanza più breve in questa prova, dato che corrisponde al nostro documento, mentre la qualità è
migliore quando le linee di gioco avanzano verso
la porta della squadra avversaria, per cui i terzini sono migliori dei portieri, i difensori migliori
dei terzini, i centrocampisti migliori dei difensori, mentre i centravanti, per distanza percorsa in
YYIRTL1, arrivano subito dopo i centrocampisti.
In questa ricerca, il miglior risultato è stato ottenuto dai difensori, seguiti da centrocampisti, poi
difensori, e infine centravanti e, come detto sopra,
portieri, che hanno percorso la distanza minima.
Tutti i dati riportati in questo documento offro-
Giugno 2014
concluded that anthropometric profile of Montenegrin female soccer players, with unsubstantial differences, are within the limits of values
found in many previous studies. The main specificity of such anthropometric profile established in this research relates to body height of
Montenegrin female soccer players, who were
found to possess a greater level of longitudinal
dimensionality indicators in relation to players
from most of already published works on elite
female soccer players. Particularly characteristic is the result arrived at in this research relating to length of lower and upper extremities
of female goalkeepers who probably with this
characteristic of theirs in part make up for other
shortcomings found in them in physical abilities tests.
The view held by Little and Williams48 was
the following: “When testing these components
of speed, specific tests should be used that
evaluate the speed components of importance
to the sport in question. For elite soccer players, a 10-m test of acceleration, a flying 20-m
test of maximum speed, and a zigzag test of
agility would be suitable”. Furthermore, statements have been made that Yo-Yo tests have
been suggested as the best way to assess physical match performance in soccer 10, 49 as they
have been related to sport-specific activities of
soccer.10, 50 There are then findings by Marković
et al.51 and Canavan and Vescovi,52 concerning
CMJ test and its potential in assessing explosive
strength of lower extremities. Coupled with the
fact that 300 yards is considered “an excellent
test of anaerobic lactic endurance capacity and
agility of an athlete” 53 and that it has been used
in a number of best women’s national soccer
teams and clubs for assessing anaerobic endurance, all the above said about physical abilities
of Montenegrin female soccer players, a framework of their physical potentials may be conclusively established.
IDRIZOVIC
no l’opportunità di giungere a conclusioni definitive. Sulla base dei risultati nell’ambito delle misure antropometriche determinate nelle calciatrici
di questa ricerca, si può concludere che il profilo
antropometrico delle calciatrici del Montenegro,
con differenze inconsistenti, rientra nei limiti dei
valori rilevati in molti studi precedenti. La specificità principale del profilo antropometrico determinato in questa ricerca si riferisce alla statura
delle calciatrici montenegrine, che possiedono un
livello superiore di indicatori di dimensionalità
longitudinale rispetto alle giocatrici della maggior
parte delle opere già pubblicate sulle calciatrici
d’elite. Particolarmente caratteristico è il risultato di questa ricerca relativo alla lunghezza degli
arti inferiori e superiori dei portieri femminili, che
probabilmente, grazie a questa loro caratteristica,
in parte bilanciano le altre carenze riscontrate
nei test di abilità fisica.
La tesi di Little e Williams 48 è stata la seguente:
“Durante le prove di questi componenti di velocità, è opportuno utilizzare test specifici che ne valutino l’importanza nello sport in questione. Per i
giocatori di calcio d’elite, sarebbero adatti un test
di accelerazione a 10 m, un test di velocità massima “volante” a 20 m e un test di agilità a zig-zag”.
Inoltre, è stato dichiarato che i test Yo-Yo siano il
modo migliore per valutare le prestazioni fisiche
in una partita di calcio10, 49 poiché sono correlati
ad attività specifiche del calcio 10, 50. Ci sono poi i
risultati di Marković et al.51 e di Canavan e Vescovi 52, relativi al test CMJ e al suo potenziale nella
valutazione della forza esplosiva degli arti inferiori. Insieme al fatto che il test 300 iarde è considerato “un’eccellente prova di capacità anaerobica di
resistenza lattica e di agilità di un atleta” 53 e che
è stato utilizzato in diverse tra le migliori squadre
di calcio nazionali femminili e club per valutare
la resistenza anaerobica, e a quanto sopra detto
circa le capacità fisiche delle calciatrici montenegrine, è possibile stabilire definitivamente un quadro delle loro potenzialità fisiche.
Conclusioni
Conclusions
External physical profile (team profile) of
Montenegrin soccer players, on the basis of all
the applied tests, except for YYIRTL1 and CMJ,
shows they are at a similar (slightly lower or
slightly higher) level with the results achieved
by female soccer players in previous researches. Values of results in tests YYIRTL1 and CMJ,
especially YYIRTL1, deviate from these standards and point to significant deviation from the
results reported so far which, taking in consid-
Vol. 67 - No. 2
Il profilo fisico esterno (profilo della squadra)
delle calciatrici montenegrine, sulla base di tutti i
test applicati, fatta eccezione per YYIRTL1 e CMJ,
mostra che sono a un livello simile (leggermente
inferiore o leggermente superiore) ai risultati ottenuti dalle calciatrici in precedenti ricerche. I valori dei risultati nei test YYIRTL1 e CMJ, soprattutto
YYIRTL1, discostano da questi standard e indicano una deviazione significativa rispetto ai risultati riportati finora e ciò, prendendo in considerazione le opinioni degli autori che hanno studiato
285
IDRIZOVIC
eration views of the authors, who have studied
the topic, would mean a lower level of physical match performance for Montenegrin female
soccer players.
Internal physical profile (profile by playing
positions) of the Montenegrin national team has
a very important characteristic. Globally seen,
defenders show the highest level of physical
qualities. This statement does not apply to zigzag and zigzag with ball test, in which midfielders achieved best results, which testifies to the
fact that on the level of basic physical capacities
defenders of Montenegrin national team perform best, but also that specific physical potential lies with midfielders, followed by forwards
and then defenders. Though at first glance specificity of internal profile is pronounced, further
analysis suggests a lower emphasis. Goalkeepers achieved the lowest level of results in nine
out of 10 applied tests, while in CMJ test only
defenders were jumping less. Specificity of their
physical profile, must be interpreted in total,
together with profile of their anthropometric
characteristics, which have shown an important
independence, and thus affected their overall
soccer quality differently from that of other
playing positions.
Practical value of a research like this one is
mostly evident in the fact that the data collected
may be used directly in the selection and training process, particularly of developing national
teams. Furthermore, results presented in this
paper may serve to future works on the topic,
which will provide information on specificities
of Montenegrin elite players, and at the same
time as a possible parameter for comparison.
Collectively, to the end of general development
of soccer globally, this paper offers information
from the areas in which it has still not reached a
comparable popularity and importance.
1) Jezek G. Women in soccer. [Retrieved
2012 November 10]. Available from: http:/
www.historyofsoccer.info/women_soccer.html
2) Reilly T. Special populations. In: Reilly
T, editor. Science and soccer. London: E
& FN Spon; 1996. p. 109-23.
3) Ali A. Fluid ingestion and soccer performance in female players. Massey University Auckland, NZ: Institute of Food,
Nutrition and Human Health; 2007.
4) Davis JA, Brewer J. Applied physiology of female soccer players. Sport Med
1993;16:180-9.
5) Tumilty D, Darby S. Physiological
characteristics of female soccer players. J
Sport Sci 1992;10:144.
286
l’argomento, significherebbe un livello inferiore
di prestazioni fisiche in partita per le calciatrici
montenegrine.
Il profilo fisico interno (profilo secondo le posizioni di gioco) della nazionale montenegrina ha
una caratteristica molto importante. Considerato
globalmente, i difensori mostrano il livello massimo di qualità fisiche. Questa affermazione non
vale per le prove zig-zag e zig-zag con la palla, in
cui i centrocampisti hanno ottenuto i migliori risultati; ciò dimostra il fatto che, a livello di capacità fisiche fondamentali, i difensori della squadra
nazionale montenegrina hanno prestazioni migliori, ma anche che il potenziale fisico specifico
spetta ai centrocampisti, seguiti dagli attaccanti e
poi dai difensori. Anche se a prima vista la specificità del profilo interno è pronunciata, un’ulteriore analisi suggerisce una minore enfasi. I portieri
hanno raggiunto il livello più basso dei risultati
in nove prove su dieci, mentre nella prova CMJ
solo i difensori saltavano meno. La specificità del
loro profilo fisico deve essere interpretata nel complesso, insieme al profilo delle loro caratteristiche
antropometriche, che hanno mostrato un’indipendenza importante e quindi ha influito sulla qualità complessiva del calcio, diversamente dalle altre
posizioni di gioco.
Il valore pratico di una ricerca come questa
è soprattutto evidente nel fatto che i dati raccolti
possano essere utilizzati direttamente nel processo
di selezione e allenamento, in particolare per lo
sviluppo di squadre nazionali. Inoltre, i risultati
presentati in questo documento possono servire
per lavori futuri sul tema, che forniranno informazioni sulle specificità delle calciatrici montenegrine d’elite, e allo stesso tempo un possibile parametro di confronto. Collettivamente, allo scopo
dello sviluppo generale del calcio a livello globale,
questo documento offre informazioni provenienti
da zone in cui non ha ancora raggiunto una popolarità e un’importanza comparabile.
6) Tamer K, Gunay G, Tiryaki G, Cicioolu
I, Erol E. Physiological characteristics of
Turkish female soccer players. In: Reilly
T, Bangsbo J, Hughes M, editors. Science
and Football III. London: E & Spon; 1997.
p. 37-42.
7) Todd M, Scott D, Chisnall J. Fitness
characteristics of English female soccer
players: an analysis by position and playing standard. In: Spinks W, Reilly T, Murphy A, editors. Science and football IV.
London: E & Spon; 2002. p. 374-81.
8) Stølen T, Charmari K, Castagna C, Wisloff U. Physiology of soccer: An update.
Sport Med 2005;35:501-36.
9) Polman R, Walsh D, Bloomafield J,
Nesti M. Effective conditioning of female
soccer players. J Sport Sci 2004;22:191203.
10) Krustrup P, Mohr M, Ellingsgaard C,
Bangsbo J. Physical demands during an
elite female soccer game: Importance of
training status. Med Sci Sports Exercise
2005;37:1242-8.
11) Mohr M, Krustrup P, Andersson H,
Kirkendal D, Bangsbo J. Match activities
of elite women soccer players at different
performance levels. J Strength Cond Res
2008;22:341-9.
12) Jensen K, Larsson B. Variation in
physical capacity in a period including
supplemental training of the national
Danish soccer team for women. In: Reilly
T, Clarys J, Stibbe A, editor. Science and
football II. London: E&FN Spon; 1993. p.
114-7.
13) Sirotic AC, Coutts AJ. Physiological
and performance test correlates of pro-
Giugno 2014
longed, high-intensity, intermittent running performance in moderately trained
women team sport athletes. J Strength
Con Res 2007;21:138-44.
14) Sporis G, Canaki M, Barisic V. Morphological differences of elite Croatian
female soccer players according to team
position. Hrvatski športskomedicinski
vjesnik 2007;22:91-6. [In Croatian].
15) Nesser TW, Lee WL. The relationship
between strength and performance in Division I female soccer players. J Exercise
Physiol-online 2009;12:21-8.
16) Stieg JL, Faulkinbury KJ, Tran TT,
Brown LE, Coburn JW, Judelson DA.
Acute effects of depth jump volume on
vertical jump performance in collegiate
women soccer players. Kinesiology
2011;43:25-30.
17) Rhodes EC, Mosher RE. Aerobic characteristics of female university soccer
players. J Sport Sci 1992;10:143-4.
18) Barfield WR, Kirkendall DT, Yu B.
Kinematic instep kicking differences between elite female and male soccer players. J Sport Sci Med 2002;1:72-9.
19) Scott D. Physical status of elite female soccer players. J Sport Sci Med
2007;6(Suppl. 10):185.
20) Andersson H. The physiological impact of soccer on elite female players
and the effects of active recovery training. Unpublished doctoral dissertation.
Örebro Studies in Sport Sciences, Örebro
University; 2010.
21) Sporis G, Jovanovic M, Krakan I,
Fiorentini F. Effects of strength training on
aerobic and anaerobic power in female
soccer players. Sport Sci 2011;4:32-7.
22) Helgerud J, Hoff J, Wisløff U. Gender
differences in strength and endurance of
elite soccer players. In: Spinks W, Reilly
T, Murphy A, editors. Science and football IV. Sydney: Taylor and Francis; 2002.
p. 382.
23) Hewitt A, Withers R, Lyons K. Match
analyses of Australian international female soccer players using an athlete
tracking device. In: Reilly T, Korkusuz F,
editors. Proceedings of the Sixth World
Congress on Science and Football. London: Routledge; 2007. p. 224-8.
24) Idrizovic K. Motoričke sposobnosti i
morfološke karakteristike školske omladine i njihove relacije sa atletskim disciplinama. Nikšić: Unigraf; 2004. [In Montenegrin].
25) Martinez V, Coyl E. Sleep, pre-game
fatigue, and game performance in female
college soccer players. J Sport Sci Med
2007;6(Suppl. 10):182-3.
26) Coon CS. The races of Europe. New
York: The Macmillan Company; 1939.
27) Pineau JC, Delamarche P, Bozinovic S.
Les Alpes Dinariques: un peuple de sujets
de grande taille. C R Biol 2005;328:841-6.
28) Mcdowell MA, Fryar CD, Ogden CL,
Flegal KM. Anthropometric reference
data for children and adults: United
States, 2003-2006. National Health Statistics Reports 2008;10.
29) Garcia J, Quintana-Domeque C. The
evolution of adult height in Europe: a
brief note. Econ Human Biol 2007;5:3409.
30) Stratton G, Reilly T, Williams A, Richardson D. Youth soccer: from science to
performance. London: Routledge; 2004.
31) Andersson H, Raastad T, Nilsson J,
Paulsen G, Garthe I, Kadi F. Neuromuscular fatigue and recovery in elite female
soccer: Effects of active recovery. Med Sci
Sport Exercise 2008;40:372-80.
32) Hunter J. Lower-limb explosive
power and physical match performance
in collegiate female soccer players. Unpublished Master’s thesis. Department of
Kinesiology, Humboldt State University,
Arcata, CA; 2008.
33) Vecovi JD, Rupf R, Brown TD,
Marques MC. Physical performance characteristics of high-level female soccer
player 12-21 years of age. Scand J Med
Sci Sport 2011;21:670-8.
34) Castagna C, Castellini E. Vertical jump
performance in Italian Male and Female
National Teams Soccer Players. J Strength
Cond Res 2013;27:1156-61.
35) Babcock BF. The effects of a strength
and conditioning program on performance of female soccer players: starters vs.
nonstarters. Unpublished Master’s thesis.
Deparetment of Kinesilogy, California
State University, Sacramento, CA; 2010.
36) Kirkendal DT, Leonard K, Garrett WE.
On the relationship of fitness to running
volume and intensity in female soccer
players. In: Reilly T, Cabri J, Araújo D,
editors. Proceedings of the Fifth World
Congress on Science and Football. London: Routledge; 2005. p. 410-3.
37) White E. The association between
power and sprint performance in collegiate female soccer players. Unpublished
Master’s thesis. The Faculty of Humboldt
State University; 2009.
38) Krustrup P, Andersson H, Mohr M,
Bredsgaard Randers M, Majgaard Jensen
J, Zebis M et al. Match activities and fatigue development of elite female soccer
players at different levels of competition.
In: Reilly T, Korkusuz F, editors. Proceedings of the Sixth World Congress on Science and Football. London: Routledge;
2009. p. 205-11.
39) Krustrup P, Zebis M, Jensen J, Mohr
IDRIZOVIC
M. Game-induced fatigue patterns in
elite female soccer. J Strength Cond Res
2010;24:437-41.
40) Vucetic V, Sporis G, Jukic I. Muscle
strength, kicking and sprinting performance parameters in elite female soccer
players. J Sport Sci Med 2007;6(Suppl.
10):109-10.
41) Taylor JM, Portas MD, Wright MD,
Hurst C, Weston M. Within-season variation of fitness in elite youth female soccer
players. J Athletic Enhanc 2012;1:1-5.
42) Kutlu M, Yapici H, Yoncalik O, Serkan. Comparison of a new test for agility
and skill in soccer with other agility tests.
J Hum Kinet 2012;33:143-50.
43) Lundin JK. The relationship between
performance of high intensitiy intermittent exercise and aerobic and anaerobic
capacities. Unpublished Master’s thesis.
California State University, Northridge,
CA; 2012.
44) Mujika I, Santisteban J, Impellizzeri
F, Castagna C. Fitness determinants of
success in men’s and women’s football. J
Sport Sci 2009;27:107-14.
45) Castagna C, Manzi V, Impellizzeri F,
Weston M, Barbero Alvarez JC. Relationship between endurance field tests and
match performance in young soccer players. J Strength Cond Res 2010;24:3227-33.
46) Spencer M, Pyne D, Santisteban J,
Mujika I. Fitness determinants of repeated-sprint ability in higly trained youth
football players. Int J Sport Physiol Perform 2011;6:497-508.
47) Bangsbo J, Iaia M, Krustrup P. The
Yo-Yo intermittent recovery test: A useful
tool for evaluation of physical performance in intermittent sports. Sport Med
2008;38:37-51.
48) Little T, Williams AG. Specificity of
acceleration, maximum speed, and agility
in professional soccer players. J Strength
Con Res 2005;19:76-8.
49) Bangsbo J, Norregaard L, Thorsoe
F. Activity profile of competition soccer.
Can J Sport Sci 1991;16:110-6.
50) Krustrup P, Mohr M, Amstrup T, Rysgaard T, Johansen J, Steenberg A et al. The
Yo-Yo intermittent recovery test: Physiological response, reliability, and validity.
Med Sci Sport Exercise 2003;35:697-705.
51) Markovic G, Dizdar D, Jukic I, Cardinale M. Reliability and factorial validity of
squat and countermovement jump tests. J
Strength Cond Res 2004;18:551-5.
52) Canavan PK, Vescovi JD. Evaluation
of power prediction equations: peak vertical jumping power in women. Med Sci
Sport Exercise 2004;36:1589-93.
53) Jones A. 300-yard shuttle run. Natl
Strength Cond Assoc J 1991;13:56-60.
Acknowledgments.—The author would like to express a deep gratitude to the President of the Football Association of
Montenegro, Dejan Savicevic, the head coach of Montenegrin national team, Zoran Mijovic and to female footballers of the
Montenegrin national team. Without their approval and their great help this study would have not been completed.
Received on September 5, 2013. - Accepted for publication on March 26, 2014.
Corresponding author: K. Idrizovic, PhD, Assoc. Prof., Faculty of Sport and Physical Education, University of Montenegro,
Dzordza Vasingtona 6/176, 81000 Podgorica, Montenegro. E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 2
287
Orthopedic area
Area ortopedica
MED SPORT 2014;67:289-95
Corticosteroid and hyaluronic
acid injection therapy in tennis
elbow (lateral epicondylalgia)
Corticosteroidi ed acido ialuronico per via infiltrativa nel
trattamento del gomito del tennista (epicondilite laterale)
A. BERNETTI 1, 2, M. MANGONE 1, M. PAOLONI 1, L. DI SANTE 1, M. MURGIA 1, V. SANTILLI 1
1Board
of Physical Medicine and Rehabilitation, Department of Orthopedics, “Sapienza” University,
Rome, Italy
2“A. Venerando” Institute of Medicine and Sports Science, CONI, Rome, Italy
SUMMARY
Aim. Aim of the study was to compare the long-term effectiveness of the infiltration of local corticosteroids versus a
protocol of one infiltration of local corticosteroid followed by 3 infiltrations of low molecular weight hyaluronic acid.
Methods. This prospective study was conducted on 11 patients, practicing tennis as a hobby, who were diagnosed
with humeral epicondylitis at our outpatient clinic between June 2012 and June 2013. Patients were randomly assigned into two equal groups. Group 1 received a single peritendinous injection of 1 mL methylprednisolone acetate
40 mg/mL with 0.8 mL lidocaine on the humeral epicondyle. Group 2 patients received a single peritendinous injection of 1 mL methylprednisolone acetate 40 mg/mL with 0.8 mL lidocaine plus an injection of 1 mL of low molecular
weight hyaluronic acid 10 days later and once a week for two more times. Patients were evaluated with the Italian
version of the Disabilities of the Arm, Shoulder and Hand questionnaire before injection and at the 3 and 6 months
follow-up.
Results. We evaluate the patient before the beginning of the treatment, 3 months and 6 months later. There were no
significant differences between the two groups with regard to gender, age, follow-up period, symptom duration, involved side and dominant limbs. The DASH scores of Group 2 were significantly lower than those of Group 1 at the
6 months follow-up (P=0.003).
Conclusion. Long-term clinical success in the treatment of lateral epicondylitis could depend on the choice of the
injection drugs. The injection of methylprednisolone acetate 40 mg/mL with 0.8 mL lidocaine plus injection of 1
mL of low molecular weight hyaluronic acid 10 days later and once a week for two more times appears to be more
effective than the single injection of methylprednisolone acetate 40 mg/mL with 0.8 mL lidocaine in the long-term.
Key words: Tennis elbow - Hyaluronic acid - Injections.
RIASSUNTO
Obiettivo. Scopo di questo studio era confrontare l’efficacia a medio- e lungo termine delle infiltrazioni di corticosteroidi locali versus un protocollo di una infiltrazione di corticosteroidi locali seguita da 3 infiltrazioni di acido ialuronico
a basso peso molecolare nella gestione dell’epicondilite omerale.
Metodi. Questo studio prospettico randomizzato è stato condotto su 11 pazienti, sportivi che praticavano tennis come
attività amatoriale, affetti da epicondilite omerale e giunti presso il nostro ambulatorio tra giugno 2012 e giugno 2013. I
pazienti sono stati assegnati in modo randomizzato a due gruppi uguali per caratteristiche. Il Gruppo 1 ha ricevuto una
singola infiltrazione peritendinea di 1 ml di metilprednisolone acetato 40 mg/ml con 0,8 ml di lidocaina a livello dell’epicondilo omerale. I pazienti del Gruppo 2 hanno ricevuto una singola infiltrazione peritendinea di 1 ml di metilprednisolone acetato 40 mg/ml con 0,8 ml di lidocaina più un’infiltrazione di 1 ml di acido ialuronico a basso peso molecolare
dopo 10 giorni e successivamente una volta alla settimana per altre due volte. I pazienti sono stati valutati con la versione
italiana del questionario DASH (Disabilities of the Arm, Shoulder and Hand) prima della terapia e ai follow-up a 3 e 6 mesi.
Vol. 67 - No. 2
289
BERNETTI
Corticosteroid and hyaluronic acid injection for lateral epicondylalgia
Risultati. Ogni paziente è stato valutato prima dell’inizio del trattamento, e successivamente 3 mesi e 6 mesi dopo
l’inizio della terapia. Non ci sono state differenze significative tra i due gruppi per quanto riguarda sesso, età, periodo
di follow-up, durata dei sintomi, lato dell’arto coinvolto e arto dominante. I punteggi della scala DASH del gruppo 2
erano significativamente più bassi di quelli del gruppo 1 (P=0,003) al follow-up a 6 mesi.
Conclusioni. Il successo clinico a lungo termine nel trattamento dell’epicondilite mediante infiltrazioni peritendinee
potrebbe dipendere dalla scelta del farmaco. L’infiltrazione peritendinea di metilprednisolone acetato 40 mg/ml con
0,8 ml di lidocaina seguita dall’infiltrazione di 1 ml di acido ialuronico a basso peso molecolare 10 giorni più tardi e
una volta alla settimana per altre due volte sembra essere più efficace della singola infiltrazione di metilprednisolone
acetato 40 mg/ml con 0,8 ml di lidocaina nel medio- e lungo termine.
Parole chiave: omerale Tennista, gomito - Acido ialuronico - Infiltrazioni.
H
umeral epicondylalgia is a pathology characterised by pain of the lateral area of the
elbow at the origin of the wrist and finger extensor muscles. This condition, which affects
from 1% to 5% of the population, is due to the
degeneration of tendon insertion caused by repeated micro-traumas.1 Humeral epicondylalgia
can traditionally affect tennis players, in particular. Specifically, those who practice tennis at
amateur level, that often practice this sport without athletic and technical preparation, or with
inadequate sports equipment, frequently suffer
from this pathology. Furthermore, factors such
as: age, gender, volume of play, level of ability, properties of the racket and grip, as well as
the surface of play, can affect the incidence and
prevalence of this pathology.2-4 Different methods, from local injections to surgical techniques,
are suggested to treat humeral epicondylalgia.
Nevertheless, the primary treatment of this
problem is generally conservative, but very few
methods have been validated scientifically and
there is a lack of proof that shows the superiority of one technique over another.5
The purpose of this study was to compare
the effectiveness of a single peritendinous injection of 1 ml of methylprednisolone acetate
40 mg/mL with 0.8 mL lidocaine at the level of
the humeral epicondyle compared with a protocol of a single peritendinous injection of 1
mL methylprednisolone acetate 40 mg/mL with
0.8 mL lidocaine plus an injection of 1 mL lowmolecular weight hyaluronic acid at a distance
of 10 days from the first injection and subsequently once a week for another two times.
L
’epicondilite omerale è una patologia caratterizzata da dolore a livello della regione laterale del gomito all’origine dei muscoli estensori
del polso e delle dita. Questa condizione, che colpisce dall’1% al 5% della popolazione, è dovuta alla
degenerazione dell’inserzione dei tendini causata
da microtraumi ripetuti 1. L’epicondilite omerale
classicamente può colpire in particolare i giocatori di tennis. In particolare coloro che praticano
il tennis a livello amatoriale, che spesso praticano
questo sport senza preparazione atletica e tecnica,
o con attrezzature sportive inadeguate, incorrono
frequentemente in questa patologia. Inoltre fattori quali: l’età, il sesso, il volume di gioco, il livello
di abilità, le proprietà della racchetta e dell’impugnatura, nonché la superficie di gioco, possono
influenzare l’incidenza e la prevalenza di questa
patologia 2-4. Diversi metodi, dalle infiltrazioni locali alle tecniche chirurgiche, vengono suggeriti
nel trattamento dell’epicondilite omerale. Tuttavia
il trattamento primario di questa problematica è
generalmente conservativo, ma ben pochi metodi
sono stati validati dal punto di vista scientifico e
vi è una mancanza di prove che dimostrino la superiorità di una tecnica rispetto ad un altra 5. Lo
scopo di questo studio è quello di confrontare l’efficacia di una singola infiltrazione peritendinea
di 1 ml di metilprednisolone acetato 40 mg/ml con
0,8 ml di lidocaina a livello dell’epicondilo omerale rispetto a un protocollo costituito da una singola
infiltrazione peritendinea di 1 ml di metilprednisolone acetato 40 mg/ml con 0,8 ml di lidocaina
più un’infiltrazione di 1 ml di acido ilauronico a
basso peso molecolare a 10 giorni di distanza dalla prima infiltrazione e successivamente una volta
alla settimana per altre due volte.
This study included 11 patients (7 males and
4 females), with an average age of 43 years,
who practiced tennis at amateur level, and
came to our observation between June 2012
and June 2013, diagnosed with humeral epi-
290
Materiali e metodi
Sono stati inclusi in questo studio 11 pazienti
(7 maschi e 4 femmine) di età media pari a 43
anni, che praticavano tennis a livello amatoriale,
che sono giunti alla nostra osservazione tra giu-
Giugno 2014
condylalgia. The following diagnostic criteria
were used: age between 20 and 60, presence
of significant pain of the humeral epicondyle
during daily activities, such as playing tennis,
opening a bottle, driving, etc.; symptoms had
not started more than three months before;
presence of significant pain upon acupressure
at the level of the humeral epicondyle in correspondence of the osteo-tendon junction of the
origin of the wrist and finger extensor muscles;
increase in pain during the active dorsal flexion
of the wrist and third finger of the hand against
resistance with the elbow extended. Patients
suffering from concomitant systemic rheumatic
disease, patients affected by cervical pathologies, bone pathologies, elbow instability, tendon calcification, ulnar nerve entrapment and
those who had been operated on or had received local injections or recent treatments to
the elbow or had suffered serious traumas were
excluded from the study. Patients suffering from
pathologies such as diabetes, hypertension and
glaucoma, which contraindicated the use of
corticosteroids, were also excluded. At the first
visit all patients had suspended the sport due
to pain. Each patient was also submitted to an
ultrasound of the elbow (Figure 1) to confirm
the diagnosis and exclude the presence of calcification. The study was conducted in conformity with the ethical standards of Helsinki 6 and
the patients were informed on the possible collateral effects of both treatment options, all the
patients had signed the informed consent forms
before inclusion in the study. The patients included in the study were randomly assigned to
two groups using a casual assignment software.
The patients of GROUP 1 (6 patients, 4 males,
2 females) received a single peritendinous injection of 1 ml of methylprednisolone acetate
40 mg/ml with 0.8 mL lidocaine. The patients
of Group 2 (5 patients 3 males and 2 females)
received a single peritendinous injection of 1
mL methylprednisolone acetate 40 mg/mL with
0.8 mL lidocaine followed by a cycle of three
injections of low-molecular weight hyaluronic
acid, the first after 10 days from the injection of
methylprednisolone acetate 40 mg/mL with 0.8
mL lidocaine and the other two after a further 7
and 14 days. The injections were administered
with syringes having a 27-gauge needle and a
length of 2.5 cm. The skin was prepared using
betadine 1%. The injections were always administered by the same operator using a standard
approach along the lateral epicondyle with the
arm involved flexed and resting on a surface.
Vol. 67 - No. 2
BERNETTI
gno 2012 e giugno 2013, nei quali è stata diagnosticata un’epicondilite omerale. Sono stati utilizzati i seguenti criteri diagnostici: età compresa tra
i 20 ed i 60 anni, presenza di dolore significativo
a livello dell’epicondilo omerale durante le attività quotidiane, come giocare a tennis, aprire una
bottiglia, guidare ecc; sintomatologia non iniziata
da più di tre mesi; presenza di significativa algia
alla digitopressione a livello dell’epicondilo omerale in corrispondenza della giunzione osteotendinea dell’origine dei muscoli estensori di polso e
delle dita; aumento del dolore durante la flessione
dorsale attiva del polso e del terzo dito della mano
contro resistenza con il gomito in estensione. Sono
stati esclusi dallo studio pazienti con concomitante malattia reumatica sistemica, pazienti affetti da
patologie cervicali, patologie ossee, instabilità del
gomito, calcificazioni tendinee, intrappolamento
del nervo ulnare e coloro che erano stati operati o
avevano ricevuto infiltrazioni locali o recenti trattamenti a livello del gomito o che avevano avuto
gravi traumi. Sono stati esclusi anche i pazienti
affetti da patologie che controindicano l’uso di
corticosteroidi, come il diabete, l’ipertensione e il
glaucoma. Al momento della prima visita tutti i
pazienti avevano sospeso lo sport a causa del dolore. Ciascun paziente è stato inoltre sottoposto a un
esame ecografico del gomito (Figura 1) allo scopo
di confermare la diagnosi e di escludere la presenza di calcificazioni. Lo studio è stato condotto in
conformità con gli standard etici di Helsinki 6 e i
pazienti sono stati informati circa i possibili effetti
collaterali di entrambe le opzioni di trattamento.
Tutti i pazienti hanno firmato i moduli di consenso informato prima di essere inclusi nello studio.
I pazienti inclusi nello studio sono stati quindi
assegnati in modo randomizzato in due gruppi
utilizzando un software di assegnazione casuale.
I pazienti del Gruppo 1 (6 pazienti, 4 maschi e 2
femmine) hanno ricevuto una singola infiltrazione peritendinea di 1 ml di metilprednisolone acetato 40 mg/ml con 0,8 ml di lidocaina. I pazienti
del Gruppo 2 (5 pazienti 3 maschi e 2 femmine)
hanno ricevuto una singola infiltrazione peritendinea di 1 ml di metilprednisolone acetato 40 mg/
ml con 0,8 ml di lidocaina seguita da un ciclo di
3 infiltrazioni di acido ialuronico a basso peso
molecolare, la prima effettuata dopo 10 giorni
dall’infiltrazione di metilprednisolone acetato 40
mg/ml con 0,8 ml di lidocaina e le altre due dopo
ulteriori 7 e 14 giorni. Le iniezioni sono state somministrate utilizzando siringhe con ago da 27 G
e 2,5 cm di lunghezza. La pelle è stata preparata
utilizzando betadine 1%. Le iniezioni sono state
eseguite sempre dallo stesso operatore utilizzando
un approccio standard lungo l’epicondilo laterale
291
BERNETTI
Figure 1.—Site of injection.
Figura 1. — Sito di infiltrazione.
Figure 2.—Humeral epicondyle ultrasound (longitudinal
scan).
Figura 2.—Ecografia epicondilo omerale (scansione longitudinale).
The injections were administered at a distance
of 1 cm from the humeral epicondyle in the
point of greatest pain (Figure 2) in two levels
in a fan-shaped manner as described by Petrella.7 Each patient was assessed using the Italian version of the DASH questionnaire to assess the disability of the upper limb 8 before
the treatment (T0), three months later (T1) and
six months (T2) after the treatment. The DASH
questionnaire was also chosen for its optional
form on sports and recreational activities. The
questions in this form refer to the impact of the
pathology on the limb involved on the ability to
play or practice the sport. The points obtained
by all the items are then used to calculate a
score which ranges from 0 (no disability) to 100
(most serious disability). This score is called
DASH. The statistical analysis was performed
using the statistical package SSP 2.5 (Smith’s
Statistical Package, version 2.75, 2004, Gary
Smith, Pomona College, Claremont, CA, USA).
The normality of the data was verified using
the D’Agostino Pearson’s test and the parametric or non-parametric analyses were carried out
depending on the cases. One-way ANOVA was
used to determine the differences between the
groups at each follow-up point. The level of importance was set at P<0.05 for all the analyses.
con il braccio interessato flesso e poggiato su una
superficie. Le iniezioni sono state somministrate a
una distanza di circa 1 cm dall’epicondilo omerale nel punto di maggior dolore (Figura 2) in due
piani con una tecnica a ventaglio come descritto
da Petrella 7. Ogni paziente è stato valutato utilizzando la versione italiana del questionario DASH
per la valutazione della disabilità dell’arto superiore 8 prima del trattamento (T0), a tre mesi (T1)
e sei mesi (T2) dopo il trattamento. Il questionario
DASH è stato scelto anche per il suo modulo opzionale riguardante le attività sportive e ricreative. Le
domande in questo modulo si riferiscono all’impatto della patologia a livello dell’arto interessato sulla capacità di giocare o praticare lo sport.
I punteggi ottenuti da tutti gli item vengono poi
utilizzati per calcolare un punteggio che va da 0
(nessuna disabilità) a 100 (disabilità più grave).
Tale punteggio è chiamato DASH score. L’analisi
statistica è stata effettuata utilizzando il pacchetto statistico SSP 2.5 (Smith’s Statistical Package,
version 2.75, 2004, Gary Smith, Pomona College,
Claremont, CA, USA). La normalità dei dati è stata verificata mediante il test di D’Agostino-Pearson e le analisi parametriche o non parametriche
sono state eseguite, a seconda dei casi. L’Anova
a una via è stata utilizzata per determinare le
differenze in ogni follow-up tra i gruppi. Il livello
di significatività è stato fissato a P<0,05 per tutte
le analisi.
Results
No statistically important difference was
found between groups 1 and 2 in terms of age,
gender, involvement of the dominant side, or
DASH score before treatment. No statistically
important difference was found between the
values of the DASH scale relating to group 1
between the follow-up points at 3 months
and 6 months; a statistically important difference was highlighted relating to the values of
the DASH scale of group 2 between follow-up
292
Risultati
Non è stata rilevata alcuna differenza statisticamente significativa in termini di età, sesso,
coinvolgimento del lato dominante, o punteggio
DASH prima del trattamento tra gruppi 1 e 2. Non
è stata notata alcuna differenza statisticamente
significativa tra i valori della scala DASH relativi
al gruppo 1 tra il follow-up a 3 mesi e a 6 mesi;
una differenza statisticamente significativa è stata evidenziata relativamente ai valori della scala
Giugno 2014
BERNETTI
Table I.—Median DASH (sports activity form).
Tabella I. — DASH media (modulo attività sportive).
T0
T1
T2
Group 1
Group 2
P value
73
58
36
75
48
12
0.255
0.394
0.003
points at 3 months and 6 months. (P=0.004).
No statistically significant difference was noted
between the two groups at the follow-up point
at 3 months even if a tendency to improvement
of the parameters relating to the DASH scale in
group 2 was noted. A statistically important difference was highlighted between the values of
the DASH scale of group 1 compared with the
values of group 2 at the final follow-up point at
six months (P=0.003). Specifically, an improvement was highlighted in the values relating to
the form concerning sports and recreational activities (Table I). At the follow-up point of 6
months, each patient of GROUP 2 resumed the
sports activity previously carried out, though
with more rest days after the activity.
DASH del gruppo 2 tra i follow-up a 3 e 6 mesi.
(P=0,004). Non è stata notata alcuna differenza
statisticamente significativa tra i due gruppi a 3
mesi di follow-up, anche se si è notata una tendenza al miglioramento dei parametri relativi
alla scala DASH nel gruppo 2. È stata evidenziata
una differenza statisticamente significativa tra i
valori della scala DASH del gruppo 1 confrontati
con i valori del gruppo 2 al follow-up finale a sei
mesi (P=0,003). In particolare è stato evidenziato
un miglioramento dei valori relativi al modulo riguardante le attività sportive e ricreative (Tabella
I). A 6 mesi di follow-up, ogni paziente del Gruppo
2 ha ripreso l’attività sportiva svolta in precedenza, anche se con più giorni di riposo dopo l’attività.
Discussion and conclusions
Discussione e conclusioni
The efficacy of the injections of corticosteroids in managing inflammatory and degenerative tendinopathies and pathologies affecting
the musculoskeletal system is known; unfortunately, symptom control is often time limited and the effect of the therapy wears off at a
distance.9 Di Sante et al.10 have shown for example how the injection of corticosteroids is a
useful technique in treating osteoarthritis of the
knee complicated by Baker’s pseudocysts. Nevertheless, the collateral effects of such therapy
are well-known and, therefore, its use must be
limited over time.11 Humeral epicondylalgia is
a condition characterised by pain, at times invalidating, of the lateral portion of the elbow
and is associated to degenerative changes at the
level of origin of the wrist and finger extensor
muscles. This pathology is generally treated using conservative treatments. Literature has suggested a variety of methods to treat it such as:
injection of corticosteroids, laser therapy, ultrasound therapy and shock waves.5-12 Specifically,
high-intensity laser therapy seems to be more
effective than TENS in managing the pain which
characterises this pathology.13 Different studies
have reported that, though the injections of corticosteroids in treating humeral epicondylalgia
L’efficacia delle infiltrazioni di corticosteroidi
nella gestione delle tendinopatie e delle patologie
infiammatorie e degenerative a carico dell’apparato muscolo-scheletrico è nota, purtroppo il
controllo della sintomatologia è spesso limitato
nel tempo e l’effetto della terapia si esaurisce a distanza 9. Di Sante et al. 10 hanno dimostrato ad
esempio come l’infiltrazione di corticosteroidi è
una tecnica utile nel trattamento dell’osteoartrite
del ginocchio complicata da pseudocisti di Baker.
Tuttavia sono inoltre ben noti gli effetti collaterali
di tale terapia ed il suo uso deve perciò essere limitato nel tempo 11. L’epicondilite omerale è una
condizione caratterizzata da dolore, a volte invalidante, a carico della porzione laterale del gomito ed è associata a cambiamenti degenerativi a
livello dell’origine dei muscoli estensori del polso
e delle dita. Questa patologia è generalmente trattata per via conservativa. Una varietà di metodi
sono stati suggeriti in letteratura per il suo trattamento come: l’infiltrazione di corticosteroidi, la
laserterapia, la ultrasuonoterapia, o le onde d’urto 5-12. In particolare la laser terapia ad alta intensità sembra essere più efficace della TENS nella
gestione del dolore caratteristico di questa patologia 13. Diversi studi hanno riportato che, sebbene
le infiltrazioni di corticosteroidi, nel trattamento
dell’epicondilite omerale, riducano il dolore a bre-
Vol. 67 - No. 2
293
BERNETTI
reduce the pain in the short-term, the efficacy
of this method disappears in the long-term.14, 15
Verhaar et al.,16 having compared the results
of the injections of corticosteroids and “Cyriax
Type” physiotherapy, concluded that corticosteroids were much more effective in reducing
pain at the follow-up point of 6 weeks, but did
not differentiate from physiotherapy at the follow-up point of 12 months. Furthermore, Newcomer 17 compared the therapy using local injections of corticosteroids with several techniques
of manual physiotherapy (manipulations, therapeutic exercises, stretching) by means of a prospective, randomised and double-blind study,
failing to find a significant difference between
the two methods at the follow-up point of 6
months, and recommend physiotherapy as firstline treatment. The main effect of corticosteroids
in association with hyaluronic acid in treating
inflammatory and degenerative pathologies of
tendons, in terms of pain reduction, has already
been demonstrated in several studies. Callegari
et al.18 have shown that injections of hyaluronic
acid and corticosteroids could be a safe and reliable approach for treating trigger finger. Muneta
et al.19 have shown that hyaluronic acid injected
at the interface between patellar ligament and
infrapatellar fat pad at the proximal insertion,
in sports patients with rotolus tendinopathy, is
an optional and effective treatment. Even if the
efficacy of local corticosteroids is not long-lasting and their success in recovering tendinous
degeneration is not clearly defined 20, 21 these
agents are frequently used in treating humeral
epicondylalgia. A recent review has also shown
how, despite the short-term efficacy of corticosteroid injections, hyaluronic injections could be
a valid aid for the long-term treatment of humeral epicondylalgia.22 Our results show that
in treating humeral epicondylalgia, to follow a
corticosteroid injection with a protocol of 3 peritendinous injections of 1 mL of low-molecular
weight hyaluronic acid at single weekly intervals, allows to obtain better long-term results in
reducing the pain and the disability, instead of
single injections of corticosteroids, in particular
in subjects who practice a sport which considerably stresses the region of the humeral epicondyle like tennis. The Follow-up at six months
and the use of an objective points-system in
the clinical assessment are positive aspects of
our study. Specifically, the scale of assessment
(DASH) used allows an objective assessment of
the pain and disability in recreational activities
such as sport. To provide an objective assess-
294
ve termine, l’efficacia di questo metodo scompare
a lungo termine 14, 15. Verhaar et al. 16, confrontati i risultati delle infiltrazioni di corticosteroidi e
della fisioterapia “Cyriax Type”, ha concluso che i
corticosteroidi erano molto più efficaci nel ridurre il dolore a 6 settimane di follow-up, ma non
differivano dalla fisioterapia a 12 mesi di followup. Inoltre Newcomer 17 ha confrontato la terapia
mediante infiltrazioni locali di corticosteroidi
versus alcune tecniche di fisioterapia manuale
(manipolazioni, esercizio terapeutico, stretching)
attraverso uno studio prospettico, randomizzato e
in doppio cieco, non trovando una differenza significativa tra i due metodi al follow-up a 6 mesi, e
raccomandano quindi la fisioterapia come trattamento di prima linea. L’effetto principale dei corticosteroidi in associazione all’acido ialuronico
nel trattamento di patologie infiammatorie e degenerative dei tendini, in termini di riduzione del
dolore, è già stato dimostrato in alcuni studi. Callegari et al. 18 hanno dimostrato che le infiltrazioni
di acido ialuronico e corticosteroidi e potrebbero
essere un approccio sicuro e affidabile per il trattamento del dito a scatto. Muneta et al. 19 hanno
dimostrato che l’acido ialuronico iniettato a livello
dell’interfaccia tra tendine rotuleo e il cuscinetto
adiposo infrapatellare all’inserzione prossimale,
in pazienti sportivi con tendinopatia rotulea, è un
trattamento opzionale ed efficace. Anche se l’efficacia dei corticosteroidi locali non dura a lungo e
il loro successo nel recupero di degenerazioni tendinee non è chiaramente definito 20, 21 questi agenti sono frequentemente utilizzati nel trattamento
dell’epicondilite omerale. Una review recente ha
anche dimostrato come, nonostante l’efficacia delle infiltrazioni di corticosteroidi a breve termine,
le infiltrazioni di acido ialuronico potrebbero essere un valido ausilio per il trattamento a lungo
termine dell’epicondilite omerale 22. I nostri risultati mostrano che, nel trattamento dell’epicondilite
omerale, far seguire a una infiltrazione di corticosteroidi un protocollo di 3 infiltrazioni peritendinee a cadenza monosettimanale di 1 ml di acido
ialuronico a basso peso molecolare, permette di
ottenere risultati a lungo termine migliori in termini di riduzione del dolore e della disabilità invece della singola infiltrazione di corticosteroidi,
in particolare in coloro che praticano uno sport
che sollecita notevolmente la regione dell’epicondilo omerale come il tennis. Il follow-up a sei mesi
e l’uso di un sistema oggettivo di punteggio nella
valutazione clinica sono aspetti positivi del nostro
studio. Nello specifico la scala di valutazione utilizzata (DASH) permette una valutazione obiettiva del dolore e della disabilità in attività ricreative
come lo sport. Fornire una valutazione obiettiva
Giugno 2014
ment of the functional condition of each patient
on the sports activity practiced is essential for
choosing the moment in which to allow the resumption of the activity previously conducted.
The weakness of our study is the reduced size
of the sample; nevertheless, it should be pointed out how the precise inclusion and exclusion
criteria have allowed to verify the efficacy of the
treatment on a homogeneous sample. Further
future developments will include an increase in
the sample under examination and a follow-up
point at 12 months.
1) Almekinders LC, Temple JD. Etiology,
diagnosis and treatment of tendonitis: an
analysis of the literature. Med Sci Sports
Exerc 1998;30:1183-90.
2) Abrams GD, Renstrom PA, Safran MR.
Epidemiology of musculoskeletal injury
in the tennis player. Br J Sports Med
2012;46:492-8.
3) Santilli G. Le epicondiliti da sport. Med
Sport 1969;22:295.
4) Gallozzi C, Mirri G. Il tennis: aspetti fisiologici. Med Sport 2006;59:477-94.
5) Abrams GD, Renstrom PA, Safran MR,
Hong QN, Durand MJ, Loisel P. Treatment
of lateral epicondylitis: where is the evidence? Joint Bone Spine 2004;71:369-73.
6) World Medical Association Declaration
of Helsinki: ethical principles for medical
research involving human subjects. JAMA
2000;284:3043-5.
7) Petrella RJ, Cogliano A, Decaria J, Mohamed N, Lee R. Management of Tennis
Elbow with sodium hyaluronate periarticular injections. Sports Med Arthrosc
Rehabil Ther Technol 2010;2:4.
8) Padua R, Padua L, Ceccarelli E,
Romanini E, Zanoli G, Amadio PC et al.
Italian version of the Disability of the
Arm, Shoulder and Hand (DASH) questionnaire. Cross-cultural adaptation and
validation. J Hand Surg Br 2003;28:17986.
9) Coombes BK1, Bisset L, Vicenzino
B. Efficacy and safety of corticosteroid
BERNETTI
dello stato funzionale di ciascun paziente sulla
attività sportiva praticata è fondamentale per la
scelta del momento in cui permettere la ripresa
dell’attività condotta in precedenza. La debolezza
del nostro studio è la dimensione ridotta del campione, tuttavia va sottolineato come i precisi criteri di inclusione ed esclusione abbiano permesso
di verificare l’efficacia del trattamento su di un
campione omogeneo, ulteriori sviluppi futuri includeranno l’ampliamento del campione in esame
e un follow-up a 12 mesi. Non è dichiarato nessun
conflitto di interesse.
injections and other injections for management of tendinopathy: a systematic
review of randomised controlled trials.
Lancet 2010;376:1751-67.
10) Di Sante L, Paoloni M, Dimaggio M,
Colella L, Cerino A, Bernetti A et al. Ultrasound-guided aspiration and corticosteroid injection compared to horizontal
therapy for treatment of knee osteoarthritis complicated with Baker’s cyst: a
randomized, controlled trial. Eur J Phys
Rehabil Med 2012;48:561-7.
11) Holland C1, Jaeger L, Smentkowski U,
Weber B, Otto C. Septic and aseptic complications of corticosteroid injections: an
assessment of 278 cases reviewed by expert commissions and mediation boards
from 2005 to 2009. Dtsch Arztebl Int
2012;109:425-30.
12) Staples MP, Forbes A, Ptasznik R, Gordon J, Buchbinder R A randomized controlled trial of extracorporeal shock wave
therapy for lateral epicondylitis (tennis
elbow). J Rheumatol 2008;35:2038-46.
13) Zati A, Colori BC, Fortuna D, Gelsomini L, Bilotta TW. Epicondilite laterale
del gomito (gomito del tennista): confronto tra LASER terapia ad alta intensità
e TENS in uno studio clinico. Med Sport
2008;61:207-22.
14) Stahl S, Kaufman T. The efficacy of an
injection of steroids for medial epicondylitis. A prospective study of sixty elbows.
J Bone Joint Surg Am 1997;79:1648-52.
15) Okçu G, Erkan S, Sentürk M, Ozalp
RT, Yercan HS. Evaluation of injection
techniques in the treatment of lateral
epicondylitis: a prospective randomized
clinical trial. Acta Orthop Traumatol Turc
2012;46:26-9.
16) Verhaar JA, Walenkamp GH, van
Mameren H, Kester AD, van der Linden
AJ. Local corticosteroid injection versus
Cyriax-type physiotherapy for tennis elbow. J Bone Joint Surg Br 1996;78:128-32.
17) Newcomer KL, Laskowski ER, Idank
DM, McLean TJ, Egan KS. Corticosteroid
injection in early treatment of lateral epicondylitis. Clin J Sport Med 2001;11:21422.
18) Callegari L, Spanò E, Bini A, Valli F,
Genovese E, Fugazzola C. Ultrasoundguided injection of a corticosteroid and
hyaluronic acid: a potential new approach to the treatment of trigger finger.
Drugs RD 2011;11:137-45.
19) Muneta T, Koga H, Ju YJ, Mochizuki
T, Sekiya I. Hyaluronan injection therapy
for athletic patients with patellar tendinopathy. J Orthop Sci 2012;17:425-31.
20) Buckwalter JA. Pharmacological treatment of soft-tissue injuries. J Bone Joint
Surg Am 1995;77:1902-14.
21) Almekinders LC. Tendinitis and other
chronic tendinopathies. J Am Acad Orthop Surg 1998;6:157.
22) Coombes BK, Bisset L, Vicenzino B.
Efficacy and safety of corticosteroid injections and other injections for management oftendinopathy: a systematic review
of randomised controlled trials. Lancet
2010;376:1751-67.
Received on March 31, 2014. - Accepted for publication on May 21, 2014.
Corresponding author: A. Bernetti, MD, Board
��
of Physical Medicine and Rehabilitation, Department of Orthopedics, “Sapienza” University, Rome, Italy. E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 2
295
MED SPORT 2014;67:297-308
Does PETTLEP imagery improve
static and dynamic balance?
La visualizzazione PETTLEP
migliora l’equilibrio statico e dinamico?
S. TAHMASEBI BOROUJENI, S. B. GHODS MIRHEYDARI
Faculty of Physical Education and Sport Sciences, University of Tehran, Tehran, Iran
SUMMARY
Aim. The aim of this study was to compare the effect of traditional imagery and PETTLEP-based (Physical, Environment, Task, Timing, Learning, Emotion and Perspective) imagery with physical training on static and dynamic balance.
Methods. Fifty-four healthy female university students (age: 21.94±1.89) were assigned to three groups; PETTLEP
imagery, traditional imagery and physical practice. The revised Movement Imagery Questionnaire (MIQ-R) was used
for assessing visual and kinesthetic movement imagery abilities. Also, “Stork Balance Stand Test” was used for static
balance and “Modified Bass Test of Dynamic Balance” was used for dynamic balance measure. Participants practiced
static and dynamic balance once per week for 12 weeks.
Results. One-way ANOVA test showed no significant difference (P>0.05) in static balance, dynamic balance and
imagery ability in pre-test between groups. Although, repeated measure ANOVA demonstrated all three groups improved significantly from pre-test to post-test and retention test that performed 24 hours later post-test (P<0.05) but
not significant differences were seen in post-test between groups.
Conclusion. Results from this study indicate that PETTLEP imagery method was effective in static balance performance
but not efficient in dynamic balance.
Key words: Physical education and training - Imagery (psychotherapy) - Postural balance.
RIASSUNTO
Obiettivo. Lo scopo del presente studio è stato quello di confrontare l’effetto della visualizzazione tradizionale e della
visualizzazione basata su PETTLEP (fisico, ambiente, compito, tempistica, apprendimento, emozione e prospettiva)
con l’allenamento fisico sull’equilibrio statico e dinamico.
Metodi. Cinquantaquattro studentesse universitarie sane (età: 21,94±1,89 anni) sono state assegnate a tre gruppi;
visualizzazione PETTLEP, visualizzazione tradizionale e pratica fisica. Il “Revised Movement Imagery Questionnaire”
(MIQ-R) è stato utilizzato per valutare le abilità di visualizzazione del movimento cinestetico e visivo. Inoltre, lo “Stork
Balance Stand Test” è stato utilizzato per l’equilibrio statico mentre il “Modified Bass Test of Dynamic Balance” è stato
utilizzato per la misurazione dell’equilibrio dinamico. Le partecipanti hanno praticato l’equilibrio statico e dinamico
una volta alla settimana per 12 settimane.
Risultati. Il test ANOVA a una via non ha mostrato differenze significative (P>0,05) nell’equilibrio statico, nell’equilibrio dinamico e nella capacità di visualizzazione nel pre-test tra i gruppi. Ciononostante, l’ANOVA a misure ripetute
ha dimostrato che tutti e tre i gruppi sono migliorati in maniera significativa dal pre-test al post-test e al test di mantenimento (retention test), il quale è stato effettuato 24 ore dopo il post-test (P<0,05) ma non sono state osservate
differenze significative nel post-test tra i gruppi.
Conclusione. I risultati dal presente studio indicano che il metodo di visualizzazione basato su PETTLEP è stato efficace nella performance di equilibrio statico ma non è stato efficace nell’equilibrio dinamico.
Parole chiave: Educazione e allenamento fisico - Visualizzazione (psicoterapia) - Equilibrio posturale.
Vol. 67 - No. 2
297
BOROUJENI
I
DOES PETTLEP IMAGERY IMPROVE STATIC AND DYNAMIC BALANCE?
magery is one of the most widely-researched
topics and used by many athletes and coaches.1-4 However, there is still the question of
which imagery method is more effective. In
response to this question, the PETTLEP model
was developed.5 Imagery and physical performance have some common neural mechanisms, a
phenomenon termed “functional equivalence”.6
According to cognitive psychology and sport
psychology, Holmes and Collins 5 developed
the PETTLEP model and suggested seven vital
issues to consider higher level functional equivalence: Physical, Environmental, Task, Timing,
Learning, Emotion and Perspective. These are
practical guidelines to enhance effectiveness of
imagery interventions.7
The physical factor refers to the athlete`s
physical experience when completing their imagery. For achieving maximum practical equivalence, the imagery interventions should be like
to actual performance. These interventions include standing in a correct location, wearing
the proper clothing or carrying the implements
that may be used during actual performance.8
For example, if a basketball player wants to
improve his throwing performance, he would
perform the imagery while in a standing position and holding the ball. This would be more
useful.9 The environment component refers to
the physical environment in which imagery is
performed. To get the same demonstration, the
environment should be as similar as possible to
the actual situation. If providing a similar environment is not possible, using photographs or
video tapes of venue could be useful. The task
component refers to the real task which participant is supposed to perform. In order to have
an successful performance, imagery should be
done similar to specific task while a participant
focus on the same thoughts, feelings and actions as during physical performance. For example, kinesthetic imagery tasks are not used
for balance tasks. On a strength task, performing a set of biceps curls on a machine, using the
correct weight instead of lighter one would be
more effective.10
Timing is a very important component of
PETTLEP-based model. Some researches indicate using imagery in slow motion to have
the whole experience of performance may be
beneficial.11 But, Holmes & Collins 5 supported exactly “real time” imagery in their model.
Learning refers to the need to update the imagery intervention on regular basis, to ensure
that functional equivalence is maintained. This
298
L
a visualizzazione (o imagery) è uno degli argomenti più studiati ed è utilizzata da numerosi atleti e preparatori atletici 1-4. Tuttavia, non è
ancora stato stabilito quale sia il metodo di visualizzazione più efficace. In risposta a tale carenza,
è stato sviluppato il modello PETTLEP 5. La visualizzazione e la performance fisica condividono
alcuni meccanismi neurali comuni, un fenomeno
chiamato “equivalenza funzionale” 6. In base alla
psicologia cognitiva e alla psicologia dello sport,
Holmes e Collins 5 hanno sviluppato il modello
PETTLEP e hanno suggerito sette punti essenziali
da tenere in considerazione nell’equivalenza funzionale di più alto livello: fisico, ambiente, compito, tempistica, apprendimento, emozione e prospettiva. Si tratta di linee guida pratiche per potenziare
l’efficacia degli interventi di visualizzazione 7.
Il fattore “fisico” fa riferimento all’esperienza fisica dell’atleta quando completa la propria visualizzazione. Per ottenere la massima equivalenza
pratica, gli interventi di visualizzazione devono
essere simili alla performance effettiva. Tali interventi includono l’essere in piedi nel luogo corretto, l’indossare il giusto abbigliamento o il portare
con sé gli strumenti che possono essere utilizzati
durante la performance effettiva 8. Ad esempio,
se un cestista desidera migliorare la propria performance nelle proiezioni, egli/ella effettuerà la
visualizzazione in posizione eretta e tenendo la
palla. Ciò sarebbe più utile 9. Il fattore “ambiente”
fa riferimento all’ambiente fisico nel quale viene
effettuata la visualizzazione. Per ottenere la stessa
dimostrazione, l’ambiente deve essere il più simile
possibile alla situazione reale. Se non è possibile
fornire un ambiente simile, può essere utile l’utilizzo di fotografie o registrazioni video del luogo. Il
fattore “compito” fa riferimento al compito effettivo
che il partecipante dovrebbe svolgere. Al fine di ottenere una performance di successo, la visualizzazione deve essere svolta in maniera simile al compito specifico mentre il partecipante si concentra
sugli stessi pensieri, sensazioni e azioni che sperimenterebbe durante la performance effettiva. Ad
esempio, i compiti di visualizzazione cinestetica
non sono utilizzati per i compiti di equilibrio. In
un compito di forza, sarebbe più efficace effettuare una serie di curl per bicipiti su un macchinario, utilizzando il peso corretto invece di uno più
leggero 10.
Quello della “tempistica” è un fattore estremamente importante nel modello basato su PETTLEP.
Alcune ricerche indicano che può essere utile utilizzare una visualizzazione al rallentatore per ottenere l’intera esperienza della performance 11. Al
contrario, Holmes Collins 5 nel loro modello supportano la visualizzazione esattamente in tempo
Giugno 2014
part is particularly important when an athlete
becomes more skilled at completing the skill,
or when an athlete is returning from injury and
needs to relearn segments of the skill.8 Emotion component means preparing emotional
conditions similar to real tasks. To achieve optimal functional equivalence, participant should
try to experience arousal and emotions of actual performance. For example emotions of an
Olympic champion are different from a local
game.
The last issue is perspective, which refers
to the individual view. There are two way of
imaging: first person (internal) imagery that is
similar to athlete view while performing a task;
third person (external) orientation. External
visual imagery was superior to internal visual
imagery, especially for beginners and kinesthetic imagery was superior to no imagery.12
For athletes using a combination of perspectives or change from one to another may be
most positive.10
PETTLEP-based imagery was applied on variety skills such as netball shooting, golf bunker
shot, gymnastics, cognitive tasks, strength performance etc. That hereafter will mention.
Imagery on penalty flicks by hockey players
showed using “sport-specific” method is more
effective than “clothing” imagery and “clothing” method was significantly higher than the
“traditional” method.9 In another study junior
gymnasts divided into four different groups as
physical practice group, a PETTLEP imagery
group, a stimulus only imagery group and a
control group. Both the physical practice and
PETTLEP groups progressed significantly from
pre-test to post-test, with no significance difference between them, but the stimulus and
control groups did not improve significantly.
These results provide support for the efficiency
of PETTLEP-based imagery over more traditional imagery interventions.9 Some researchers revealed that PETTLEP-based imagery is
effective on strength tasks, especially by using physical practice simultaneously.10 The
PETTLEP-based imagery not only been used
on movement tasks, but also on a cognitive
task.8 They compared PETTLEP imagery intervention to traditional imagery, on a computer
game. Participants were randomly assigned to
one of four groups: PETTLEP imagery group,
traditional imagery group, physical practice
group and control group. The PETTLEP group
completed individualized response training,
and performed imagery, sitting in front of the
Vol. 67 - No. 2
BOROUJENI
reale. Il fattore “apprendimento” fa riferimento
alla necessità di aggiornare l’intervento di visualizzazione regolarmente, per garantire il mantenimento dell’equivalenza funzionale. Questo
fattore è particolarmente importante quando un
atleta diviene più abile nel completare un compito, o quando un atleta rientra dopo un infortunio
e deve apprendere nuovamente alcuni segmenti
dell’abilità 8. Il fattore “emozione” ha a che fare
con la preparazione di condizioni emotive simili
a quelle del compito effettivo. Per ottenere un’equivalenza funzionale ottimale, il partecipante deve
cercare di sperimentare le stesse emozioni e la stessa euforia della performance effettiva. Ad esempio,
le emozioni di una gara olimpica sono diverse da
quelle di un incontro locale.
L’ultimo fattore è la “prospettiva”, che fa riferimento alla visuale soggettiva. Vi sono due modalità di visualizzazione: in prima persona (interna),
che è simile alla visione dell’atleta mentre effettua
un compito, e l’orientamento in terza persona
(esterna). La visualizzazione visiva esterna si è
dimostrata superiore rispetto alla visualizzazione
visiva interna, soprattutto per i principianti, mentre la visualizzazione cinestetica si è dimostrata
superiore all’assenza di visualizzazione 12. Per gli
atleti, utilizzare una combinazione di più prospettive o passare da una prospettiva all’altra può essere più utile 10.
La visualizzazione basata su PETTLEP è stata
applicata a una serie di abilità come il tiro nel
netball, il tiro dal bunker nel golf, la ginnastica,
i compiti cognitivi, la performance della forza
ecc. Tutte queste abilità saranno menzionate più
avanti.
La visualizzazione dei tiri di punizione per i
giocatori di hockey ha mostrato che l’utilizzo di
un metodo “specifico per sport” è più efficace della
visualizzazione “con abbigliamento specifico” (clothing imagery) e che il metodo “con abbigliamento
specifico” è significativamente superiore rispetto al
metodo “tradizionale” 9. In un altro studio ginnasti
junior sono stati suddivisi in quattro diversi gruppi:
un gruppo di pratica fisica, un gruppo di visualizzazione PETTLEP, un gruppo di visualizzazione
con un solo stimolo e un gruppo di controllo. Sia
il gruppo di pratica fisica che il gruppo PETTLEP
sono progrediti significativamente dal pre- al posttest, senza alcuna differenza significativa tra essi,
ma il gruppo con lo stimolo e il gruppo di controllo
non sono migliorati in maniera significativa. Tali
risultati supportano l’efficacia della visualizzazione basata su PETTLEP rispetto agli interventi di
visualizzazione più tradizionali 9. Alcuni ricercatori hanno rivelato che la visualizzazione basata
su PETTLEP è efficace nei compiti di forza, soprat-
299
BOROUJENI
computer screen and repeatedly imaging themselves completing the task. Traditional imagery
group was sat in a separate room with closedeyes and relaxing condition. They were given
individualized stimulus training. The physical practice performed actual task. Results revealed that both PETTLEP imagery group and
physical practice group improved significantly
from pre-test to post-test. However, there were
no significant differences in the degree of their
progresses. The traditional and control group
showed no increase in the performance. In another study the effects of differing frequencies
of PETTLEP imagery on netball shooting performance was examined.7 The results support
the notion that PETTLEP imagery may be more
effective if completed at least three times per
week. Smith, Wright and Cantwell 16 supported
the effectiveness of PETTLEP in improving golf
performance, particularly when combined with
physical practice.
In recent researches, no published article was
on balance tasks. Therefore we decide to investigation effect of types of imagery (traditional
and PETTLEP) on static and dynamic balances
and compared imagery with physical training.
Based on the previous research, we hypothesized that the all of the intervention groups
would demonstrate improvement from pre-test
to post-test (Hypothesis 1), PETTLEP-based imagery group would show a better balance performance than traditional imagery and physical
training group in static balance (Hypothesis 2).
Also, we assumed that PETTLEP-based imagery
group would show larger decrease of error in
dynamic balance than traditional imagery and
physical training (Hypothesis 3).
Participants
Fifty-four female university students (age:
21.94±1.89) participated in this study after signing a written informed consent form according to the declaration of faculty of physical
education and sport science. Then, they were
assigned to three groups (16 person in each
group); PETTLEP imagery, traditional imagery
and physical training. They had not previously
experienced any form of imagery training and
all participants provided informed consent prior
to participation. In addition to, they have no
familiar to tests of balance.
300
tutto utilizzando simultaneamente la pratica fisica 10. La visualizzazione basata su PETTLEP non
è stata utilizzata solo su compiti di movimento ma
anche su un compito cognitivo 8. Gli autori hanno
confrontato l’intervento di visualizzazione PETTLEP rispetto alla visualizzazione tradizionale, su
un videogioco. I partecipanti sono stati assegnati
in maniera casuale a uno di quattro gruppi: gruppo di visualizzazione PETTLEP, gruppo di visualizzazione tradizionale, gruppo di pratica fisica e
gruppo di controllo. I soggetti del gruppo PETTLEP
hanno completato l’allenamento personalizzato
e hanno effettuato la visualizzazione, sedendo di
fronte allo schermo del computer e immaginando
ripetutamente se stessi che completavano il compito.
Il gruppo di visualizzazione tradizionale è rimasto
seduto in una stanza separata con gli occhi chiusi e
in una condizione di rilassamento. Tale gruppo ha
ricevuto un allenamento con uno stimolo individualizzato. Il gruppo di pratica fisica ha effettuato
il compito effettivo. I risultati hanno rivelato che sia
il gruppo di visualizzazione PETTLEP che il gruppo
di pratica fisica sono migliorati significativamente
dal pre- al post-test. Tuttavia, non sono state rilevate
differenze significative nel grado dei loro progressi.
Il gruppo di visualizzazione tradizionale e il gruppo di controllo non hanno mostrato aumenti nelle
loro performance. Un altro studio ha esaminato gli
effetti di diverse frequenze di visualizzazione PETTLEP sulla performance di tiro nel netball 7. I risultati supportano l’idea che la visualizzazione PETTLEP possa essere più efficace se completata almeno
tre volte alla settimana. Smith, Wright e Cantwell 16
hanno supportato l’efficacia della visualizzazione
PETTLEP nel migliorare la performance nel golf, in
particolare quando combinata alla pratica fisica.
In ricerche recenti, nessun articolo pubblicato
ha trattato i compiti di equilibrio. Pertanto, abbiamo deciso di studiare gli effetti dei tipi di visualizzazione (tradizionale e PETTLEP) sull’equilibrio
statico e dinamico e abbiamo confrontato la visualizzazione con l’allenamento fisico. Sulla base
di precedenti ricerche, abbiamo ipotizzato che
tutti i gruppi di intervento avrebbero dimostrato
un miglioramento dal pre- al post-test (Ipotesi 1)
e che il gruppo di visualizzazione basata su PETTLEP avrebbe mostrato una migliore performance
nell’equilibrio rispetto al gruppo di visualizzazione tradizionale e al gruppo di allenamento fisico
nell’equilibrio statico (Ipotesi 2). Inoltre, abbiamo
ipotizzato che il gruppo di visualizzazione basata
su PETTLEP avrebbe mostrato una più marcata
diminuzione degli errori nell’equilibrio dinamico
rispetto al gruppo di visualizzazione tradizionale
e al gruppo di allenamento fisico (Ipotesi 3).
Giugno 2014
Materiali e metodi
Measures
Movement Imagery Questionnaire-Revised (MIQR; Hall & Martin, 1997)
The MIQ-R is an inventory by eight items that
assesses an individual ability to perform visual
and kinesthetic imagery. It had acceptable concurrent validity when correlated with its earlier
version, with R-values of -0.77, -0.77 and -0.87
for visual subscale, Kinesthetic sub-scale, and
overall score respectively.13 The negative correlation is due to reversal in the scale because,
in the original MIQ, the higher the rating was,
the harder a movement was to imagine for the
respondent. MIQ-R played a role of screening
tool. Participants were asked to complete a variety of simple movements as example trials. Afterwards, they were asked stand still and try to
“see” or “feel” themselves complete the movement. They scored 1 to 7 from easy to difficult
see/feel the movement. The score 1 =”very difficult to see/ feel” and 7 =” very easy to see/feel.
The totals for visual and kinesthetic subscales
are then calculated. Maximum score on each
subscale was 28 and participants scoring lower than 16 (the midpoint, indicating moderate
imagery ability) were excluded from the studies due to an apparent lack of ability to image
Smith & Collins.2, 14
Tasks
Stork Balance Stand Test
Stork Balance Stand Test is a simple test
to measure static balance ability. Participant
was asked to stand on a flat, non-slip surface
and put her hands beside the body, then position the non-supporting foot against the
inside knee of the supporting leg. The subject is given one minute to practice the balance. The stopwatch is started as the participant stand still in this position. The stopwatch
would stop if the supporting foot swivels or
move (hop) in any direction the non-supporting foot loses contact with the knee. The total time in seconds is recorded. The stork balance test is also sometimes conducted with the
eyes closed, giving it a higher level of difficulty.15
Modified Bass
test of
Dynamic Balance
Partecipanti
Cinquantaquattro studentesse universitarie (età:
21,94±1,89 anni) hanno partecipato allo studio
dopo avere firmato un consenso informato scritto
secondo la dichiarazione della Facoltà di scienza
dell’educazione fisica e dello sport. Successivamente, sono state assegnate a tre gruppi (16 persone in
ciascun gruppo): visualizzazione PETTLEP, visualizzazione tradizionale e allenamento fisico. I soggetti non avevano precedentemente sperimentato
nessuna forma di allenamento di visualizzazione
e tutti hanno fornito il loro consenso informato prima della partecipazione. Inoltre, i soggetti non avevano alcuna familiarità con i test dell’equilibrio.
Misure
Movement Imagery Questionnaire-Revised (MIQR; Hall & Martin, 1997)
Il MIQ-R è un questionario di otto elementi che
valuta la capacità di un soggetto di effettuare visualizzazioni cinestetiche e visive. Esso possiede
un’accettabile validità concorrente quando correlato con la sua versione precedente, con valori-R
rispettivamente di -0,77, -0,77 e -0,87 per la sottoscala visiva, la sottoscala cinestetica e il punteggio
complessivo (Hall & Martin, 1997). La correlazione
negativa è dovuta all’inversione nella scala, perché
nel MIQ originale più elevato era un punteggio, più
difficile era immaginare un movimento per il soggetto. Il MIQ-R è stato utilizzato come strumento di
screening. Alle partecipanti è stato chiesto di completare una serie di semplici movimenti come prove
di esempio. Dopo di ciò, è stato chiesto loro di rimanere immobili e cercare di “vedere” o “sentire” se
stesse nell’esecuzione del movimento. Esse hanno
attribuito un punteggio da 1 a 7 in base alla facilità o difficoltà di vedere/sentire il movimento (punteggio 1 = “molto difficile vedere/sentire”; punteggio
7 = “molto facile vedere/sentire”). Sono stati quindi
calcolati i totali per le sottoscale visiva e cinestetica. Il punteggio massimo su ciascuna sottoscala
era pari a 28 e le partecipanti che hanno ottenuto
punteggi inferiori a 16 (il punto medio, indicante
una moderata capacità di visualizzazione) sono
state escluse dallo studio a causa di una chiara
assenza di capacità di visualizzazione 2, 14.
Attività
Stork Balance Stand Test
The Modified Bass test of Dynamic Balance
is easy to administer, can be done both in-and
15
Vol. 67 - No. 2
BOROUJENI
Il test dell’equilibrio ‘Stork Balance Stand Test’ è
un semplice test per misurare la capacità di equili-
301
BOROUJENI
brio statico. Alle partecipanti è stato chiesto di rimanere in piedi su una superficie piana e antiscivolo
e di posizionare le loro mani perpendicolarmente al corpo, quindi di posizionare il piede non di
appoggio contro il ginocchio interno della gamba
d’appoggio. Ai soggetti è stato dato un minuto per
praticare l’equilibrio. Il cronometro è stato avviato mentre la partecipante era immobile in piedi in
tale posizione. Il cronometro è stato interrotto se il
piede d’appoggio ruotava o si muoveva (saltellava)
in qualsiasi direzione e se il piede non d’appoggio
perdeva contatto con il ginocchio. Il tempo totale è
stato registrato in secondi. Lo “stork balance test”
viene a volte condotto anche con gli occhi chiusi, e
ciò implica un maggiore livello di difficoltà 15.
Modified Bass
Figure 1.—Modified Bass test for Dynamic Balance Form.
Figura 1. — Percorso del Modified Bass test of Dynamoc
Balance.
outdoors, and pediatric population can be assessed in a short time. The purpose is to measure dynamic balance. The course is marked out
(Figure 1). The subject begins by standing stationary on the right foot on the starting point
square. The subject then hops to the first tape
mark with the left foot and immediately holds a
static position for five seconds. After this time,
he then hops to the second tape mark with
the right food and holds a static position for
another five seconds. This continues with alternate foot hopping and holding a static position
for five seconds at each point until the course
is completed. At each point, the sole of the foot
must completely cover each tape mark so that
it cannot be seen. A period of practice with
the procedure and on the course should be allowed. The result is recorded as either a success or fail. A successful performance consists
of hopping to each tape mark without touch-
302
test of
Dynamic Balance
Il Modified Bass test of Dynamic Balance 15 è facile da effettuare, può essere svolto sia in ambienti
interni che esterni e la popolazione pediatrica può
essere valutata in un breve lasso di tempo. L’obiettivo è quello di misurare l’equilibrio dinamico. Il
percorso viene contrassegnato con del nastro (Figura 1) e il soggetto inizia rimanendo in piedi immobile sul piede destro nel punto di partenza. Il
soggetto salta quindi sulla prima marcatura di nastro con il piede sinistro e immediatamente assume
una posizione statica per cinque secondi. Dopo di
ciò, il soggetto salta verso la seconda marcatura
di nastro con il piede destro e mantiene una posizione statica per altri cinque secondi. Il soggetto
continua in questo modo saltando in maniera alternata con i due piedi e mantenendo una posizione statica per cinque secondi in ciascun punto
finché non viene completato il percorso. In ciascun
punto, la pianta del piede deve completamente coprire ciascuna marcatura di nastro, affinché questa non possa essere vista. È necessario consentire
un periodo di familiarizzazione con la procedura
e con il percorso. Il risultato viene registrato come
successo o insuccesso. Una performance di successo consiste nel saltare verso ciascuna marcatura di
nastro senza toccare il suolo con il tallone o qualsiasi altra parte del corpo e nell’assumere una posizione statica su ciascuna marcatura di nastro per
cinque secondi senza esporre la marcatura.
Procedure
Innanzitutto, i soggetti hanno completato il MIQR per valutare la loro capacità di visualizzazione.
Coloro che hanno ottenuto punteggi inferiori a 16
nel MIQ-R sono state rimosse dallo studio e solo i
soggetti che hanno ottenuto punteggi superiori a 16
nel MIQ-E hanno contribuito al nostro studio. Successivamente, i soggetti sono stati assegnati a uno
Giugno 2014
ing the floor with the heel or any other part of
the body, and holding a static position on each
tape mark for five seconds without exposing
the tape mark.
Procedures
Firstly the subjects completed the MIQ-R to
assess their imagery ability. They which acquired scores of lower 16 in MIQ-R canceled
their participation and only they which attained higher sores than 16 in MIQ-R contributed to our study. Then, they were assigned
to one of the three groups: PETTLEP imagery group, a “traditional” imagery group and a
physical training group. Each groups consisting
16 participants and practiced once per week.
Secondly, all three groups performed Stork
Balance Stand Test and Modified Bass test of
Dynamic Balance as pre-test. Participants were
located in the groups so that no baseline differences would appear between the three groups
in pre-test. Afterwards, traditional group completed imagery practice of balance skill in a
silent place without excitement. The PETTLEP
group was practiced in a situation as the actual
performance. In present research seven aspects
of PETTLEP-based imagery characteristics were
established. The last group: physical training
one, practice static and dynamic balance performance without any imagery interventions.
Post –test performed after 12 training sessions
similar to pre-test. Retention test performed 24
hours later post-test similar to post-test, and
transfer test implemented 30 minutes after retention test for seven seconds. The study was
approved by the University of Tehran Ethics
Committee
In order to data analyze, in addition to
descriptive statistics, standard deviation and
other descriptive parameters were used of the
inferential statistics. To ensure normal distribution of data were benefited from the K-S
test. The Levene test statistics indicated that
the homogeneity of variance assumption had
been violated. Because normal distribution of
data and homogeneity of variance was used
parametric tests. One-way ANOVA test was
used to differences between groups in pretest. Repeated measure ANOVA was applied
to examine improvement process from pretest to transfer test. And MANOVA was used
Vol. 67 - No. 2
BOROUJENI
di tre gruppi: gruppo di visualizzazione PETTLEP,
gruppo di visualizzazione “tradizionale” e gruppo
di allenamento fisico. Ciascun gruppo era composto
di 16 partecipanti e ha praticato il test una volta
alla settimana. In secondo luogo, tutti e tre i gruppi hanno effettuato lo Stork Balance Stand Test e il
Modified Bass test of Dynamic Balance come pretest. I partecipanti sono stati collocati in tre gruppi
affinché non comparissero differenze basali tra i tre
gruppi nel pre-test. Dopo di ciò, il gruppo di visualizzazione tradizionale ha completato una pratica
di visualizzazione del compito di equilibrio in un
luogo silenzioso, senza stimoli. Il gruppo PETTLEP
ha praticato la visualizzazione in una situazione
simile alla performance effettiva. Nella presente ricerca sono stati stabiliti sette aspetti delle caratteristiche di visualizzazione basata su PETTLEP. L’ultimo
gruppo, quello che ha eseguito l’allenamento fisico,
ha praticato una performance di equilibrio statico
e dinamico senza interventi di visualizzazione. Il
post-test è stato effettuato dopo 12 sessioni di allenamento in maniera analoga al pre-test. Il test di
mantenimento (retention test) è stato effettuato 24
ore dopo il post-test in maniera analoga al post-test,
e il test di trasferimento (transfer test) è stato implementato 30 minuti dopo il test di mantenimento per
sette secondi. Lo studio è stato approvato dal comitato etico dell’Università di Tehran.
Analisi statistiche
Al fine di analizzare i dati, oltre alla statistica
descrittiva, sono stati utilizzati la deviazione standard e altri parametri descrittivi della statistica
inferenziale. Per garantire una normale distribuzione dei dati è stato utilizzato il test di K-S. Il test
statistico di Levene ha indicato che l’omogeneità
dell’ipotesi di varianza era stata violata. A causa
della normale distribuzione dei dati e dell’omogeneità della varianza sono stati utilizzati test parametrici. Il test ANOVA a una via è stato utilizzato
per rilevare le differenze tra i gruppi nel pre-test. Il
test ANOVA a misure ripetute è stato applicato per
esaminare il processo di miglioramento dal pretest al test di trasferimento. Il test MANOVA è stato
utilizzato per esaminare le differenze tra i gruppi
di equilibrio statico e dinamico. In tutti i confronti, P<0,05 è stato considerato statisticamente significativo. L’analisi statistica è stata effettuata usando la versione 12.0.1 del software statistico per le
scienze sociali (SPSS Inc., Chicago, IL).
Risultati
Il test ANOVA a una via non ha mostrato differenze significative (P>0,05) nell’equilibrio sta-
303
BOROUJENI
Figure 2.—Mean of time in static balance during pre-test, post-test, retention and transfer test. *Shows differences
between stages in groups. *P<0.05; **P<0.01.
Figura 2. — Media del tempo nell’equilibrio static durante il pre-test, il post-test, il test di mantenimento (retention test)
e il test di trasferuimebti /Transfer test). *P<0,05; **P<0,01.
for examine to difference between static and
dynamic balance between groups. In all comparisons P<0.05 was considered statistically
significant. Statistical analysis was performed
with SPSS version 12.0.1 program (SPSS Inc.,
Chicago, IL).
Results
One-way ANOVA test showed no significant difference (P>0.05) in static balance,
dynamic balance and imagery ability in pretest between groups. As shown in Figure 2
Repeated Measure ANOVA demonstrated all
three groups improved significantly from pretest to post-test and retention test that performed 24 hours later post-test (P<0.05). In
other words, duration of time in static balance
increased significantly from pre-test to posttest (P=0.000); from pre-test to retention test
(P=0.000); and from pretest to transfer test
(P=0.021). However, the results of MANOVA
revealed no significant difference between
traditional, PETTLEP and physical groups in
static balance during post-test, retention test
and transfer test (P>0.05).
Also, as Figure 3 shown errors decreased
304
tico, nell’equilibrio dinamico e nella capacità di
visualizzazione nel pre-test tra i gruppi. Come
mostrato in Figura 2, ANOVA a misure ripetute ha
dimostrato che tutti e tre i gruppi sono migliorati
in maniera significativa dal pre- al post-test e al
test di mantenimento che è stato effettuato 24 dopo
il post-test (P<0,05). In altri termini, la durata del
tempo nell’equilibrio statico è aumentata in maniera significativa dal pre- al post-test (P=0,000);
dal pre-test al test di mantenimento (P=0,000) e
dal pre-test al test di trasferimento (P=0,021). Tuttavia, i risultati del MANOVA non hanno rivelato
differenze significative tra il gruppo di visualizzazione tradizionale, il gruppo di visualizzazione
basata su PETTLEP e il gruppo di attività fisica
nell’equilibrio statico durante il post-test, il test di
mantenimento e il test di trasferimento (P>0,05).
Inoltre, come mostrato in Figura 3, gli errori sono
diminuiti nell’equilibrio dinamico in maniera significativa in tutti i gruppi dal pre-test al post-test, al test
di mantenimento e al test di trasferimento (P<0,05).
Ciò significa che l’errore nell’equilibrio dinamico è
diminuito in maniera significativa dal pre- al posttest, dal pre-test al test di mantenimento e dal pre-test
al test di trasferimento (in tutti gli stadi, P=0,000).
Tuttavia, i risultati del MANOVA non hanno rivelato
differenze significative tra il gruppo con visualizzazione tradizionale, il gruppo con visualizzazio-
Giugno 2014
BOROUJENI
Figure 3.—Mean of errors in dynamic balance during pre-test, post-test, retention and transfer test. *Shows differences
between stages in groups. *P<0.01; ***P<0.001.
Figura 3. — Media degli errori nell’equilibrio dinamico durante il pre-test, il post-test, il test di mantenimento e il test
di trasferimento. **P<0,01; ***P<0,001.
in dynamic balance significantly, in all groups
from pre-test to post-test, retention test and
transfer test (P<0.05). This means that, error in
dynamic balance decreased significantly from
pre-test to post-test; from pre-test to retention
test; and from pretest to transfer test (in all
stages, P=0.000). But, the results of MANOVA
revealed no significant difference between Traditional, PETTLEP and Physical groups in dynamic balance during post-test, retention test
and transfer test (P>0.05).
Discussion
The aim of the study was to investigate the
effect of traditional imagery and PETTLEPbased imagery with physical training on static
and dynamic balance. Overall, the results demonstrated that PETTLEP-based imagery method
was effect on static but not in dynamic balance.
Hypothesis 1 was confirmed completely. All of
the intervention groups demonstrated improvement from pre-test to post-test. As we expected, time of static balance increased and rate
of errors on dynamic balance decreased. This
result in consistent with previously researches
in junior gymnasts,9 on strength tasks,10 cog-
Vol. 67 - No. 2
ne basata su PETTLEP e il gruppo di attività fisica
nell’equilibrio dinamico durante il post-test, il test di
mantenimento e il test di trasferimento (P>0,05).
Discussione
Obiettivo del presente studio è stato quello di esaminare l’effetto della visualizzazione tradizionale
e di quella basata su PETTLEP con l’allenamento
fisico sull’equilibrio statico e dinamico. Nel complesso, i risultati hanno dimostrato che il metodo
di visualizzazione basato su PETTLEP è efficace
sull’equilibrio statico ma non su quello dinamico.
L’ipotesi 1 è stata confermata completamente. Tutti
i gruppi di intervento hanno dimostrato un miglioramento dal pre- al post-test. Come previsto, il tempo
di equilibrio statico è aumentato e il tasso di errori
dell’equilibrio dinamico è diminuito. Tale risultato
è in linea con precedenti ricerche su ginnasti junior 9, su compiti di forza 10, compiti cognitivi 8,
performance di tiro nel netball 7 e performance nel
golf 16. Una ragione della maggiore efficacia della
visualizzazione basata su PETTLEP è dovuta alla
natura funzionale di tale metodo, secondo la teoria
di elaborazione delle informazioni. Si prevede inoltre che, in base alla teoria periferica, le vie nervose siano completamente attive con la performance
PETTLEP. Inoltre, a causa della minore variabilità
305
BOROUJENI
nitive task,8 netball shooting performance 7
and golf performance.16 One reason of being more effective of PETTLEP-base imagery
is accounted functional nature of this method
according to information processing theory.
It is also expected that by imagery base on
Peripheral theory nerve pathways being active
completely by PETTLEP performance. Besides,
cause of less variability on static balance than
dynamic one imaging dimensions and components were likely more easily in static balance.
Furthermore, motor memory which is accessible by imagery can be a cause of efficacy of
PETTLEP imagery in static balance. Hence, it
seems open questions would help researchers
to recognize if participants feel performing a
real action during imagery or not.10 But in dynamic balance increasing errors of this study
were inconsistent with netball shooting performance,7 strength performance,10 gymnastic.9
It seems the nature of task in strength, accuracy, organizing and complexity of tasks such as
vaulting horse in gymnastic cause of different
results. Another possible reason is likely presence of examiner during dynamic intervention
counting and hinting in every tape marks and
makes interference in imagery. In further studies presence of examiner can be considered.10
As Smith et al.9 acknowledged to effectiveness
of frequency performance (three sessions per
week), it is likely inconsistency. So, propose
that researchers increase numbers of sessions.
Another important aspect is participants` experience. Interestingly, although some previous studies supported the efficacy of imagery
for both amateur and professional players, but
some studies 9 revealed imagery for professionals are more useful. More research is needed comparing difference between amateur and
pro players.
The second hypothesis was about advantage of PETTLEP-based imagery among other
imagery methods. This hypothesis certainly not proved. The result demonstrated that
there was no significant difference between
groups on static balance. The result is in line
with Wright and Smith 10 study in strength task
and cognitive task that demonstrated PETTLEP imagery group and physical practice both
improved significantly from pre-test to posttest. Imagery tasks and cognitive tasks need
decision making as well.17 About balance task,
cognitive aspect of a skill in primary level of
learning is more important for amateurs. Automation has not formed yet and imagery is
306
sull’equilibrio statico rispetto a quello dinamico, le
dimensioni e le componenti di visualizzazione erano probabilmente più facili nell’equilibrio statico.
Inoltre, la memoria motoria che è accessibile tramite la visualizzazione può essere una causa di efficacia della visualizzazione PETTLEP nell’equilibrio
statico. Pertanto, sembra che le domande aperte
aiuterebbero i ricercatori a riconoscere se i partecipanti sentono o meno di compiere un’azione reale
durante la visualizzazione 10. Tuttavia, gli aumentati errori nell’equilibrio dinamico osservati nel
presente studio erano incoerenti con la performance di tiro nel netball 7, con la performance di forza
10 e con la ginnastica 9. Sembra che la natura del
compito nella forza, la precisione, l’organizzazione e la complessità dei compiti, come il volteggio al
cavallo nella ginnastica, siano causa di diversi risultati. Un’altra possibile ragione è presumibilmente la presenza dell’esaminatore durante l’intervento
dinamico, che conteggia ed esamina ogni marcatura interferendo nella visualizzazione. In ulteriori
studi la presenza dell’esaminatore può essere presa
in considerazione 10. Smith et al.9 hanno riconosciuto l’efficacia della frequenza della performance
(tre sessioni alla settimana) come probabile causa
di incoerenza. Per cui proponiamo che i ricercatori
aumentino il numero di sessioni. Un altro aspetto
importante è l’esperienza dei partecipanti. È interessante notare che, sebbene alcuni precedenti studi
abbiano supportato l’efficacia della visualizzazione per i giocatori amatoriali e professionisti, altri
studi 9 hanno rivelato che la visualizzazione è più
utile per i professionisti. È necessario condurre ulteriori ricerche che confrontino la differenza tra giocatori amatoriali e professionisti.
La seconda ipotesi concerneva il vantaggio della
visualizzazione PETTLEP rispetto agli altri metodi
di visualizzazione. Tale ipotesi non è stata dimostrata. Il risultato ha dimostrato che non vi erano
differenze significative tra i gruppi nell’equilibrio
statico. Il risultato è in linea con lo studio di Wright
e Smith 10 nel compito di forza e nel compito cognitivo che ha dimostrato che il gruppo con visualizzazione PETTLEP e il gruppo con pratica fisica
sono migliorati entrambi in maniera significativa
dal pre- al post-test. I compiti di visualizzazione e i
compiti cognitivi hanno inoltre bisogno di un processo decisionale 17. Per quanto concerne il compito di equilibrio, l’aspetto cognitivo di un’abilità nel
livello primario di apprendimento è più importante
per gli atleti amatoriali. L’automazione non è ancora stata formata e la visualizzazione è più utile
nei livelli primari. Di conseguenza, la visualizzazione è più efficace nei compiti cognitivi. D’altro
canto, i risultati del presente studio sono in contrasto rispetto a quelli di altri studi sulla performan-
Giugno 2014
more useful in primary levels. Consequently,
imagery is more effective in cognitive tasks.
On the other hand results of this study are
contrary with other studies on penalty hockey
and vaulting 9 and golf bunker shot performance.16 Not proving the second hypothesis
about dynamic balance seems physical training has priority than PETTLEP imagery. This
is not in line with preceding research 9, 10
comparing physical training and imagery and
difference between PETTLEP imagery and traditional imagery in golf bunker shot and vaulting performance as well.9 They mentioned
PETTLEP imagery had been more efficient
than traditional imagery. It is assumed that in
balance performance physical training is more
useful than PETTLEP imagery and findings are
supported some researches.18, 19 Viewpoints
of participants can be another cause of these
findings. Old studies did not have a common
point about internal or external view. As researcher here used internal view, it is propose
that others compare PETTLEP imagery with
two different views.
Finally, based on results of the study can be
suggested that people may improve static balance in addition to physical training this kind
of imagery and perhaps PETTLEP imagery in
such sport (e.g. ski, Racing, etc.) which require specific cloths for injured people would
be more beneficial. Unfortunately, we have
not control group in this study or combination groups. We suggest next researches use
other motor skills, combination of PETTLEP
imagery with physical training, combination
of traditional imagery and physical training.
Also future researchers can employ these interventions on balance tasks for clinical rehabilitation problems. Imagery can be used in
art and music learning. We suggest applying
intervention on elderly persons that balance is
vital factor for them.
1) Post PG, Wrisberg CA, Mullins S. A
field test of the influence of pre-game
imagery on basketball free throw shooting. J Imagery Res Sport Phys Activity
2010;5.
2) Smith DK, Holmes P. The effect of imagery modality on golf putting performance. J Sport Exerc Psychol 2004;26:38595.
3) Smith DK, Collins D, Holmes P. Impact and mechanism of mental practice
effects on strength. Int J Sport Exerc Psychol 2003;1:293-306.
Vol. 67 - No. 2
BOROUJENI
ce dei volteggi e della punizione nell’hockey 9 e del
tiro dal bunker nel golf 16. Poiché la seconda ipotesi
sull’equilibrio dinamico non è stata dimostrata,
sembra che l’allenamento fisico abbia la priorità
rispetto alla visualizzazione basata su PETTLEP.
Ciò è in contrasto con precedenti ricerche 9, 10 che
hanno confrontato l’allenamento fisico e la visualizzazione e la differenza tra visualizzazione basata su PETTLEP e la visualizzazione tradizionale
nella performance dei volteggi e del tiro dal bunker
nel golf 9. Tali autori hanno affermato che la visualizzazione basata su PETTLEP sia più efficace
rispetto alla visualizzazione tradizionale. Si presume che nella performance di equilibrio, l’allenamento fisico sia più utile rispetto alla visualizzazione basata su PETTLEP e i riscontri sono supportati
da diverse ricerche 18, 19. I punti di vista dei partecipanti possono essere un’altra causa di tali risultati.
Gli studi più vecchi non hanno un punto comune
sulla visuale interna o esterna. Poiché il presente
studio ha utilizzato la visuale interna, si propone
che altri studi confrontino la visualizzazione basata su PETTLEP con le due diverse visuali.
Infine, in base ai risultati del presente studio si
può suggerire che le persone possano migliorare
l›equilibrio statico in aggiunta all’llenamento fisico
con questo tipo di visualizzazione e probabilmente
la visualizzazione basata su PETTLEP sarebbe più
utile negli sport (ad esempio sci, corsa ecc.) che richiedono un abbigliamento specifico per le persone
infortunate. Sfortunatamente, non avevamo un
gruppo di controllo o gruppi combinati in questo
studio. Suggeriamo che le prossime ricerche utilizzino altre abilità motorie, una combinazione di
visualizzazione basata su PETTLEP e allenamento
fisico, e una combinazione di visualizzazione tradizionale e allenamento fisico. Inoltre, le ricerche
future possono utilizzare tali interventi sui compiti
di equilibrio per problemi di riabilitazione clinica. La visualizzazione può essere utilizzata anche
nell’apprendimento di arti e musica. Suggeriamo
di applicare l’intervento su persone anziane, poiché l›equilibrio è un fattore vitale per esse.
4) Gould D, Weinberg RS, Jackson A.
Mental preparation strategies, cognitions,
and strength performances. J Sport Psychol 1980;4:379-87.
5) Holmes PS, Collins DJ. The PETTLEP
approach to motor imagery: A functional
equivalence model for sport psychologists. J Appl Sport Psychol 2001;13:60-83.
6) Jeannerod M. The cognitive neuroscience of action. Oxford: Blackwell; 1997.
7) Wakefield CJ, Smith DK. Impact of
differing of PETTLEP imagery on netball
shooting performance. J Imagery Res
Sport Phys Activity 2009;4.
8) Wright CJ, Smith DK. The Effect of the
Short-term PETTLEP Imagery intervention on a cognitive task. J Imagery Res
Sport Phys Activity 2007;2.
9) Smith DK, Wright CJ, Allsopp A, Westhead H. It’s All in the Mind: PETTLEPbased Imagery and Sports Performance. J
Appl Sport Psychol 2007;19:80-92.
10) Wright CJ, Smith DK. The effect of
PETTLEP imagery on strength performance. Int J Sport Exerc Psychol 2009;7:1831.
11) Syer J, Connolloy C. Sporting body
sporting mind: An athlete`s guide to
mental training. London: Cambridge University Press; 1984.
307
BOROUJENI
12) Hardy L, Callow N. Efficacy of external and internal visual imagery
perspectives for the enhancement of
performance on tasks in which form
is important. J Sport Exerc Psychol
1999;21:95-112.
13) Hall CR, Martin KA. Measuring movement imagery abilities: A revision of the
movement imagery questionnaire. J
Mental Imagery 1997;21:143-54.
14) Smith DK, Collins D, Holmes P. Impact and mechanism of mental practice
effects on strength. Int J Sport Exerc Psychol 2003;1:293-306.
15) Johnson BL, Nelson JK. Practical
measurements for evaluation in physical education. 4th editiopn. Minneapolis:
Burgess; 1979.
16) Smith DK, Wright CJ, Cantwell C.
Beating the bunker: The effect of PETTLEP imagery on golf bunker shot performance. Res Q Exerc Sport 2008;79:38591.
17) Wrisberg CA, Ragsdale MR. Cognitive
demand and practice level: Factors in the
mental rehearsal of motor skills. J Human Mov Studies 1979;5:201-8.
18) Tenenbaum G, Bar-Eli M, Hoffman
JR, Jablonovski R, Sade S, Shitrit D. The
effect of cognitive and somatic psychingup techniques on isokinetic leg strength
performance. J Strength Condition Res
1995;9:3-7.
19) Wilkes RL, Summers JJ. Cognitions,
mediating variables, and strength performance. J Sport Psychol 1984;6:351-9.
Received on May 21, 2014 - Accepted for publication on June 11, 2014.
Corresponding author: S. T. Boroujeni, Faculty of Physical Education and Sport Sciences, University of Tehran, Tehran, Iran.
308
Giugno 2014
Case reports
Casi clinici
MED SPORT 2014;67:309-21
Long-haul flight-associated sudden-onset
mid-portion Achilles tendinopathy
in a veteran judo athlete: a case report
Insorgenza improvvisa di una tendinopatia
della porzione mediale del tendine d’Achille
associata a un volo a lungo raggio in un atleta
veterano di judo: segnalazione di un caso
C. DE CRÉE 1, 2
1Department
of Medicine and Surgery, University of Rome “Tor Vergata”, Rome, Italy
2International Association of Judo Researchers, UK
SUMMARY
Venous stasis caused by environmental and mechanical conditions associated with cramped seating positions during
economy class air travel may lead to Deep Venous Thrombosis. In the present case report we describe for the first
time how similar circumstances, however, led to a distinctive medical condition. A 44-year-old male former elite
judo athlete of African-American ethnicity, who de-boarded a passenger aircraft in Tokyo, after a 10-hour nonstop
intercontinental flight while seated in economy class, complained of stiffness, pain and a palpable bulge in the midportion of his left Achilles tendon. Since taking up a new job three years earlier, he had suffered severe chronic lack
of sleep, adopted significant dietary changes (increase in high-carbohydrate food), and developed obesitas athletica
and insulin resistance. He had, however, no history of prior Achilles tendon injuries. Color Doppler ultrasound and
clinical findings were consistent with sudden-onset chronic mid-portion Achilles peritendinitis. Differential diagnosis included: Achilles tendinosis, ankle posterior impingement syndrome, malalignment, tibialis posterior tendinitis,
venous thromboembolism and xantoma. The subject’s anthropometric and metabolic conditions made the injury
highly resistant to icing and topical or oral medication. A conservative approach supported by a years-long program
of exercise, weight loss, eccentric tendon loading and reduction of dietary carbohydrate contents finally was able to
resolve the condition. The economy class syndrome as previously described has not included sudden-onset Achilles
tendinopathy; neither is severe sleep deprivation typically associated with tendinopathies. Lower-leg medical problems associated with long-haul air travel in cramped economy class seating may include sudden-onset tendinopathies
if the subject has an underlying pro-inflammatory metabolic environment such as sleep deprivation, insulin resistance
or type-2 diabetes. Effective treatment strategies of such tendinopathies will therefore also require correction of the
overall metabolically hostile environment.
Key words: Achilles tendon - Martial arts - Metabolic syndrome X - Tendinopathy - Travel medicine
RIASSUNTO
La stasi venosa causata dalle condizioni meccaniche e ambientali riscontrabili negli angusti posti a sedere durante i
viaggi aerei in classe economica può condurre alla trombosi venosa profonda. La presente segnalazione di un caso
descrive per la prima volta come simili circostanze, tuttavia, abbiano condotto a una particolare condizione medica.
Un uomo di 44 anni di età di etnia afro-americana, ex atleta d’élite di judo, è atterrato a Tokyo da un aereo passeggeri
dopo un volo intercontinentale senza scali di 10 ore, durante il quale era rimasto seduto in classe economica, lamentando rigidità, dolore e rigonfiamento palpabile a livello della porzione mediale del tendine d’Achille sinistro. Fin
dall’inizio del suo nuovo lavoro intrapreso tre anni prima, il soggetto soffriva di una grave carenza cronica di sonno,
aveva adottato significativi cambiamenti alimentari (aumento degli alimenti ad alto contenuto di carboidrati), e aveva
sviluppato obesitas athletica e resistenza all’insulina. Il soggetto non presentava nessuna lesione al tendine d’Achille
nell’anamnesi. L’ecografia color doppler e i risultati clinici erano coerenti con una peritendinite cronica, a insorgenza
improvvisa, della porzione mediale del tendine d’Achille. La diagnosi differenziale includeva una tendinosi d’Achille,
Vol. 67 - No. 2
309
DE CRÉE
AIR-TRAVEL-ASSOCIATED ACHILLES TENDINOPATHY IN A VETERAN JUDOKA
sindrome da conflitto posteriore della caviglia, malallineamento, tendinite tibiale posteriore, tromboembolia venosa
e xantoma. Le condizioni antropometriche e metaboliche del soggetto hanno reso la lesione estremamente resistente
all’applicazione di ghiaccio e ai trattamenti orali e topici. Il problema è stato risolto soltanto con l’adozione di un
approccio conservativo supportato da un programma di diversi anni basato su esercizio fisico, perdita di peso, carico
eccentrico sul tendine e riduzione del contenuto di carboidrati nell’alimentazione. La sindrome della classe economica descritta da precedenti autori non include la tendinopatia a insorgenza improvvisa del tendine d’Achille; inoltre, la
grave carenza di sonno non è stata tipicamente associata alle tendinopatie. I problemi medici della porzione inferiore
delle gambe associati a un viaggio aereo a lungo raggio negli angusti posti a sedere in classe economica possono
includere le tendinopatie a insorgenza improvvisa, laddove il soggetto presenti un soggiacente ambiente metabolico
proinfiammatorio, come carenza di sonno, resistenza insulinica o diabete di tipo 2. Efficaci strategie di trattamento di
tali tendinopatie, pertanto, richiedono una correzione del complessivo ambiente metabolicamente ostile.
Parole chiave: Tendine d’Achille - Arti marziali - Sindrome metabolica - Tendinopatia - Medicina di viaggio
T
he “economy class syndrome” (ECS) refers
to a range of medical symptoms that may
be experienced during or as a consequence of
long-haul air travel.1 Deep venous thrombosis
(DVT) is one of the most serious among these
symptoms. DVT occurs due to venous stasis,
hypercoagulability and changes to the blood
vessel wall that are prompted by predisposing factors of an environmental (low barometric pressure, reduced humidity, and relative
hypoxia) and mechanical nature (immobility,
narrowness of the coach-class seats, and the
prolonged maintenance of this cramped seated
position with flexion and compression of the
popliteal region) that are present within the aircraft.2 In the present case report we describe
a medical condition of which the etiology and
circumstances that preceded its onset showed
similarities to ECS, yet took a different course.
L
a “sindrome della classe economica” (economy
class syndrome, ECS) si riferisce a una serie di
sintomi medici che si possono sperimentare durante, o come conseguenza di, un viaggio aereo a lungo raggio 1. La trombosi venosa profonda (TVP) è
uno dei sintomi più gravi. La TVP si verifica a causa di stasi venosa, ipercoagulabilità e modifiche
dei vasi sanguigni, indotte da fattori predisponenti
di natura ambientale (bassa pressione barometrica, umidità ridotta, e ipossia relativa) e meccanica (immobilità, ristrettezza dei posti a sedere
in classe economica e mantenimento prolungato
della posizione seduta, con flessione e compressione della regione poplitea) presenti all’interno del
velivolo 2. Nella presente segnalazione descriviamo
una condizione medica la cui eziologia e le circostanze che ne hanno preceduto la comparsa hanno mostrato analogie con l’ECS, con un decorso
differente.
Caso clinico
Case report
A 44-year-old veteran judo athlete stepping
off the plane in Tokyo after a 10-hour nonstop intercontinental flight in economy class
complained of stiffness, pain and a “knot” in
the mid-portion of his left Achilles tendon. He
had no history of prior Achilles tendon injuries.
Over the next week he participated in day-long
judo classes held during an international summer judo seminar requiring him to spend an
average period of 6 hours per day in standing
position. The stiffness and Achillodynia (pain)
worsened and caused difficulties in walking
and sleeping. The injury quickly developed
into a chronic injury that was resistant against a
plethora of treatment strategies and that would
last for several years.
The subject, a male of African-American ethnicity was a former elite judo athlete and sprinter. He was and today still is active in judo as an
310
Un atleta veterano di judo di 44 anni d’età è
atterrato a Tokyo dopo 10 ore di viaggio intercontinentale in classe economica senza scali, lamentando rigidità, dolore e un “nodo” a livello della
porzione mediale del tendine d’Achille sinistro. Il
soggetto non aveva precedenti lesioni del tendine
d’Achille nell’anamnesi. Nel corso della settimana
successiva il soggetto ha partecipato a lezioni di
judo durate tutto il giorno, nell’ambito di un seminario internazionale estivo di judo, durante le
quali è dovuto rimanere in piedi per un periodo
medio di 6 ore al giorno. La rigidità e l’achillodinia (dolore) sono peggiorate, causando difficoltà
nel camminare e nel dormire. La lesione è divenuta presto cronica e resistente a una pletora di
strategie di trattamento, oltre che persistente per
diversi anni.
Il soggetto, un uomo di etnia afro-americana,
era un ex atleta d’élite di judo e un velocista. Attualmente, è ancora attivo nella disciplina del
Giugno 2014
instructor and coach. The long-haul flight itself
was uneventful. The subject did not consume
alcohol, and had no known dehydration or predisposing factors in terms of coagulation defects
or similar before the flight. He spent most of the
flight working on a laptop while in seated position, and did not actively move his legs except
for going to the bathroom. While working he
often had his legs crossed, and he did recall
that at one point he had been so focused on his
work that he had not noticed his left leg being
asleep. There were no other noticeable health
effects or discomfort.
judo come istruttore e allenatore. Il volo a lungo
raggio è stato privo di problemi. Il soggetto non
consumava alcool e non aveva mai sofferto di disidratazione, né presentava fattori predisponenti
in termini di difetti di coagulazione o simili prima
del volo. Egli ha trascorso la maggior parte del volo
lavorando su un computer portatile in posizione
seduta, senza muovere in maniera attiva le gambe
tranne che per andare al bagno. Durante il lavoro
ha tenuto spesso le gambe incrociate, ed ha ricordato che a un certo punto era talmente concentrato sul suo lavoro da non accorgersi che la sua
gamba sinistra si era addormentata. Non si sono
verificati altri evidenti disagi o effetti sulla salute.
Clinical procedures
Procedure cliniche
Investigations
On physical examination, the entire midportion of the left Achilles tendon was found
thickened and discrepant in width when compared to the right leg Achilles tendon. A palpable bulge of approximately 3 cm long and
thicker and harder than the rest of the thickened tendon was noticeable about 6-9 cm
above the insertion of the tendon. Neither was
crepitation present, nor any noticeable thickening of the paratenon. Pain increased upon
rubbing the tendon between the fingers, as is
often consistent with peritendinitis. No redness or swelling of the entire lower leg was
observed. Wells’ Score was negative, with no
history of any clotting protein deficiencies, no
polycythemia or hyperhomocysteinemia, no
recent surgery, inflammatory or autoimmune
diseases. The subject was able to bear weight
on his foot, push off on it and had maintained
plantar flexion strength enabling him to perform toe-raises (although both with considerable pain). He had no noticeable foot pronation
and Thompson Test (movement of the dorsiflexed foot upon squeezing the calf while in
supine position) was normal.
Until three years before the injury he ran
once or twice per day, including sprint interval
and resistance training. His daily training was
abruptly cut due to moving abroad and taking
up a new job that required long hours of both
sitting and standing work. This had resulted in
chronic lack of sleep oftentimes no more than 3
hours sleep per night, except during weekends
and summer holiday period. Dietary changes
involved a significant increase in high-carbohydrate junk food, soft drinks and vending machine snacks “to make it through the night”,
Vol. 67 - No. 2
DE CRÉE
Esami diagnostici
All’esame obiettivo, tutta la porzione mediale del tendine d’Achille sinistro era ispessita e discordava in larghezza rispetto al tendine d’Achille
della gamba destra. Si notava un rigonfiamento
palpabile di circa 3 cm di lunghezza, più spesso
e duro rispetto al resto del tendine ispessito, a circa 6-9 cm sopra l’inserzione del tendine. Non era
presente alcun crepitio, né alcun evidente ispessimento del paratenon. Il dolore aumentava con
lo sfregamento del tendine tra le dita, come spesso
accade con la peritendinite. Non è stato osservato
alcun rossore o rigonfiamento dell’intera porzione
inferiore della gamba. Il punteggio di Wells era negativo, senza alcuna storia clinica di carenze di
proteine della coagulazione e senza policitemia o
iperomocisteinemia, interventi chirurgici recenti,
malattie infiammatorie o patologie autoimmuni. Il
soggetto era in grado di sostenere il peso sul piede
e di fare leva su di esso; aveva inoltre mantenuto
la forza di flessione plantare che gli permetteva di
eseguire sollevamenti sulla punta del piede (sebbene entrambe le cose gli arrecassero un dolore notevole). Il soggetto non presentava alcuna evidente
pronazione del piede e il test di Thompson (movimento del piede in flessione dorsale con compressione del tallone in posizione supina) era normale.
Fino a tre anni prima dell’infortunio, il soggetto
correva una o due volte al giorno, con allenamenti
della resistenza e sprint ripetuti. Il suo allenamento quotidiano era stato bruscamente interrotto a
causa del trasferimento all’estero e dell’assunzione di un posto di lavoro che richiedeva di stare
lunghe ore seduto e in piedi. Ciò ha comportato
una mancanza cronica di sonno, spesso non più
di 3 ore per notte, salvo durante i fine settimana e
le vacanze estive. I cambiamenti alimentari hanno comportato un considerevole aumento dei cibi
311
DE CRÉE
even though caloric intake was never excessive
(<2300 kcal/d). The patient had never smoked,
nor did he consume any alcohol.
Before taking up the new job he weighed
81 kg, height 182 cm. Three years later, at the
time of injury, his body mass had progressively
increased to 116 kg, with each year over summer ‑ the only time professional demands allowed him to restart running ‑ a temporary loss
of mass of approximately 8 kg, which he then
would regain after summer. No significant or
relevant medical antecedents, although at the
time of injury the subject had upper-body obesity (BMI: 35, minor sleep apnea, gastric reflux,
and symptoms of insulin resistance and metabolic syndrome, such as pro-inflammatory state
and delayed satiety). Prior judo competition
injuries did not involve the lower extremities
except for an egg-size hematoma on the lateral
side of the left leg, probing from between the
extensor digitorum longus and tibialis anterior
muscles,3 approximately 10 cm above the external malleolus, incurred during a training accident 6 years earlier after an opponent fell with
his knee on his leg.
Three years after the onset of the Achilles
tendon injury the problem had become worse
despite several treatment strategies. We note
that the subject’s BMI by then had increased
to 41.7 for a body mass of 138 kg despite
daily caloric intake never exceeding approx.
2,300 kcal/d hence representing a clear case
of post-career adipositas athletica as a consequence of severely restricted caloric output
when compared with the individual’s previous
sports competitive career.4, 5 Symptoms of insulin resistance and metabolic syndrome had become worse, likely due to the subject’s severe
chronic lack of sleep.6-8 Blood pressure at that
point was 145/85 mmHg, and resting HR was 80
beats/min. Blood total cholesterol was 230 mg/
dL (normal <190 mg/dL) with LDL cholesterol
154 mg/dL (normal<115 mg/dL). HDL Cholesterol, triglycerides and thyroid hormones were
normal. Blood glucose was near the upper limit
(110 mg/dL).
Longitudinal color Doppler ultrasound (Figure 1) showed a fusiform or spindle-shaped
enlarged Achilles tendon with due to the midportion bulge. Fibrillar abnormalities show increased depiction of flow signals within the
tendon substance, particularly the substantial
inhomogeneous echoes at the bulging section.
Although hyperemic changes in the paratenon
were noticed, there was no noticeable neovas-
312
spazzatura ad alto contenuto di carboidrati, bevande analcoliche e snack dei distributori automatici “per far passare la notte”, anche se l’apporto
calorico non era mai eccessivo (<2300 kcal/g). Il
paziente non aveva mai fumato, né consumava
alcolici.
Prima di assumere il nuovo incarico egli pesava
81 kg ed era alto 182 cm. Tre anni dopo, al momento dell’infortunio, la sua massa corporea era
progressivamente aumentata a 116 kg, con una
perdita di circa 8 kg di massa corporea ogni estate
(l’unico momento in cui le esigenze professionali gli permettevano di riprendere la corsa) che poi
recuperava dopo l’estate. Il soggetto non presentava alcun significativo o rilevante precedente medico, anche se al momento dell’infortunio aveva
un’obesità del tronco (IMC:35) e soffriva di una
minore apnea del sonno, reflusso gastrico, sintomi
di resistenza all’insulina e sindrome metabolica,
con uno stato proinfiammatorio e un senso di sazietà tardivo. Le precedenti competizioni di judo
non gli avevano causato alcun infortunio agli arti
inferiori, eccetto per un ematoma della grandezza
di un uovo sul lato laterale della gamba sinistra,
esplorando dal muscolo estensore lungo delle dita
e dal muscolo tibiale anteriore 3, circa 10 cm sopra
il malleolo esterno, sostenuto 6 anni prima durante un allenamento, quando un avversario era caduto con il ginocchio sulla sua gamba.
Nonostante le numerose strategie di trattamento, tre anni dopo l’insorgenza dell’infortunio al
tendine d’Achille il problema è peggiorato. Abbiamo notato che da quel momento l’IMC del soggetto è salito a 41,7 per una massa corporea di 138
kg, nonostante un consumo calorico giornaliero
non superiore a circa 2.300 kcal/g, rappresentando quindi un chiaro caso di adipositas athletica
postcarriera, dovuta al limitato output calorico
rispetto alla precedente carriera agonistica del
soggetto 4, 5. I sintomi di resistenza all’insulina e
la sindrome metabolica sono peggiorati, probabilmente a causa della grave carenza cronica di sonno del soggetto 6-8. La pressione arteriosa in quel
momento era pari a 145/85 mm Hg, mentre la FC
a riposo era di 80 battiti/min. Il colesterolo totale
nel sangue era pari a 230 mg/dl (valore normale
<190 mg/dl) mentre il colesterolo LDL era pari a
154 mg/dl (valore normale <115 mg/dl). I livelli di
colesterolo HDL, trigliceridi e ormoni tiroidei erano nella norma. Il glucosio ematico era vicino al
limite massimo (110 mg/dl).
L’ecografia color Doppler longitudinale (Figura
1) ha mostrato un tendine d’Achille fusiforme o
affusolato, a causa della protuberanza della porzione mediale. Le irregolarità fibrillari hanno mostrato una maggiore rappresentazione di segnali
Giugno 2014
Figure 1.—Color Doppler ultrasound image taken 4 years
after the onset of the injury shows a fusiform or spindleshaped enlarged Achilles tendon with due to the midportion bulge. Fibrillar abnormalities show increased
depiction of flow signals within the tendon substance,
particularly the substantial inhomogeneous echoes at the
bulging section. Although hyperemic changes in the paratenon were noticed, there was no noticeable neovascularization present. Arterial pulse curves were normal.
Figura 1. — L’ecografia color doppler effettuata 4 anni
dopo l’insorgenza della lesione mostra un tendine
d’Achille fusiforme o affusolato con una protuberanza
nella porzione mediale. Le irregolarità fibrillari hanno
mostrato una maggiore rappresentazione di segnali di
flusso all’interno della sostanza del tendine, in particolare echi sostanzialmente disomogenei nella sezione del
rigonfiamento. Sebbene siano stati osservati cambiamenti iperemici nel paratenon, non era presente alcuna evidente neovascolarizzazione. Le curve del polso arterioso
erano normali.
cularization present. Arterial pulse curves were
normal (Figure 2).
Differential diagnosis
—— Achilles tendinosis
—— Ischemic necrosis of the gastrocnemius
muscle
—— Malalignment
—— Posterior impingement syndrome of the
ankle
—— Tibialis posterior tendinitis
—— Achilles tendon xantoma
—— Venous thromboembolism
Treatment
Treatment of the tendon included icing, topical application of non-steroidal anti-inflammatory gels including diclofenac, indomethacine,
etofenomate, and niflumic acid, heeled shoes,
compression socks, and extracorporeal shockwave treatment, in agreement with recommen-
Vol. 67 - No. 2
DE CRÉE
Figure 2.—Color Doppler ultrasound image taken 4
years after the onset of the injury showing normal arterial pulse and blood flow in the lower portion of the
anterior tibial artery.
Figura 2. — L’ecografia color doppler effettuata 4 anni
dopo l’insorgenza della lesione mostra un normale polso
arterioso e un normale flusso ematico nella porzione inferiore dell’arteria tibiale anteriore.
di flusso all’interno della sostanza del tendine, in
particolare echi sostanzialmente disomogenei nella sezione del rigonfiamento. Sebbene siano stati
osservati cambiamenti iperemici nel paratenon,
non vi era alcuna evidente neovascolarizzazione.
Le curve del polso arterioso erano normali (Figura
2).
Diagnosi differenziale
— Tendinosi di Achille
— Necrosi ischemica del muscolo gastrocnemio
— Malallineamento
— Sindrome da conflitto posteriore della caviglia
— Tendinite tibiale posteriore
— Xantoma del tendine d’Achille
— Tromboembolia venosa
Trattamento
Il trattamento del tendine ha incluso l’applicazione topica di gel antinfiammatori non steroidei,
inclusi diclofenac, indometacina, etofenamate, e
acido niflumico, l’utilizzo di scarpe coi tacchi e
calze compressive e il trattamento con onde d’urto
extracorporee, in accordo alle raccomandazioni
della letteratura medica rilevante 9-12. Il paziente
ha preso in considerazione ma ha rifiutato il trattamento invasivo con plasma arricchito di piastrine 13, 14.
313
DE CRÉE
dations in the relevant medical literature.9-12
The patient considered but refused invasive
treatment with platelet-rich plasma.13, 14
After 4 years with the injury being resistant
to any of the above treatments likely due to
consistently present high proinflammatory environment created by insulin resistance, metabolic syndrome and continuing severe lack of
sleep 6, 8 a different approach became possible
mainly due to leaving his job. A new strategic
direction of treatments was started that would
focus on significant behavioral changes, particularly with regard to daily sleep and weight
loss and exercise (running).15, 16 In terms of exercise the subject insisted on running despite
his high body mass (138 kg), and declined bicycling, swimming (he was a poor swimmer), or
use of aerobic fitness equipment as alternatives.
Exercise was preceded by topical application of
Tiger Balm (Hǔbiao wànjīnyóu 虎標萬金油, ��
predominantly containing menthol and camphor),
deep friction massage, stretching through heelraises and eccentric loading of the Achilles tendon as extended warm-up.12, 17-23 Postexercise
icing and topical diclofenac were applied 20. Significant dietary adjustments were implemented
which included a reduction of carbohydrate
contents and sugars, daily consumption of
soy protein (20 g/d), lecithin (7 g/d), collagen
(7 g/d of Super Collagen type 1 & 3, NeoCell
Corp. 1986) and amino acid supplements (500
mg/d of free L-arginine, of L-lysine HCl, and
of L-ornithine HCl). No caloric restriction was
needed, as caloric intake was normal (±2300
kcal/d). Duration of the dietary modifications
was indefinite and the modifications are still being adhered to today.
Dopo 4 anni la lesione era ancora resistente a
tutti i suddetti trattamenti, probabilmente a causa dell’ambiente proinfiammatorio costantemente
elevato dovuto alla resistenza insulinica, alla sindrome metabolica e alla costante grave carenza
di sonno 6, 8. Grazie al fatto che il soggetto ha lasciato il suo lavoro è stato però possibile adottare
un approccio diverso. È stata avviata una nuova
direzione strategica di trattamenti che si è concentrata su significativi cambiamenti comportamentali, con particolare riguardo alle ore di sonno
quotidiane, all’esercizio fisico e alla perdita di peso
(corsa) 15, 16. In termini di esercizio fisico, il soggetto ha insistito sulla corsa nonostante la sua elevata
massa corporea (138 kg), e ha rifiutato il ciclismo,
il nuoto (era un nuotatore scarso), o l’uso di attrezzature per il fitness aerobico come alternative.
L’esercizio fisico è stato preceduto dall’applicazione topica di Balsamo di tigre (Hǔbiao wànjīnyóu
虎標萬金油, contenente prevalentemente mentolo
e canfora), dal massaggio a frizione profonda,
dallo stretching con sollevamenti dei talloni e dal
carico eccentrico del tendine d’Achille come riscaldamento prolungato 12, 17-23. Sono stati applicati
ghiaccio post-esercizio e diclofenac topico 20. Sono
state apportate significative modifiche dell’alimentazione, con una riduzione del contenuto di
carboidrati e zuccheri, il consumo quotidiano di
proteine della soia (20 g/g), lecitina (7 g/g), collagene (7 g/g di collagene di tipo 1 e 3, NeoCell
Corp. 1986) e integratori di aminoacidi (500 mg/g
di L-arginina, L-lisina HCl, e L-ornitina HCl). Non
è stata necessaria alcuna restrizione calorica poiché l’apporto calorico era normale (±2300 kcal/g).
La durata delle modifiche alimentari era indefinita e le modifiche vengono seguite tutt’oggi.
Outcome and follow-up
Solo con il riaggiustamento del trattamento, iniziato più di 4 anni dopo l’esordio dell’infortunio,
sono stati raggiunti dei risultati. Considerando
che, senza dubbio, una massa di 140 kg era estremamente impegnativa, il soggetto era molto motivato e tenace, e gli effetti sono stati notevoli. Entro
due settimane dalla ripresa dell’esercizio fisico, la
pressione sanguigna è scesa da 145/85 mmHg a
130/75 mmHg (Tabella I). Quattro mesi dopo la
ripresa dell’esercizio fisico e la normalizzazione
delle ore di sonno notturno (≥8 h/notte), la massa
corporea è scesa di 23 kg nonostante non fosse stata apportata nessuna modifica dell’apporto calorico. L’IMC è diminuito da 41,7 a 34,7. Tredici mesi
dopo il riaggiustamento del trattamento, la massa
corporea è scesa di 30 kg (IMC:32,6), con un net-
Only with readjusted treatment that was
started more than 4 years after the onset of the
injury successes were achieved. Whereas, no
doubt, running with a body mass of near 140
kg was incredibly challenging, the subjected
was extremely motivated and persistent, and
the effects were prominent. Within two weeks
of restarting exercise, blood pressure had fallen
from 145/85 mm Hg to 130/75 mm Hg (Table
I). Four months after restarting exercise and
normalizing the amount of nightly sleep (≥8 h/
night), body mass had fallen by 23 kg despite
no changes in caloric intake. BMI had gone
down from 41.7 to 34.7. Thirteen months after
314
Risultati e follow-up
Giugno 2014
DE CRÉE
Table I.—Evolution of anthropometric and blood work data starting at the point where exercise was restarted
as part of the treatment schedule, three years after the occurrence of the Achilles tendinopathy.
Tabella I. — Evoluzione dei dati antropometrici e degli esami ematici al momento in cui è stato ripreso
l’esercizio fisico come parte del programma di trattamento, tre anni dopo l’insorgenza della tendinopatia
d’Achille.
Body mass (kg)
BMI
Blood pressure (mmHg)
HR (bts/min)
Glucose (mg/dL)
Cholesterol (mg/dL)
LDL (mg/dL)
HDL (mg/dL)
Triglycerides (mg/dL))
Testosterone (ng/mL)
Free testosterone (pg/mL)
Estradiol (pg/mL)
Start
≥4 months
≥10 months
≥28 months
Normal
ranges
138
41.7
145/85
80
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
N/A
115
34.7
130/75
70
100
218
144
52
108
4.2
97
N/A
108
32.6
130/75
62
89
183
119
48
82
5.5
113
50.4
95
28.7
125/70
52
85
170
97
59
72
4.0
89
32.6
72-85
18.5-25
<120/80
60-70
70-110
<190
<115
>40
<150
2.5-8.5
60-250
7.6-42.5
N/A: not available.
readjustment of treatment, body mass had gone
down by 30 kg (BMI: 32.6), with now a markedly improvement in Achilles tendon pain and
functionality. Twenty-eight months after restarting exercise, the subject had reduced his body
mass from 138 kg to 95 kg (BMI: 28.7), with
completely normalized total cholesterol (from
218 to 179 mg/dL) and LDL cholesterol (144 to
97 mg/dL) values (Table I). Resting heart rate
had decreased from 80 beats/min to 52 beats/
min, which is the same value as ten years earlier
before the increases in body mass had started.
The subject’s Achilles tendon had normalized
in diameter, no thickening or nodule was visible or palpable any longer, and the subject was
completely pain free. Post-exercise icing and
application of any topical agents had become
unnecessary and were ceased. At this moment
the subject is successfully competing again with
athletes less than half his age and in their physical prime.
Discussion
Particularly in the light of the heightened
concern among air passengers and medical
personnel, DVT is a logical potential diagnosis
when a patient complains of lower leg discomfort and pain which have suddenly arisen during or after long-haul air travel while subjected
to the crowded and cramped seating conditions
of economy class.2 However, the lower leg is
also subject to other medical conditions, such
as compartment syndromes and tendinopathies,
Vol. 67 - No. 2
to miglioramento nel dolore e nella funzionalità
del tendine d’Achille. Ventotto mesi dopo la ripresa
dell’esercizio fisico, il soggetto ha ridotto la propria
massa corporea da 138 a 95 kg (IMC:28,7), con la
completa normalizzazione dei valori di colesterolo
totale (218 à179 mg/dl) e colesterolo LDL (144 à97
mg/dl) (Tabella I). La frequenza cardiaca a riposo
è diminuita da 80 battiti/min a 52 battiti/min, lo
stesso valore di quando sono iniziati gli aumenti
nella massa corporea dieci anni prima.
Il diametro del tendine d’Achille si è normalizzato, nessun ispessimento o nodulo è visibile o
palpabile e il soggetto è completamente privo di
dolore. Il ghiaccio post-esercizio e l’applicazione
di agenti topici sono diventati inutili e sono stati
interrotti. In questo momento il soggetto compete di
nuovo con successo contro atleti che hanno metà
della sua età e che si trovano nel loro pieno vigore
fisico.
Discussione
Soprattutto alla luce dell’accresciuta preoccupazione dei passeggeri del trasporto aereo e del
personale medico, la trombosi venosa profonda
è una logica diagnosi potenziale quando un paziente lamenta disagio e dolore alla porzione inferiore della gamba, i quali sono improvvisamente
insorti durante un viaggio aereo a lungo raggio
mentre era seduto negli angusti posti a sedere in
classe economica 2. Tuttavia, la porzione inferiore
della gamba è soggetta anche ad altre condizioni
mediche, come le sindromi compartimentali e le
tendinopatie, sebbene non siamo stati in grado di
trovare nessuna pubblicazione scientifica che ab-
315
DE CRÉE
although we could not find back any medical
literature that would typically associate any of
these pathologies with long-haul economy class
flights either.
The term “tendinopathy” refers to a clinical
diagnosis (pain, swelling, impaired function
and pathological changes) rather than a histopathological one, and thus distinct from ‘tendinitis’ and ‘tendinosis’, which are histopathological diagnoses.9 Histological investigations
have shown that it are, in fact, vascular compromise and repeated microtraumata which are
generally involved in the causation of tendinitis
(tendon inflammation) and tendinosis (tendon
degeneration due to vascular compromise and
aging that produce an inadequate repair and
ensuing tenocyte death and impairment of the
tendon matrix and result in a nodular or diffuse
thickening of the tendon, microtears, collagen
degeneration, fibrosis and increased disposition to further tendon injury and even rupture
though with no preceding histological evidence
of inflammation).3, 9, 24-28
However, the present case report shows that
it is possible for tendinopathies to acutely form
and become chronic as a result from a thoroughly different etiology, at least in subjects
who are at risk due to underlying metabolic
factors. Cramped economy class seating during long-haul flights may trigger or sufficiently
exacerbate latent or previously asymptomatic
tendinopathies simply through interfering with
optimal blood or lymphatic circulation. From a
pathophysiological point of view in the case of
mid-portion Achilles tendinitis and tendinosis it
is particularly the “watershed” area some 2-6 cm
proximal to the insertion of the tendon on the
calcaneus which receives less blood flow and
which is therefore sensitive to hypoperfusion
irrespective of its cause.29 In the presence of
obesitas athletica, structures that are already
characterized by relatively poor blood supply,
such as the mid-portion Achilles tendon, are
particularly at risk and are slow to repair themselves. Since about 2008 several studies have
now identified obesity and waist circumference
as important risk-factors for tendinopathies.30
In fact, insulin resistance has been associated
with fat deposition in muscle (primarily intracellular), whereas fat deposition inside the tendon has been found among those with tendon
pain.31 This case study demonstrates that a single plane trip with uncomfortable seating arrangements was able to produce a sudden-onset chronic injury that lasted more than 5 years
316
bia tipicamente associato una di tali patologie con
i voli a lungo raggio in classe economica.
Il termine “tendinopatia” si riferisce a una diagnosi clinica (dolore, gonfiore, alterata funzione
e alterazioni patologiche) piuttosto che a una diagnosi istopatologica, ed è quindi distinta da “tendiniti” e “tendinosi”, che sono diagnosi istopatologiche 9. Le indagini istologiche hanno dimostrato
infatti che compromissioni vascolari e microtraumi ripetuti sono coinvolti nella generazione di
tendiniti (infiammazioni del tendine) e tendinosi
(degenerazione del tendine dovuta alla compromissione vascolare e all’invecchiamento che causa una riparazione inadeguata e la conseguente
morte dei tenociti e la compromissione della matrice del tendine, generando un ispessimento nodulare o diffuso del tendine, microlacerazioni, degenerazione del collagene, fibrosi e aumento della
predisposizione a un’ulteriore lesione e persino
rottura del tendine, anche senza alcuna precedente evidenza istologica di infiammazione) 3, 9, 24-28.
Tuttavia, la presente segnalazione di un caso
mostra come sia possibile che le tendinopatie diventino acute e croniche come conseguenza di
un’eziologia completamente diversa, perlomeno
nei soggetti che sono a rischio a causa di fattori
metabolici soggiacenti. Gli angusti posti a sedere
in classe economica durante i voli a lungo raggio possono causare o esacerbare sufficientemente
tendinopatie latenti o precedentemente asintomatiche, semplicemente interferendo con la circolazione sanguigna o linfatica ottimale. Da un punto di vista fisiopatologico, nel caso della tendinite
e della tendinosi della parte mediale del tendine
d’Achille, è soprattutto l’area di circa 2-6 cm che
funge da “spartiacque”, prossimale all’inserzione
del tendine sul calcagno, a ricevere meno flusso
di sangue e ad essere pertanto sensibile a un’ipoperfusione, indipendentemente dalla causa 29. In
presenza di obesitas athletica, le strutture che sono
già di per sé caratterizzate da un apporto di sangue relativamente scarso, come la porzione mediale del tendine d’Achille, sono particolarmente
a rischio e impiegano più tempo a ripararsi. Dal
2008, numerosi studi hanno individuato l’obesità
e la circonferenza vita come importanti fattori di
rischio per le tendinopatie 30. Infatti, la resistenza
all’insulina è stata associata all’accumulo di grasso nel muscolo (principalmente intracellulare),
mentre l’accumulo di grasso all’interno del tendine è stato osservato nei casi con dolore al tendine31. Questo studio dimostra che un unico viaggio in aereo con posti a sedere angusti è stato in
grado di produrre l’improvvisa insorgenza di una
lesione cronica che ha impiegato più di 5 anni a
guarire. Allo stesso tempo, questo caso ha attirato
Giugno 2014
to heal. At the same time, this case drew attention to the still largely underestimated negative
health effects of chronic sleep deprivation and
the proinflammatory metabolic environment
that it can cause, and that may both increase
the body’s proneness for tendinopathies 32 and
importantly interfere with the outcome of treatment strategies.
Achilles tendinitis predominantly occurs in
runners but is also seen in other sports, particularly those that include frequent jumping, such
as basketball players, ballet dancers, gymnasts,
and volleyball players.9 It is not a frequent injury in judo athletes, and when it is seen then
it is almost always caused by supporting fitness exercises or intense warm-up exercises
(e.g. jumping up) rather than by any specific
judo-related movements or training.33 Knowing
that even simply running produces forces up
to eight times the body’s mass, it is easily understandable that jumps, particularly if one is
suffering from overweight or obesity, places a
very significant repetitive stress on the Achilles tendon and in the case of latent tendinosis
promptly submits it to a very significant risk for
rupture.24
Gaining an ideal strength-to-mass ratio is
critical for judoka or any athlete who competes
in weight classes. The perceived higher chance
to win by entering into a lower weight class after being able to drop a few kilograms of body
mass hence exerts great attraction on the individual athlete, and in essence represents the
reason why judo athletes frequently engage
in “cutting weight”. Because of the frequency
judo athletes have to go through this process,
“cutting weight” oftentimes evolves into weight
cycling.34 Excessive gain of body mass or adipositas athletica may be observed in judo athletes who previously had to frequently reduce
body mass, but who after ceasing their athletic career and discontinuing intenso physical
training and diet may gain excessive body mass
and become obese.4, 5 Particularly individuals
who during their career had some degree of
obesity and who frequently had to reduce their
body mass are at risk for weight cycling as it
requires greater effort for them to maintain lost
weight than for those who have to cut weight
but have never been obese. Given that few judoka are able to continue at a top level by the
time they have reached age 32 years, adipositas
athletica may start as early as their mid-30s.
General population studies have shown that
exercising is the only variable that consistently
Vol. 67 - No. 2
DE CRÉE
l’attenzione sugli ancora sottovalutati effetti negativi della carenza cronica di sonno e sull’ambiente
metabolico proinfiammatorio che ne può derivare,
i quali possono aumentare la predisposizione per
le tendinopatie32 e soprattutto interferire con il risultato delle strategie di trattamento.
La tendinite d’Achille si verifica prevalentemente nei corridori ma anche in atleti di altri sport,
in particolare quelli che effettuano frequenti salti, come cestisti, ballerini, ginnasti e pallavolisti 9.
Non è una lesione frequente negli atleti di judo, e
quando si osserva in questi atleti è quasi sempre
causata da esercizi di supporto per il fitness o da
intensi esercizi di riscaldamento (ad es. salto in
verticale) piuttosto che da qualsiasi specifico allenamento o mosse di judo 33. Sapendo che anche
una semplice corsa produce forze pari fino a otto
volte la massa del corpo, è facilmente comprensibile che i salti, in particolare se si soffre di sovrappeso
od obesità, comportano un significativo stress ripetitivo sul tendine d’Achille e, nel caso della tendinosi latente, lo mettono a rischio di un immediato
ed estremamente significativo rischio di rottura 24.
Ottenere un ottimale rapporto forza-massa è
essenziale per i judoisti o per qualsiasi atleta che
compete nelle categorie di peso. La percezione di
avere una maggiore possibilità di vincere entrando in una categoria di peso inferiore dopo essere
stati in grado di scendere di pochi chilogrammi di
massa corporea esercita quindi grande attrazione
sui singoli atleti, e in sostanza rappresenta il motivo per cui nel judo gli atleti si impegnano spesso
a perdere peso. A causa della frequenza con cui
gli atleti di judo devono passare attraverso questo
processo di “taglio del peso” ciò spesso si trasforma
in una perdita e un riacquisto ciclici di peso corporeo34. L’aumento eccessivo di massa corporea
o adipositas athletica è osservabile negli atleti di
judo che in precedenza dovevano frequentemente
ridurre la massa corporea, ma che dopo la cessazione della loro carriera atletica e l’interruzione
della dieta e dell’allenamento fisico intenso possono guadagnare un’eccessiva massa corporea e
divenire obesi 4, 5. In particolare, le persone che
durante la loro carriera avevano un certo grado
di obesità e che hanno dovuto spesso ridurre la
loro massa corporea sono a rischio di perdita e
riacquisto ciclici di peso corporeo, poiché hanno bisogno di effettuare uno sforzo maggiore per
mantenere il peso perso rispetto a quelli che hanno
dovuto tagliare il loro peso ma che non sono mai
stati obesi. Dato che alcuni judoka sono in grado
di continuare a competere ad alto livello anche
fino all’età di 32 anni, l’adipositas athletica può
verificarsi già intorno ai 35 anni. Studi sulla popolazione generale hanno dimostrato che l’eserci-
317
DE CRÉE
shows effectiveness in physiological, medical,
psychological and behavioral outcomes.15
Research findings on the role of blood flow
in the injured Achilles tendon have been confusing. Male gender, advancing age, type 2 diabetes, and mechanical loading of the tendon
are associated with diminished tendon blood
flow, but such local deficiency in tendon blood
supply in itself does not initiate the lesion nor
does it explain why Achilles tendinopathies
persist.35, 36 On the other hand, blood flow in
symptomatic tendons has been found to be
significantly elevated as compared with controls,36 and chronic degenerative Achilles tendinopathy is associated with hyperemia of uncertain origin.36 Some authors have suggested
that the degree of neovascularization reflects
the seriousness of the injury.22, 24-26, 37 Zanetti et
al.37 have argued that although neovascularization appears to be a specific sign for pain,
it does not indicate an unfavorable outcome.
For this reason, the clinical relevance of any
such Doppler ultrasound findings is not evident. Conversely, it is tendon inhomogeneity,
including tendon thickening and hypoechoic
areas on ultrasound which seem to be associated with an unfavorable outcome.37 Though
there are still many unsolved questions with
regard to the origin of the accompanying pain,
Achilles tendinopathies likely have a potential
biochemical origin. Therefore, treatment possibilities should focus on modifying the local
biochemical environment of the tendinopathy
and on collagen repair.28 Success rates of conservative management of Achilles tendinitis
have previously been reported in the literature
as being in the region of 50-75%. This case report suggests that oftentimes it may be possible to effectively treat even the most resistant
forms of Achilles tendinopathy with conservative treatment if this treatment is sufficiently intense, rational and sustained over an extended
period of time, sometimes even years.
The early phase of treatment naturally emphasizes control of inflammation and pain
using ice, rest, and non-steroidal anti-inflammatory drugs. However, when the Achilles
tendinopathy appears resistant to treatment
or has turned into a chronic injury, then the
present case reports certainly offers support
to the importance of a holistic approach that
looks further than just the localized area of the
pain. In this respect, blood work to identify
potential underlying metabolic issues such as
insulin resistance, metabolic syndrome, diabe-
318
zio fisico è l’unica variabile che mostra in modo
coerente efficacia fisiologica, medica, psicologica
e comportamentale nei risultati15.
I risultati delle ricerche sul ruolo del flusso di
sangue nel tendine d’Achille infortunato sono
contrastanti. Sesso maschile, età avanzata, diabete di tipo 2 e carico meccanico del tendine sono
associati a un ridotto flusso sanguigno nel tendine, ma tale carenza locale di flusso sanguigno
non provoca di per sé la lesione né spiega il motivo
della persistenza delle tendinopatie d’Achille 35, 36.
D’altra parte, è stato osservato che il flusso di sangue nei tendini sintomatici è significativamente
maggiore rispetto ai controlli 36 e che la tendinopatia d’Achille cronica e degenerativa è associata
all’iperemia di origine incerta 36. Alcuni autori
hanno suggerito che il grado di neovascolarizzazione riflette la gravità dell’infortunio 22, 24-26, 37.
Zanetti et al. 37 hanno affermato che, sebbene la
neovascolarizzazione sembra essere un segno specifico per il dolore, essa non indica un esito sfavorevole. Per questo motivo, la rilevanza clinica
di qualsiasi risultato dell’ecografia doppler non è
chiara. Al contrario, è la disomogeneità del tendine, compresi l’ispessimento del tendine e le aree
ipoecogene, che sembra essere associata a un esito
sfavorevole37. Rimangono ancora molte domande
irrisolte per quanto concerne l’origine del dolore
che accompagna le tendinopatie d’Achille, che
hanno presumibilmente una potenziale origine
biochimica. Pertanto, le alternative terapeutiche
dovrebbero concentrarsi sulla modifica del locale
ambiente biochimico della tendinopatia e sulla riparazione del collagene 28. I tassi di successo della
gestione conservativa della tendinite d’Achille precedentemente riportati dalla letteratura si aggirano intorno al 50-75%. La presente segnalazione
suggerisce che spesso può essere possibile trattare
efficacemente anche le forme più resistenti delle
tendinopatie d’Achille con il trattamento conservativo, purché il trattamento sia sufficientemente
intenso, razionale e sostenuto per un lungo periodo di tempo, talvolta anche anni.
La prima fase del trattamento sottolinea naturalmente il controllo dell’infiammazione e del
dolore, con l’applicazione di ghiaccio, il riposo e
l’uso di farmaci antinfiammatori non steroidei.
Tuttavia, quando la tendinopatia d’Achille si mostra resistente al trattamento o si trasforma in un
infortunio cronico, la presente segnalazione certamente sostiene l’importanza di un approccio olistico che guarda oltre la semplice area localizzata
del dolore. A tal proposito, gli esami del sangue al
fine di identificare i potenziali problemi metabolici sottostanti, come la resistenza insulinica, la
sindrome metabolica, il diabete, la dislipidemia
Giugno 2014
tes, dyslipidemia or any other pro-inflammatory environment is important in understanding what may be going on. Optimizing body
mass of post-career athletes who suffer from
or adipositas athletica can prove a crucial
and essential avenue in effectively addressing Achilles tendinopathies, both because of
mechanical (reducing load) and metabolic
(neutralizing the pro-inflammatory environment) reasons.31 Obviously, dietary recommendations cannot be generalized. In our
case caloric restriction was not necessary, and
dietary intervention was limited to reverting
to healthy food and adding food supplements
that might exert relevant beneficial actions at
the cellular level in protecting, mediating or
assisting in the healing of tendinous structures. It may be that in other individuals with
adipositas athletica alternative strategies are
appropriate that may involve caloric restriction, certainly if the individual’s dietary intake
is high or he or she is not able to exercise
at a similar intensity and duration. Exercise,
eccentric and other, takes a central place in
the recover, probably because of its normalizing effect on tendon blood flow, which 5
cm proximal to the Achilles tendon insertion
has been found to increase 4-fold from rest to
exercise.38 Changes in diet and including nutrient supplements that may improve collagen
production may exert supporting role.
Surgical interventions of Achilles tendinosis
remain a penultimate option, and usually involve either stripping of the paratenon or outer
sheath, debridement of the tendon accompanied by longitudinal incisions into the tendon,
which are assumed to stimulate an in-growth
of blood vessels and promote healing. While
the surgical approach may be effective in allowing the patient to ensure that normal daily
movements will become possible again, questions remain whether its effectiveness is such
that it would allow an athlete to perform again
at the same level as before the injury. Surgical
interventions to the Achilles tendon and posterior compartment also are not without risk for
complications, such as adhesions, infections,
instability of the sutures, insufficient adaptability of tendon stumps, nerve damage, scar tissue, and others. For that reason, we opine that
surgical intervention for Achilles tendinopathies (with the exception or ruptures) should
not be considered unless every sustained conservative approach has been exhausted.
Vol. 67 - No. 2
DE CRÉE
o qualsiasi altro ambiente proinfiammatorio,
sono importanti per capire cosa sta accadendo.
L’ottimizzazione della massa corporea degli atleti
post-carriera che soffrono di adipositas athletica
può rivelarsi un’importante ed essenziale strada
per rispondere efficacemente alle tendinopatie
d’Achille, sia per ragioni meccaniche (riducendo
il carico) che metaboliche (neutralizzando l’ambiente proinfiammatorio) 31. Ovviamente, le raccomandazioni nutrizionali non possono essere
generalizzate. Nel nostro caso la restrizione calorica non era necessaria, e l’intervento alimentare era limitato a un ritorno al consumo di cibo
sano, con l’aggiunta di integratori alimentari che
potessero esercitare azioni benefiche a livello cellulare proteggendo, mediando o supportando nella guarigione le strutture tendinee. È possibile che
in altri individui con adipositas athletica strategie alternative appropriate possano includere la
restrizione calorica, soprattutto se l’apporto alimentare è elevato, o se il soggetto non è in grado
di esercitarsi fisicamente a una simile intensità o
durata. L’esercizio fisico eccentrico e di altro tipo
ha un ruolo centrale nel recupero, probabilmente
a causa del suo effetto normalizzante sul flusso
sanguigno nel tendine, del quale è stato osservato un aumento di 4 volte dal riposo all’esercizio
nei 5 cm prossimali all’inserzione sul tendine
d’Achille 38. Variazioni alimentari e l’inclusione
di integratori nutrizionali in grado di migliorare
la produzione di collagene possono esercitare un
ruolo di sostegno.
Gli interventi chirurgici sulla tendinite d’Achille restano la penultima opzione e in genere prevedono sia la rimozione della guaina esterna
del paratenon sia lo sbrigliamento del tendine
accompagnato da incisioni longitudinali nel tendine, che si pensa stimolino una crescita interna
dei vasi ematici e promuovano la guarigione.
Mentre l’approccio chirurgico può essere efficace
per permettere al paziente di tornare a effettuare i normali movimenti quotidiani, rimangono
domande sulla sua efficacia, nella misura in cui
un atleta possa raggiungere le stesse prestazioni
atletiche precedenti alla lesione. Gli interventi chirurgici sul tendine d’Achille e sul compartimento
posteriore non sono inoltre privi di complicanze,
come aderenze, infezioni, instabilità delle suture,
insufficiente adattabilità dei monconi del tendine, danno ai nervi, tessuto cicatriziale e altri. Per
questo motivo, riteniamo che l’intervento chirurgico per le tendinopatie d’Achille (con l’eccezione
delle rotture) non debba essere preso in considerazione a meno che ogni altro approccio conservativo non sia fallito.
319
DE CRÉE
Conclusions
Conclusioni
Long-haul travel in cramped economy class
seating in subjects who due to reasons of
chronic sleep deprivation, insulin resistance, or
metabolic syndrome suffer from obesity, may
increase chances for sudden-onset lower leg
tendinopathies. Vascular and/or lymphatic compromise may promptly turn such acute incident
into a chronic injury that will poorly respond
to normal tendinitis and tendinosis treatment
strategies unless accompanied by an aggressive
weight loss plan, accompanied by eccentric exercise, by a reduction in dietary carbohydrates
and by sufficient sleep. Sustained and intense
conservative treatment remains the approach of
choice.
Il viaggio aereo a lungo raggio su sedili angusti in classe economica in soggetti con carenza
cronica di sonno, resistenza insulinica o sindrome metabolica che soffrono di obesità può aumentare i rischi di insorgenza improvvisa di tendinopatie alla porzione inferiore della gamba. La
lesione vascolare e/o linfatica può rapidamente
convertire tale infortunio acuto in un infortunio
cronico che risponderà molto scarsamente alle
strategie terapeutiche per la normale tendinite
e tendinosi, a meno che non accompagnato da
un’aggressiva perdita di peso, da esercizio fisico
eccentrico, dalla riduzione dell’assunzione di
carboidrati e da un sonno sufficiente. Il trattamento conservativo intenso e prolungato resta
l’approccio preferito.
Learning points/Take-home messages
—— Chronic sleep-deprivation can cause severe gain in body mass, insulin resistance and
metabolic syndrome.
—— Economy-class syndromes may not be
limited to DVT but may also include lower-leg
tendinopathies if the subject has a predisposing condition such as obesity and/or metabolic
syndrome.
—— Achilles tendinopathies in the presence
of obesity and pro-inflammatory physiological
environment (insulin resistance, metabolic syndrome, type 2 diabetes) may be very resistant
to treatment.
—— Treatment for Achilles tendinopathies
should be holistic, and include weight loss and
exercise strategies.
1) The WRIGHT Group. The WRIGHT
Project on air travel and venous thromboembolism. WHO and ICAO; June 12,
2002:1-22.
2) Trujillo-Santos AJ, Jiménez-Puente A,
Perea-Milla E. Association between long
travel and venous thromboembolic disease: a systematic review and meta-analysis of case-control studies. Ann Hematol
2008;87:79-86.
3) Doral MN, Alam M, Bozkurt M,
Turhan E, Atay OA, Dönmez G et al.
Functional anatomy of the Achilles tendon. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 2010;18:638-43.
4) Berglund L, Sundgot-Borgen J, Berglund B. Adipositas athletica: a group
of neglected conditions associated with
medical risks. Scand J Med Sci Sports
2011;21:617-24.
5) Saarni SE, Rissanen A, Sarna S, Ko-
320
Punti di apprendimento/messaggi chiave
— La carenza cronica di sonno può causare
gravi aumenti della massa corporea, resistenza insulinica e sindrome metabolica.
— Le sindromi della classe economica possono
non essere limitate alla TVP, ma possono includere
anche tendinopatie della porzione inferiore della
gamba se il soggetto ha una condizione predisponente come l’obesità e/o la sindrome metabolica.
— Le tendinopatie d’Achille in presenza di obesità e ambiente fisiologico proinfiammatorio (resistenza insulinica, sindrome metabolica, diabete
di tipo 2) possono essere estremamente resistenti al
trattamento.
— Il trattamento per le tendinopatie d’Achille
dovrebbe essere olistico e includere strategie di perdita di peso ed esercizio fisico.
skenvuo M, Kaprio J. Weight cycling of
athletes and subsequent weight gain
in middleage. Int J Obes (London)
2006;30:1639-44.
6) Broussard JL, Ehrmann DA, VanCauter
E, Tasali E, Brady MJ. Impaired insulin
signaling in human adipocytes after experimental sleep restriction: a randomized, crossover study. Ann Intern Med
2012;157:549-57.
7) Killick R, Banks S, Liu PY. Implications of sleep restriction and recovery on
metabolic outcomes. J Clin Endocrinol
Metab 2012;97:3876-90.
8) Knutson KL, Spiegel K, Penev P, Van
Cauter E. The metabolic consequences
of sleep deprivation. Sleep Med Rev
2007;11:163-78.
9) Alfredson H. Chronic mid-portion
achilles tendinopathy: An update on research and treatment. Clin Sports Med
2003;22:727-41.
10) Furia JP. High-energy extracorporeal
shock wave therapy as a treatment for
insertional Achilles tendinopathy. Am J
Sports Med 2006;34:733-40.
11) Knobloch K, Grasemann R, Spies
M, Vogt PM. Midportion Achilles tendon microcirculation after intermittent
combined cryotherapy and compression compared with cryotherapy alone.
A randomized trial. Am J Sports Med
2008;36:2128-38.
12) Rome JD, furia J, Maffuli N. Eccentric loading versus eccentric loading
plus shock-wave treatment for midportion Achilles tendinopathy. A randomized controlled trial. Am J Sports Med
2009;37:463-70.
13) de Jonge S, de Vos RJ, Weir A, van
Schie HT, Bierma-Zeinstra SM, Verhaar
JA et al. ��
In patients with chronic Achilles tendinopathy, a platelet-rich plasma
(PRP) injection, in addition to eccentric
training, showed no additional clinical
and ultrasonographic benefit over a pla-
Giugno 2014
cebo injection at 1-year follow-up. Sports
Medicine Update 2011;11:2-5.
14) Sampson S, Gerhardt M, Mandelbaum B. Platelet rich plasma injection
grafts for musculoskeletal injuries: a
review. Curr Rev Musculoskelet Med
2008;1:165-74.
15) Miller WC. Effective diet and exercise
treatments for overweight and recommendations for intervention. Sports Med
2001;31:717-24.
16) Westerterp-Plantenga MS. The significance of protein in food intake and
body weight regulation. Curr Opin Clin
Nutr Metab Care 2003;6:635-6.
17) Alfredson H, Pietila T, Jonsson P,
Lorentzon R. Heavy-load eccentric calf
muscle training for the treatment of
chronic Achilles tendinosis. Am J Sports
Med 1998;26:360-6.
18) Grigg NL, Wearing SC, Smeathers JE.
Achilles tendinopathy has an aberrant
strain response to eccentric exercise.
Med Sci Sports Exerc 2012;44:12-7.
19) Kingma JJ, de Knikker R, Wittink HM,
Takken T. Eccentric overload training in
patients with chronic achilles tendinopathy: A systematic review. Br J Sports Med
2007;41:e3.
20) Miners AL, Bougie TL. Chronic Achilles tendinopathy: a case study of treatment incorporating active and passive
tissue warm-up, Graston Technique®,
ART®, eccentric exercise, and cryotherapy. J Can Chiropr Assoc 2011;55:269-79.
21) Murtaugh B, Ihm JM. Eccentric training for the treatment of tendinopathies.
Curr Sports Med Rep 2013;12:175-82.
22) Ohberg L, Alfredson H. Effects on
neovascularisation behind the good results with eccentric training in chronic mid-portion achilles tendinosis?
Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc
2004;12:465-70.
23) Roos EM, Engstrom M, Lagerquist A,
Soderberg B. Clinical improvement after
6 weeks of eccentric exercise in patients
with mid-portion achilles tendinopathy –
a randomized trial with 1-year follow-up.
Scand J Med Sci Sports 2004;14:286-95.
24) Alfredson H, Ohberg L, Forsgren S.
Is vasculo-neural ingrowth the cause of
pain in chronic Achilles tendinosis? An
investigation using ultrasonography and
colour Doppler, immunohistochemistry,
and diagnostic injections. Knee Surg
Sports Traumatol Arthrosc 2003;11:334-8.
25) Boesen MI, Koenig MJ, Torp-Pedersen S, Bliddal H, Langberg H. Tendinopathy and Doppler activity: the vascular
response of the achilles tendon to exercise. Scan J Med Sci Sports 2006;16:463-9.
26) Knobloch K, Kraemer R, Lichtenberg
A, Jagodzinski M, Gossling Th, Richter
M et al. Achilles tendon and paratendon
microcirculation in midportion and insertional tendinopathy in Athletes. Am J
Sports Med 2006;34:92-7.
27) Mitchell AW, Lee JC, Healy JC. The
use of ultrasound in the assessment and
treatment of Achilles tendinosis. J Bone
Joint Surg Br 2009;91-B:1405-9.
28) Rowe V, Hemmings S, Barton C, Malliaras P, Maffulli N, Morrissey D. Conservative management of midportion Achilles
tendinopathy: a mixed methods study,
integrating systematic review and clinical
reasoning. Sports Med 2012;42:941-67.
29) Holmes GB, Lin J. Etiologic factors associated with symptomatic Achilles tendinopathy. Foot Ankle Int 2006;27:952-9.
30) Gaida JE, Alfredson H, Kiss ZS, Bass
SL, Cook JL. Asymptomatic Achilles tendon pathology is associated with central
DE CRÉE
fat distribution in men and a peripheral
fat distribution in women: a cross sectional study of 298 individuals. BMC
Musculoskelet Disord 2010;11:41.
31) Gaida JE, Alfredson L, Kiss ZS, Wilson Am, Alfredson H, Cook JL. Is adiposity an under-recognized risk factor
for tendinopathy? A systematic review.
Arthritis Rheum 2009;61:840-9.
32) Borg-Stein J, Zaremski JL, Hanford
MA. New concepts in the assessment and
treatment of regional musculoskeletal
pain and sports injury. PMR 2009;1:74454.
33) Catanese AJ. The medical care of the
judoka: A guide for athletes, coaches and
referees to common medical problems in
judo. Tucson, AZ: Wheatmark, Inc.; 2012.
P. 85-8.
34) De Crée C. Effects of acute weightcycling versus long-term practice of judo
in male and female judo athletes? Letter to the Editor. Med Sci Sports Exerc
2007;39:208.
35) Abate M, Schiavone C, Salini V. Neoangiogenesis is reduced in chronic
tendinopathies of type 2 diabetic patients. Int J Immunopathol Pharmacol
2012b;25:757-61.
36) Aström M, Westlin N. Blood flow in
chronic Achilles tendinopathy. Clin Orthop Relat Res 1994;166-72.
37) Zanetti M, Metzdorf A, Kundert H-P,
Zollinger H, Vienne P, Seifert B et al.
Achilles Tendons: clinical relevance of
neovascularization diagnosed with power Doppler US. Radiology 2003;227:55660.
38) Langberg H, Bülow J, Kjaer M. Blood
flow in the peritendinous space of the
human Achilles tendon during exercise.
Acta Physiol Scand 1998;163:149-53.
Received on July 24, 2013. - Accepted for publication on March 31, 2014.
Corresponding author: C. De Crée, Sports Medicine Research Laboratory, Mechelen and Ghent University, Ghent, Belgium.
Vol. 67 - No. 2
321
La Medicina dello Sport … per Sport
MED SPORT 2014;67:323-33
In questo numero la rubrica “La Medicina dello Sport... per Sport” è dedicata alla disciplina del
Triathlon.
Grazie al determinante contributo delle strutture federali, la Rivista si augura di rendere un servizio
utile ai lettori che vedranno alternarsi, nei prossimi numeri, argomenti di aggiornamento e lavori
su discipline non ancora trattate.
IL TRIATHLON
A. GIANFELICI 1, 2, A. DI CASTRO 1, 2, R. TAMBURRI 2, S. COMOTTO 2, C. BRIGANTI 3
C. FABIANO 2, A. BOMPREZZI 2, A. BOTTONI 2, A. SALVATI 4, L. BIANCHINI 2
1Istituto di Medicina e Scienza dello Sport “A. Venerando” – Comitato Olimpico Nazionale Italiano,
CONI, Roma, Italia
2Federazione Italiana Triathlon,
Roma, Italia
ASL Caserta1, Caserta, Italia
4Scuola di Specializzazione in Medicina dello Sport, Università degli Studi Tor Vergata, Roma, Italia
3Centro di Medicina dello Sport,
I
l triathlon nasce alla fine degli anni settanta
in America, in particolare si potrebbe dire che
nasce sulla spiaggia di Honolulu, alle Hawaii,
come una dura gara di resistenza che riunisce
tre discipline come nuoto (3,8 km), ciclismo (120
km) e corsa (42 km) in un rapido susseguirsi di
eventi. Nasce così l’’Ironman delle Hawaii.
Da quel primo triathlon le cose sono cambiate molto: nel 2000, i Giochi Olimpici estivi di
Sidney rappresentano il battesimo sulla scena
Olimpica del Triathlon, dove gli atleti impegnati hanno percorso in rapida sequenza 1500 m
di nuoto, 40 km di ciclismo e chiuso con un
10.000 m di corsa.
Negli ultimi anni, a fianco di queste due “distanze” definite Ironman e Olimpico, si sono affiancate competizioni di durata e combinazione
diversa, come riportato in Tabella I.
La combinazione di diverse specialità non caratterizza il triathlon solo come l’insieme di più
attività, come qualcuno potrebbe pensare, ma
rappresenta un vero e proprio sport unico per
tutte le stagioni.
L’attenzione del mondo agonistico è logicamente concentrata nella sua versione “olimpica”: il nuoto si svolge in acque libere che nei
Giochi Olimpici di Londra del 2012 furono quelle del bacino del Serpentine, nella splendida
cornice di Hyde Park (Figura 1). Dopo il nuoto,
entrati nella zona di transizione per il cambio
(Figura 2), si prosegue con le fasi di ciclismo
Vol. 67 - No. 2
e poi quella di corsa che si sviluppano solitamente su più giri e passano più volte all’interno
della stessa zona di transizione, divenendo il
vero e proprio anello di congiunzione delle tre
discipline. Le fasi di transizione permettono di
amalgamare e trasformare le diverse discipline
in un unico sport di resistenza dove l’elemento tecnico e coordinativo diviene determinante
ai fini della performance. La gara nel triathlon
olimpico si effettua in circa 1h 50’ negli uomini
e poco meno di 2h nelle donne: spettacolare
è stato l’arrivo al fotofinish nella gara olimpica
femminile a Londra.
Aspetti fisiologici
Il triathlon dal punto di vista fisiologico è
classificato come sport aerobico ad impegno
muscolare di tipo medio; tuttavia la natura della classificazione di questa giovane disciplina
è tuttora oggetto di discussione, considerando
l’elevata intensità derivante da specifici e particolari momenti presenti nella competizione, in
cui il metabolismo anaerobico si alterna a quello di tipo aerobico 1.
Caratteristiche fisiologiche del triatleta
I triatleti di livello internazionale hanno un
età maggiore dei nuotatori e dei ciclisti di pari
livello, ma simile a quella dei podisti 2.
323
GIANFELICI
IL TRIATHLON
Tabella I. — Distanza di ciascuna frazione (nuoto e corsa in metri; ciclismo in km) per tipologia di gara.
GARA
Ironman
Lungo
Medio
Olimpico
Sprint
Super sprint
Minisprint
Ironkid
Ironkid
NUOTO
CICLISMO
3.800
4.000
2.500
1.500
750
400
200
100
50
180
120
80
40
20
10
6
4
2
CORSA
42.195
30.000
20.000
10.000
5.000
2.500
1.500
1.000
500
Figura 1. Giochi Olimpici di Londra del 2012 nel bacino
del Serpentine, Hyde Park.
Figura 2. Dopo il nuoto, uscita dalla zona di transizione
per la fase di ciclismo.
I parametri antropometrici, riferiti cioè alle
dimensioni corporee ed alle caratteristiche morfologiche dell’atleta, sono estremamente importanti e caratterizzanti nella maggior parte delle
discipline sportive: i nuotatori che gareggiano
sui 1500mt, i ciclisti e i corridori che competono
sui 10.000 mt, considerando sempre atleti di
alto livello, hanno tra loro caratteristiche antropometriche molto differenti; il triatleta deve riunire le caratteristiche di tutti, comportando a
volte il fatto che una caratteristica ideale per una
disciplina può risultare controproducente per
un’altra. Quando i triatleti sono stati comparati
con i migliori nuotatori “open water” brasiliani,
essi hanno mostrato la stessa altezza, lo stesso
peso, ma minore massa grassa 3. Gianfelici et
al.4 ha analizzato le caratteristiche antropometriche e fisiologiche di triatleti italiani under 23
(età 21,7±1,28 anni; statura 177,9±5,76 cm; peso
corporeo 69,6±3,1 kg; massa grassa 6,0±1,97%);
il gruppo considerate aveva struttura corporea
e parametri fisiologici comparabili con quelli
di triatleti elite italiani e portoghesi.��
Le differenze osservate nei valori di massimo consumo
d’ossigeno (VO2max) rispettivamente nel nuoto,
nel ciclismo e nella corsa, appaiono molto meno
pronunciate per i triatleti che hanno iniziato col
triathlon come loro primo sport; diversi autori
confermano questa tendenza. In un gruppo di
giovani triatleti “puri”, ovvero che hanno iniziato
la pratica del triathlon già in giovanissima età,
non sono state trovate significative differenze
fra i risultati raggiunti su cicloergometro o su
treadmill (rispettivamente 69,1±7,2 ml·kg·min e
70,2±6,2 ml·kg·min) 5. Le evidenze sono confermate anche in un altro studio, condotto su 8
giovani triathleti di Millet 6. In giovani triatleti
italiani di livello prestativo internazionale vengono riportati valori di VO2max pari a 71,4±3,96,
70,3±6,65 e 67,6±10,83 mlO2·kg-1·min-1, rispettivamente se misurati su cicloergometro, su treadmill o in vasca ergometrica 7.
324
Caratteristiche della gara
Le caratteristiche prestative di gara si sono
evolute nel tempo e molti sono stati gli Autori
che si sono appassionati nella ricerca scientifica nell’ambito di questo sport cosi da fornire
molte informazioni. La maggior parte delle ricerche riguardanti gli aspetti fisiologi nel triathlon, prima del 1995, hanno indagato i fattori
Giugno 2014
IL TRIATHLON
GIANFELICI
fisiologici misurati nelle 3 discipline isolate e
correlate alla prestazione; è soltanto nell’ultimo
decennio, che numerosi studi hanno investigato sulle risposte specifiche di questo sport, in
particolare gli effetti della scia nelle diverse fasi
della gara. Un appassionante lavoro di Vleck 8
ha evidenziato come la velocità nei primi 300
metri di gara è correlata con il risultato finale di
gara, sottolineando come i triatleti nuotatori devono possedere non solo una solida resistenza
di base ma anche ottime capacità anaerobiche,
seppure cerchino di disperdere meno energie
possibili cercando di uscire dall’acqua con il
gruppo di testa 9. Nella frazione di nuoto la scia
permette probabilmente un risparmio quantificabile con un minore accumulo di lattatemia
rispetto agli atleti che non si trovano in situazione di scia del 31% 10. In questo caso si ha anche
un decremento nel consumo di ossigeno (VO2)
dal 5% al 10% 11. Il triathlon è anche la base per
gli studi degli effetti del cross training: Millet 6 e
Roels 12 evidenziano che l’allenamento del nuoto non porta benefici degli adattamenti fisiologici nel ciclismo e nella corsa; si sottolinea in
questi lavori che la specificità dell’allenamento non mostra un cross transfer dal o al nuoto
nei triatleti d’elite, come anche per il ciclismo
e la corsa. Il VO2max misurato durante il nuoto
è tipicamente inferiore rispetto a quello del ciclismo o della corsa, con differenze però nella
frequenza cardiaca massima e nella massima
ventilazione polmonare. La letteratura sembra
indicare che i muscoli si adattino specificatamente a un determinato compito motorio, con
un miglioramento delle variabili fisiologiche,
come ad esempio la soglia anaerobica. Questo
giustificherebbe peraltro l’influenza del reclutamento delle unità motorie sulla soglia anaerobica nel ciclismo 13. Nonostante il chilometraggio per la distanza olimpica è standardizzato a
40km, la seconda frazione (ciclismo) ha carattere di estrema variabilità: la distribuzione dello
sforzo può essere estremamente diversa tra una
competizione e l’altra. Infatti su questa frazione
incidono una serie di fattori come l’altitudine
del percorso, dislivello, percentuale delle salite,
numero di curve critiche, giri del percorso, larghezza della strada ed uso della scia. Lo studio
di Bernard 14, ha monitorato diversi atleti in una
gara di coppa del mondo affermando che le
potenze erogate sono piuttosto variabili e molte
delle quali ad intensità superiori ai valori della
soglia ventilatoria. Sempre nello stesso studio
si è notato come l’uso della scia nel ciclismo
consentiva un enorme vantaggio sul dispendio
Vol. 67 - No. 2
energetico ed il mantenimento di una cadenza
di pedalata elevata (RPM>90) favoriva l’atleta
nella successiva frazione di corsa. Uno studio
più recente 15 ha confermato come le intensità
di gara sono elevate e frequenti su tutto il percorso ciclistico per fronteggiare le diverse situazioni tattiche, ma è stato riconosciuto come
questi fattori siano espressione di qualità prestative eccellenti nei triatleti che stanno evolvendo sempre di più in questa disciplina. Nei
triatleti, la maggior parte dei dati mostrano che
generalmente non ci sono molte differenze nel
VO2max misurato al cicloergometro o sul nastro
trasportatore. Quindi, sembra probabile che i
triatleti si adattano in modo simile ai ciclisti e
presentano un VO2max che è simile tra il ciclismo e la corsa. Infatti Millet et al.,16 hanno evidenziato che l’allenamento del triathlon induce
un profilo dell’atleta intermedio tra quello dei
ciclisti e dei corridori. L’ultima frazione è quella
di corsa, fondamentale per il risultato finale di
gara dato che il tempo parziale di tale prova podistica sia altamente correlata con la posizione
finale 17. Nella corsa, comparando la frazione di
corsa post-ciclismo con quella isolata, è stato
riportato che i primi minuti di corsa nel triathlon inducono un aumento del costo energetico
(CE), della frequenza cardiaca (FC), ed un’alterazione dell’efficienza ventilatoria 16. L’inizio
della frazione di corsa rappresenta un momento
decisivo per l’atleta, che deve gestire al meglio
le energie rimaste. Come dimostrato da diversi
studi 18, 19 una partenza troppo rapida provocherebbe un intervento eccessivo delle componenti anaerobiche, tali da ostacolare il massimo
risultato nella competizione. Hausswirth 19 ha
illustrato come una partenza del 5% più lenta nella frazione di corsa del triathlon rispetto
ad un 10.000m corso singolarmente comporta
un guadagno di circa un due minuti rispetto al
tempo che l’atleta avrebbe impiegato correndo
senza una strategia adeguata. La scoperta è rilevante se si considera che i primi dieci atleti in
una competizione della World Cup di Triathlon
hanno un distacco tra loro che si aggira sotto il minuto 20. Sempre nella frazione di corsa
è importante assumere un corretto assetto del
corpo nell’esecuzione del gesto sportivo subito
dopo la frazione di ciclismo. Infatti lo studio di
Boussana et al.21 ha rilevato come la posizione
aerodinamica che l’atleta adotta sul mezzo incide sull’accorciamento di determinati distretti
muscolari e sul regolare lavoro diaframmatico
provocando un affaticamento dei muscoli respiratori e limitandone la respirazione nella fase
325
GIANFELICI
IL TRIATHLON
di corsa. La specificità e l’essenza del triathlon
sono rappresentate dalle transizioni, in queste
due fasi di gara l’atleta passa dal nuoto al ciclismo e dal ciclismo alla corsa in un unicum
che fonde le tre frazioni. Così le due transizioni
costituiscono una fase estremamente delicata
della competizione sia dal punto di vista fisiologico che meccanico. Infatti i diversi distretti muscolari che entrano in gioco nelle tre discipline
ed il passaggio da una prova antigravitazionale
come il nuoto a quella di ciclismo e corsa mettono a dura prova i triatleti che devono adattarsi
rapidamente con il susseguirsi delle frazioni.
Gli aspetti clinici
Alimentazione
La realtà è che non esistono diete speciali
per il triatleta: le differenze, in termini di fabbisogni energetici, rispetto ai sedentari sono solo
quantitative. L’apporto energetico sotto forma
di macronutrienti (carboidrati, proteine e grassi) deve essere tale da soddisfare il fabbisogno
giornaliero. Il dispendio energetico settimanale
di un triathleta è elevatissimo ed è importante
evitare che l’organismo vada incontro ad un’eccessiva riduzione delle riserve energetiche, in
modo da poter mantenere elevata la capacità
di allenarsi con intensità. Non c’è dubbio che
l’alimentazione giochi un ruolo fondamentale nel fornire energia, in fase di allenamento
(fase di preparazione cronica: dieta prudente)
come in gara (fase di preparazione acuta: dieta
gara), pertanto un piano alimentare equilibrato
è fondamentale per qualsiasi atleta di triathlon.
Soprattutto quando si parla di atleti non professionisti, costretti ad incastrare gli allenamenti
tra gli impegni di lavoro, risulta difficile gestire
l’alimentazione in modo corretto e l’integrazione può diventare un prezioso alleato. Ciò nonostante non si può fare a meno di una corretta ripartizione dei pasti durante la giornata
(energia totale giornaliera, ETG: colazione 20%
- spuntino 10% - pranzo 25-35% - merenda 10%
- cena 25-35%) 22.
Le evidenze fisiologiche e gli studi epidemiologici consentono di proporre la seguente
ripartizione ottimale della miscela dei macronutrienti: carboidrati 55-60%, grassi non oltre il
30%, proteine 10-15% delle calorie totali, acqua,
vitamine, minerali, devono essere assunti sulla
base dei LARN e delle RDA. Diversi studi evidenziano che i triatleti assumono una quantità
326
di carboidrati da moderata a ad alta nella dieta
(55-60%) 23.
L’impegno digestivo è il principale fattore
che condiziona il rendimento muscolare. I tempi di svuotamento gastrico sono condizionati
dal volume e dalla densità calorica del pasto,
da specifici composti contenuti negli alimenti
oltre che da fattori fisiologici e patologici individuali. Il pasto precedente una seduta sportiva
dovrebbe quindi essere opportunamente distanziato dalla seduta stessa e dovrebbe essere caratterizzato da un prevalente contenuto in
carboidrati. La principale regola da seguire con
grandissima attenzione è quella di curare l’idratazione, bevendo molto e con grande regolarità
durante tutta la giornata, per farsi trovare sempre ben idratati al momento dell’allenamento.
Nel triatleta amatoriale, l’allenamento mattutino
che precede la giornata lavorativa dovrebbe
prevedere una colazione leggera in modo da
non allenarsi a stomaco vuoto, ma nemmeno
con un processo digestivo troppo impegnativo in atto. A questo scopo la colazione può
essere anche fatta con alimenti tecnici per gli
sportivi quali barrette energetiche o gelatine di
frutta pasti con delle caratteristiche di “snack”.
Lo spuntino di metà mattina in questi casi è
importantissimo: deve essere più robusto solido, ricco di carboidrati, ma con una significativa
aliquota proteica per nutrire una muscolatura
“stressata” dall’allenamento. Quando l’allenamento è previsto durante la pausa pranzo, possiamo modificare la ripartizione degli alimenti
alleggerendo il pranzo (da fare dopo la seduta)
e arricchendo i due spuntini. Soprattutto quello
di metà mattina deve essere ricco di carboidrati, mentre quello pomeridiano può essere più
proteico per velocizzare il recupero muscolare.
Una barretta proteica, o proteine in polvere con
carboidrati, possono essere un utile componente di questo pasto. Per un allenamento serale,
invece, è utile cercare di non trovarsi costretti
ad un pasto troppo sostanzioso prima di andare a letto. Anche in questo caso lo spuntino di
metà pomeriggio può essere arricchito, ciò per
evitare di iniziare l’allenamento già con senso
di fame e (soprattutto) evitare di essere affamati
quando si torna a casa
Sebbene il corpo contenga grandi quantità di
riserve energetiche, non ne contiene però abbastanza per dare energia al corpo ai massimi
livelli durante un’intera gara di triathlon. Pertanto, è importante immagazzinare nuove energie
a ogni opportunità. Gli sport drink che contengono carboidrati (Energy gel) aiutano a conser-
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vare i livelli di energia tramite il mantenimento
di riserve di carboidrati e inoltre a mantenere
il corpo idratato durante l’attività. Nella assunzione di carboidrati, un ruolo determinante è
giocato dalla distinzione tra carboidrati semplici
e complessi: i primi sono rapidamente assorbiti
nel tratto intestinale, senza bisogno dell’intervento di enzimi specifici, con meccanismi passivi o facilitati (monosaccaridi), o con l’intervento
di enzimi, quali le disaccaridasi (lattasi, maltasi);
i carboidrati complessi richiedono l’intervento
di enzimi (amilasi) specifici con tempi di scissione più lunghi, in rapporto alle dimensioni
molecolari e alla loro architettura. L’utilizzazione cellulare dei carboidrati avviene attraverso
l’intervento dell’insulina; la risposta secretoria è
correlata alla velocità di assorbimento dei carboidrati stessi, essendo intensa di breve durata
dopo assunzione di carboidrati semplici, moderata protratta dopo carboidrati complessi. Non
c’è accordo sull’utilità dell’apporto di carboidrati semplici prima di una prestazione sportiva,
potendosi determinare in molti individui una
risposta iperinsulinemica, con ridotta cessione
di acidi grassi di deposito e ipoglicemia relativa, con un calo delle prestazioni muscolari. La
diversa velocità di assorbimento e, conseguentemente, la diversa disponibilità dei carboidrati
suggeriscono una loro assunzione diversificata
in rapporto ad una gara o anche ad una semplice seduta sportiva di allenamento. I tempi
di assorbimento e la risposta insulinemica di
quantità isoglucidiche di alimenti diversi variano notevolmente: dal glucosio allo zucchero o
alle maltodestrine, dal gelato alla banana, dal
riso alla pasta, si può osservare una curva glicemica postprandiale diversa. Questo concetto
è espresso dall’Indice Glicemico (IG) che rappresenta un utile indicatore di quella che sarà
la disponibilità di CHO, e quindi di energia,
nelle ore successive all’assunzione, e costituisce
una guida alla scelta degli alimenti e al timing
dei pasti. Numerosi studi scientifici riguardanti
la giusta quantità di carboidrati da introdurre
per ora durante l’esercizio fisico, suggeriscono
la seguente formulazione: consumare 300 ml al
7% e bere ogni 20 minuti, se invece si preferisce il gel questi contengono circa 30 carboidrati
ingerire ogni 30 minuti 24.
Successivamente allo sforzo muscolare intenso e di lunga durata che ha comportato l’utilizzazione delle riserve muscolari di glicogeno
fino al loro esaurimento è necessario ricostituire
quanto prima possibile le riserve di glicogeno,
per ripristinare le condizioni per una nuova
Vol. 67 - No. 2
prestazione. Questo obiettivo è particolarmente sentito nel mondo dello sport di resistenza
come il triathlon, e nei casi in cui la distanza fra
le singole gare, o allenamenti è ravvicinata. Il
ripristino procede alla velocità del 5% ogni ora,
anche se è più alto nelle prime ore anche negli
atleti allenati. Assumere bevande e alimenti ad
alto indice glicemico subito dopo la prestazione ne comporta una pronta utilizzazione. Non
sembra che ci siano differenze sostanziali fra
l’assunzione di un singolo pasto e il suo frazionamento in pasti contenenti 50-100 g di carboidrati ciascuno. In termini nutrizionali si traduce
con l’introduzione di alimenti come banane,
barrette energetiche, yogurt. La combinazione
proteine, carboidrati e altri ingredienti è eccellente per stimolare il recupero dopo l’esercizio.
Le sostanze nutritive come le proteine associate ai carboidrati hanno dimostrato di favorire il
recupero in tempi brevi e aiutando il corpo a
riparare i danni causati da un intenso esercizio
fisico. Notevole ruolo assumono gli aminoacidi essenziali o aminoacidi a catena ramificata
(BCCA). Questi aminoacidi sono differenti dagli
altri amminoacidi che formano le proteine. Recenti studi hanno dimostrato che l’ assunzione
di leucina con carboidrati potrebbe stimolare la
sintesi proteica in modo importante; la leucina
è un precursore di amminoacidi per la sintesi
proteica muscolare, incrementa la concentrazione di insulina nel plasma, e potrebbe anche
stimolare direttamente la sintesi proteica ed infine sarebbe abilitata alla funzione di segnalatore nutrizionale che modula la sintesi o la demolizione proteica dopo la sua introduzione 25.
Aspetti cardiopolmonari
Il triathlon è uno sport di resistenza, aerobico, che coinvolge una notevole quantità di masse muscolari, per svolgere un lavoro dinamico
costante. Il cuore del triatleta è quello di un
atleta di resistenza. La FC è ridotta rispetto alla
popolazione sedentaria, sia nella condizione di
riposo che durante uno sforzo sottomassimale.
La frequenza cardiaca a riposo è pari a circa
40-45 battiti per minuto. Tale adattamento è
determinato dall’ipertonia vagale relativa, con
riduzione del tono simpatico e più basse concentrazioni di catecolammine circolanti, sia a
riposo che durante uno sforzo sottomassimale.
Nell’atleta la bradicardia sinusale è dovuta in
parte anche ad una riduzione della frequenza
cardiaca intrinseca del cuore, cioè la frequenza
di scarica del nodo seno-atriale, indipendente
327
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dall’influenza del sistema nervoso autonomo.
Tale bradicardia sinusale comporta un aumento
della durata della fase di diastole, traducendosi
in un miglioramento della perfusione miocardica. L’altro aspetto caratteristico è la cardiomegalia: il cuore aumenta di volume e tale ingrandimento si presenta armonico, coinvolgendo
tutte le cavità cardiache ed i grossi vasi della
base, fisiologico, associato ad una migliorata
funzionalità cardiaca, e correlato alla capacità
funzionale dell’atleta. La cardiomegalia è direttamente associata all’allenamento cui l’atleta si
sottopone. Il volume cardiaco totale aumenta
fino a raddoppiare, con una variabilità legata,
tra l’altro, al sesso; l’aumento nell’uomo è di
circa il 10-15% in più rispetto alla donna. Alla
base di questo ingrandimento cardiaco c’è un
incremento della massa miocardica, omogeneo
(ipertrofia appropriata), determinato da una
maggiore sintesi proteica, quindi dei sarcomeri,
ed allungamento delle fibre muscolari. Come
già detto, l’ingrandimento del cuore è armonico, interessando non solo il ventricolo sinistro,
ma anche l’atrio destro assieme alle vene ad
esso affluenti, ed il ventricolo destro, che aumenta nelle dimensioni interne e nello spessore
della parete libera, assumendo una forma più
tondeggiante. Il cuore dell’atleta, grazie al rimodellamento delle fibre miocardiche, assume
una forma sferoidale, che è la più conveniente
in termini energetici ai fini del lavoro svolto: lavoro di spostamento di grandi volumi di sangue
senza aumento considerevole delle resistenze
vascolari periferiche. C’è da precisare, comunque, che il ventricolo sinistro del triatleta, in virtù della frazione di ciclismo, può mostrare un
aumento degli spessori del setto e della parete
libera (ipertrofia estrema) per l’aumento delle
resistenze periferiche e della pressione arteriosa, a causa dell’esercizio di forza eseguito dalle
braccia che premono sul manubrio della bici,
che va a sommarsi all’esercizio dinamico delle
gambe. Gli indici di funzionalità cardiaca sono
normali, la contrattilità è conservata. Gli aspetti
caratteristici sin qui elencati si osservano anche
nel tracciato elettrocardiografico, che mostra
bradicardia sinusale, spesso associata ad aritmie sinusali, quali battiti di scappamento atriali
e giunzionali; intervallo PR ai limiti superiori
della norma fino all’evidenza di blocco atrioventricolare di I grado; elevati voltaggi del QRS
nelle derivazioni precordiali; blocco incompleto
della branca destra, per l’aumento delle dimensioni del ventricolo destro; sovraslivellamento
del tratto ST, con aspetto di ripolarizzazione
328
precoce; onda T di elevato voltaggio ed evidenza di onda U soprattutto nelle derivazioni precordiali. Infine, il cuore del triatleta presenta un
aumento del calibro dei vasi coronarici ed un
aumento del numero dei capillari precordiali,
al fine di migliorare la perfusione della massa
miocardica, fisiologicamente aumentata 26.
Traumatologia
La vasta popolazione di triatleti ha portato
alla luce un quadro di notevoli aspetti traumatologici che vanno da quadri acuti, secondari a
cadute, a quelli di tipo degenerativo o da sovraccarico funzionale 27.
La
traumatologia acuta
Le patologie traumatiche acute sono relativamente rare nel triathlon, e tutte dovute quasi
esclusivamente alle cadute durante la frazione
di ciclismo in gara o in allenamento. Molte cadute sono inoltre la conseguenza di errori tecnici dell’atleta o di fattori accidentali. Lo svolgimento della frazione di ciclismo è cambiata
negli ultimi anni, in seguito alla possibilità di
pedalare in scia e quindi anche in gruppo, con
conseguente aumento delle probabilità di cadute, favorite in alcuni casi dalle differenti abilità
tecniche degli atleti ed da percorsi pianeggianti e molto veloci. Nel triathlon la Federazione
Internazionale di Triathlon (ITU) ha reso obbligatorio l’uso del casco, così da ridurre enormemente la gravità degli eventuali traumi cranici, mentre sono molto frequenti traumi agli
arti superiori e inferiori, con abrasioni, contusioni multiple e ferite lacero-contuse. A causa
della rapidità della caduta e dei piedi bloccati
nell’attacco automatico scarpa-pedale, il triatleta
subisce generalmente un trauma contusivo negli arti inferiori con possibile frattura di rotula,
distorsioni capsulo-legamentosa del ginocchio,
mentre con gli arti superiori cerca di proteggersi
dall’impatto e dal trauma cranico. Sono infatti frequenti le fratture di polso. Spesso però è
la spalla a prendere contatto con il terreno per
prima, con possibile frattura della clavicola, lussazione acromion-claveare, o fratture del terzo
prossimale dell’omero. Quando la caduta è molto violenta o inaspettata, sono interessati anche
il cranio, la colonna vertebrale cervicale, il collo
e il bacino, con la possibilità di avere una borsite trocanterica, la frattura del collo del femore o
del bacino, e inoltre un trauma toracico con una
fratture costali multiple. Rare ma possibili, le
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fratture somatiche vertebrali. Il medico di gara o
di pronto soccorso deve visitare con la massima
attenzione ogni ciclista che subisce un trauma
chiuso dell’addome, per l’eventuale interessamento di fegato e milza. Un ritardo diagnostico
può essere estremamente pericoloso, per cui
è consigliabile eseguire in questi casi un’ecografia dell’addome superiore ed eventualmente
una consulenza specialistica chirurgica, anche
in presenza di gravi traumatismi in altri distretti.
Gli
infortuni da sovraccarico funzionale
Così come nelle altre discipline sportive di
resistenza l’80% degli infortuni nel triathlon
sono espressione delle patologie da sovraccarico cronico. Gli allenamenti combinati di crosstraining, che hanno sicuramente aiutato molti
podisti riprendere la pratica sportiva dopo un
infortunio o hanno rappresentato una valida alternativa agonistica alla corsa; nel triathlon vi è
una riduzione della frequenza che gli infortuni
rispetto alla sola corsa. A questo proposito Levi
et al.28 hanno riscontrato che l’incidenza degli
infortuni nei triatleti è minore di quella degli
podisti, ma maggiore di quella dei nuotatori e
dei ciclisti. La correlazione degli squilibri del
tono-trofismo muscolare e la ridistribuzione
delle sollecitazioni meccaniche sui diversi distretti corporei sono le cause della riduzione
degli infortuni. In tutti questi anni abbiamo comunque notato che il sovraccarico che il triathlon crea sull’apparato locomotore non è affatto
trascurabile. Il passaggio dal ciclismo alla corsa
effettuato in allenamento e gara favorisce l’infortunio o esacerba i sintomi in una elevata percentuale di casi; il cambio nuoto-ciclismo è
coinvolto nel 20% dei casi. La parte del corpo
che più frequentemente è sede di infortunio nel
triathlon è il ginocchio, mentre il tratto lombosacrale della colonna vertebrale e’ il più interessato nei triatleti che gareggiano nel triathlon
lungo. L’elevata incidenza della sindrome della
bendelletta ileo-tibiale (ITBS), della condropatia rotulea e della tendinopatia rotule, si giustifica anche con specifici fattori eziologici collegati al brusco passaggio nuoto-ciclismo e
ciclismo-corsa. La sindrome della bendelletta
ileo-tibiale è l’esempio più evidente di infortunio tipico del triathlon, dovuto alla combinazione di più fattori eziopatogenetici 29. I triatleti
che hanno praticato per molti anni il ciclismo
tendono ad avere una eccessiva tensione dei
flessori della coscia, del tensore della fascia lata
e della bandeletta ileo-tibiale 30. Normalmente
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con la valutazione del ginocchio, dell’allineamento degli arti inferiori, della biomeccanica
della corsa e della posizione del triatleta in bicicletta, oltre alla fisioterapia, si ottiene la risoluzione dell’infortunio. In alcuni casi ribelli alle
terapie conservative si è dovuto però procedere
all’intervento di release della BIT. Al termine
della frazione di nuoto la necessità di utilizzare
subito nel ciclismo i rapporti di maggior sviluppo metrico causa una grande sollecitazione su
tutto l’apparato estensore del ginocchio. Anche
in questo caso gli errori di “ misurazione” del
telaio della bicicletta o gli errori di allenamento
(utilizzo eccessivo di rapporti ad elevato sviluppo metrico in particolare negli allenamenti di
salita forza-resistenza), la bassa velocità di pedalata, l’abuso della corsa collinare favoriscono
la comparsa di un dolore anteriore di ginocchio
(frequenti le tendinopatie e le condropatie rotulee). La fase di cambio ciclismo-corsa è ancora
più stressante per l’apparato osteo-articolare e
muscolo-tendineo, per il rapido passaggio (anche solo una decina di secondi per alcuni triatleti) dall’attività in scarico del ciclismo a quella
in carico e antigravitaria della corsa, e cioè da
una contrazione muscolare concentrica a una
eccentrica. Gli infortuni che possiamo riscontrare medialmente nel ginocchio hanno cause biomeccaniche simili a quelli riscontrati lateralmente. Il ginocchio valgo associato ad una
esagerata extrarotazione del piede nell’attacco
scarpa-pedale può favorire la comparsa di una
tendinopatia della zampa d’oca, o l’esacerbazione dei problemi causati da una plica sinoviale
medio patellare. Anche gli allenamenti nella
corsa svolti in pista possono sovraccaricare la
parte mediale del ginocchio, soprattutto quello
interno alla curva, così come la corsa su terreni
inclinati o sconnessi. Il sovraccarico funzionale
si manifesta maggiormente nei primi chilometri
di corsa, e sono in particolare quei triatleti che
abitualmente utilizzano nella frazione di ciclismo (in allenamento e gara) i rapporti con maggior sviluppo metrico e non pedalano con la
necessaria agilità, che risentono maggiormente
del cambio di disciplina. Le lombalgie sono più
frequenti fra i triatleti che competono nel triathlon lungo e il cambio ciclismo-corsa può favorire l’infortunio. Nonostante l’utilizzo sul manubrio delle appendici aerodinamiche, che oltre a
ridurre la superficie frontale e migliorare il coefficiente di penetrazione aerodinamica, permettono un “comodo” appoggio agli arti superiori scaricando il rachide lombosacrale da
inutili sollecitazioni, la lunghezza stessa della
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frazione di ciclismo (120/180 km) crea i presupposti per favorire la lombalgia. Infatti, maggiore
è la lunghezza della frazione di ciclismo, maggiore è il tempo necessario per recuperare l’efficienza neuromuscolare ed elastica indispensabili per correre con un corretto stile. Il passaggio
dalla contrazione muscolare concentrica alla
contrazione eccentrica e dall’attività di scarico
del ciclismo a quella in carico della corsa, è infatti una fase estremamente delicata delle triathlon. Nella transizione ciclismo-corsa l’incapacità
di “dissipare” a livello degli arti inferiori le forze
di carico sull’apparato locomotore può favorire
la trasmissione delle sollecitazioni in via ascendente sino al rachide lombosacrale. Il triatleta è
quindi più suscettibile a soffrire di lombalgia
durante i primi chilometri di corsa, appena
dopo la fase di transizione. Infatti mentre la corsa può essere il fattore finale che esacerba sintomi dell’infortunio, è verosimile che l’iniziale
causa della lombalgia sia da ricercare nella frazione di ciclismo. Infatti per mantenere in gara
una adeguata posizione aerodinamica, oltre alla
corretta flessione d’anca necessaria per generare una forza ottimale sui pedali, la colonna lombosacrale è mantenuta in una posizione di relativa flessione con aumento della pressione
intradiscale. Ovviamente anche preesistenti patologie a carico della colonna lombosacrale
possono favorire l’instaurarsi di lombalgie 2.
Una valutazione biomeccanica dell’assetto in bicicletta risulta quindi basilare nella pratica sportiva, non solo per gli aspetti performanti ma
soprattutto per la prevenzione di eventuali patologie da sovraccarico. L’adozione di angoli di
piantone verticalizzati sono state considerate
valide modifiche tecniche al fine di migliorare
la performance in percorsi pianeggianti tipici
delle prove contro il tempo. Le diverse distanze
richiedono necessità di assetto ed adattamenti a
seconda del tipo di gara e del tipo di percorso.
In termini di prevenzione andrebbe sempre
eseguito un attento esame delle caratteristiche
antropometriche dell’atleta e del tipo di caratteristiche di forza/pedalata con alta o bassa frequenza di RPM, l’altezza della sella e/o distanza
sella-manubrio con eventuali piccole variazioni
della distanza sella–attacco per alloggiare gli
appoggia gomiti fissati sul manubrio ed abbassare ulteriormente il tronco. In questi casi in
presenza di lunghi percorsi e su strade accidentate possono manifestarsi con più frequenza risentimenti a livello del rachide sia dorso lombare che cervicale. Non infrequentemente,
condizioni aerodinamiche mantenute per lungo
330
tempo comportano, un repentino cambiamento
della dinamica respiratoria diaframmatica per il
passaggio dalla posizione assunta, con compressione del pacchetto addominale ed epatico
contro il diaframma ad un passaggio in ortostatismo con cui la posizione antigravitaria della
frazione di corsa comporta una trazione sulla
medesima struttura con riflessi algici al retto
dell’addome da verosimile rapida congestione
epatica. Altra condizione che relativamente
spesso crea problemi di tipo traumatico e/o da
sovraccarico è il passaggio da una disciplina
alla successiva. Il passaggio avviene all’interno
di una zona di transizione. Nel triathlon si riconoscono 2 zone denominate T1 interposta tra la
frazione di nuoto e quella di ciclismo e T2, tra
la frazione di ciclismo e quella di corsa. Le patologie che possono evidenziarsi dipendono da
diversi fattori quali che possono incidere per
esempio nel traumatismo dei piedi, considerando che il tratto di transizione si svolge a piedi
nudi; inoltre le caratteristiche del terreno, diverse a seconda del luogo in cui si svolgono le
competizioni, come mare, lago od acque confinate, rendono l’appoggio e l’impatto al suolo a
piede scalzo particolarmente traumatico. Il
cambiamento di assetto posturale per l’assenza
della scarpa, che fornisce rialzi ed ammortizzamento dell’impatto al suolo, può dar luogo ad
una serie di traumi acuti o da sovraccarico su
tutta la struttura del piede. Tra queste evenienze
si evidenziano traumi da impatto del retropiede
e/o dell’avampiede con le diverse superfici di
appoggio. Talvolta, nonostante i notevoli sforzi
organizzativi per disporre di tappeti di protezioni, persistono zone e condizioni che sottopongono a traumatismi acuti come piccoli sassolini
od iterativi, come conseguenza di tessuti non
adattati alla corsa senza protezioni, di quelle
zone maggiormente sottoposte al carico di appoggio del piede, a volte accentuati da squilibri
di tipo biomeccanico come piede piatto o cavo,
pronato o spinato. I tipi di traumi possono andare da semplici contusioni a piccole infrazioni
del calcagno, della zona inserzionale e/o giunzionale della fascia plantare; delle teste metatarsali e dei sesamoidi che possono predisporre a
fastidiose infrazioni; tendiniti dell’achilleo e dei
peronieri o tibiale posteriore, per variazione
dell’assetto biomeccanico del retropiede e della
spinta in fase di corsa. Quindi per non incorrere
in stop e rallentamenti obbligati è, come sempre utile una attenta valutazione del gesto e
correzione dei difetti biomeccanici ai quali non
si deve dimenticare di inserire fasi di prepara-
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zione con cauti, graduali passaggi dall’uso di
scarpe alla deambulazione prima e corsa dopo,
senza scarpe, al fine di adattare anche i tessuti
molli coinvolti. Questa attenzione va tenuta
presente specialmente quando dalla stagione
invernale si passa alla stagione estiva con inizio
delle competizioni.
La preparazione fisica complementare
all’allenamento specifico
La preparazione fisica nel triathlon, così
come in tutti gli sport di endurance, sta diventando sempre più importante per quegli
atleti che vogliono competere ad alto livello.
Questa parte comprende tutte le esercitazioni
aspecifiche che permettono di creare le condizioni affinché l’allenamento possa trarne il
massimo del vantaggio. La somministrazione
degli allenamenti avviene in base alle esigenze dell’allenatore e alla programmazione. Attualmente nel triathlon ci si focalizza sull’incremento della forza massima, core stability,
propriocezione, allungamento muscolare, riatletizzazione post infortunio e tutte quelle
componenti necessarie per poter esprimere il
massimo della prestazione specifica. Il primo
fattore da tenere in considerazione è la differenza di genere. Successivamente si prendono
in considerazione tutte le altre caratteristiche.
Prendere in considerazione queste differenze
è abbastanza palese se si pensa al fatto che
una donna longilinea è diversa da un maschio
brevilineo. Anche le componenti mentali, l’età
di allenamento, le predisposizioni caratteriali sono elementi da tenere in considerazione.
Nell’allenamento del triathlon, essendo uno
sport composto da tre discipline, si deve tenere conto dei punti di forza e debolezza nelle
rispettive frazioni. L’intento primario è quello
di individuare delle esercitazioni che possano esaltare le qualità e migliorare le carenze
affinché l’atleta possa esprimere al massimo
il suo potenziale. Le sessioni di preparazione
fisica nel triathlon possono essere suddivise in
base a due obiettivi generali: l’aumento della
forza massima e l’aumento della forza generale. L’aumento della forza massima comprende
tutte quelle esercitazioni con i sovraccarichi finalizzati alla massima espressione di forza. Gli
esercizi maggiormente utilizzati sono le alzate
classiche della pesistica (strappo e slancio), i
piegamenti degli arti inferiori (squat), le distensioni e le trazioni per gli arti superiori (panca
Vol. 67 - No. 2
piana e lat-machine) e tutti quegli esercizi che
vanno a coinvolgere le grandi masse muscolari. L’incremento della forza, nei vari aspetti della sua catalogazione, oramai ha assunto
un ruolo importante. Permette di aumentare
la stimolazione neurologica e di conseguenza attivare più fibre muscolari, ottimizzare la
coordinazione intramuscolare, ridurre il costo
energetico anche se non vi è incremento del
VO2max 31. L’utilizzo delle esercitazioni di forza
devono essere precedute da un periodo più o
meno lungo dedicato alla didattica degli esercizi. La durata di questa didattica può essere
anche di anni. Rispettando le caratteristiche
fisiologiche e auxologiche, fin dalle categorie
giovanili, la preparazione fisica ha due aspetti
fondamentali: didattico e aumento di forza. Le
sessioni di forza generale si focalizzano sulla core stability. Il “core” è definito da Akuthota 32: “l’insieme dei muscoli del tronco che
sorreggono gli addominali e i visceri, lavorano
insieme ai muscoli dell’addome e delle anche
per garantire la stabilità della colonna” 32. I
muscoli coxo-addomino-pelvici permettono di
ottimizzare i movimenti specifici del triathlon
garantendo stabilità e movimento durante la
prestazione. Il core e la muscolatura addominale forte permette di prevenire alcuni infortuni come le lombalgie 33 oltre a garantire la
corretta postura e agevolare tutti i movimenti
di torsione del tronco. Le esercitazioni specifiche migliorano l’abilità di controllare la posizione e il movimento del tronco sopra le
pelvi per consentire la produzione, il trasferimento e il controllo delle forze di movimento
fino ai segmenti terminali integrati nell’attività
sportiva. Avere questi muscoli deboli porta al
mancato mantenimento della stabilità posturale ed il mancato mantenimento del centro
di gravità. Potenzialmente possono far cadere
l’atleta in un incidente con conseguente infortunio soprattutto nella disciplina di corsa 34.
Altri momenti possono essere catalogati come
preparazione fisica. Ad esempio le fasi di preriscaldamento prima di iniziare l’allenamento.
Nel nuoto vengono eseguite esercitazioni per
mobilizzare il cingolo scapolo-omerale e rinforzare la muscolatura della spalla in particolare la cuffia dei rotatori. Nel ciclismo esercizi
per la mobilizzazione degli arti inferiori e del
rachide lombare. Nella corsa esercizi specifici per la mobilizzazione e forza dei piedi. La
propriocezione ha molteplici obiettivi tra cui
quello di rinforzare la muscolatura periarticolare, garantire un buon equilibrio e allenare
331
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l’atleta ad affrontare terreni di varia natura 35.
Utilizzare questo mezzo permette di ottenere
una stabilità articolare adeguata per garantire un buon appoggio del piede sui percorsi
particolarmente accidentati. Le esercitazioni di
propriocezione hanno anche la funzione di ridurre gli infortuni 36. L’allungamento muscolare inteso come stretching è un argomento che
in letteratura ha trovato molto su cui discutere.
Ultimamente 37 si è concluso che fare stretching
prima o dopo l’attività fisica non migliora il
recupero inteso come DOMS (delayed-onset
muscle soreness). In letteratura si afferma che
non vi è sufficiente evidenza scientifica per
determinare se effettivamente lo stretching per
i maggiori muscoli degli arti inferiori riduce gli
infortuni muscolari nei corridori 38 ed in alcuni
casi potrebbero generarsi infortuni 39. Anche
se si è propensi a giudicare lo stretching come
inefficace per la prevenzione degli infortuni,
eseguire questo tipo di pratica permette di ottenere altri scopi. Nel triathlon la muscolatura
del cingolo scapolo-omerale allungata permette di eseguire una tecnica di nuotata ampia. La
muscolatura ischiocrurale allungata ed allungabile permette di pedalare in un posizione
aerodinamica ottimale garantendo il giusto assetto sul mezzo. Nella corsa l’ileo-psoas accorciato impedisce di eseguire, nella fase di spinta, l’estensione del femore. Quando un atleta
si infortuna, dopo l’iter medico e fisioterapico,
necessita di un periodo in cui deve riprendere
gli allenamenti. Seguire un percorso di preparazione fisica concomitante agli allenamenti
metabolici crea le condizioni per evitare ricaBibliografia
1) Dal Monte A, Faina M. La Valutazione
Funzionale dell’atleta. Torino: Utet; 2000.
2) Migliorini S, Bomprezzi A. Il triathlon
Med Sport 2003;56:344-9.
3) Castro RR, Mendes FS, Nobrega AC.
Risk of hypothermia in a new Olympic
event: the 10-km marathon swim. Clinics
(Sao Paulo) 2009;64:351-6.
4) Gianfelici A, Tamburri R, Miglio M,
Bottoni A, Bomprezzi A, Faina M. Anthropometric and physiological profile of
young male athletes of olympic triathlon.
Med Sport 2012;65:167-72.
5) Basset F., Boulay M. Treadmill and cyclo ergometer tests are interchangeable
to monitor triathletes annual training. J
Sports Sc and Med 2003;2:110-6.
6) Millet GP, Vleck VE, Bentley DJ, McNaughton L. Specific aspects of contemporary Triathlon. Sports Med 2002;32:34559.
7) Gianfelici A, Tamburri R, Miglio M,
Bottoni A, Bomprezzi A, Faina M. Anthropometric and physiological profile of
332
dute ed un nuovo infortunio 40. Tra i principali fattori predisponenti gli infortuni possiamo
identificare: poca flessibilità; inadeguata forza
muscolare e/o resistenza; mancanza di sinergia nella contrazione muscolare durante la
corsa; scarso riscaldamento e stretching prima
degli esercizi; uno stile di corsa inadeguato; il
ritorno all’attività prima di una completa riabilitazione dopo infortuni 41. Tutte queste componenti possono essere evitate costruendo
un programma di preparazione fisica adeguato tenendo in considerazione la soggettività
dell’atleta. Altri sono gli aspetti della preparazione fisica da tenere in considerazione. Per
fare in modo che l’atleta raggiunga il massimo
potenziale sono necessari altri elementi: la coordinazione nelle sue varie forme, la mobilità
articolare, la rapidità e molti altri. Queste capacità possono essere allenate separatamente
o integrati nell’allenamento metabolico come
pre-riscaldamento e nella fase di riscaldamento specifico. La preparazione fisica non è rivolta solo ai triathleti di alto livello o per coloro
che vogliono intraprendere la carriera élite. La
preparazione fisica è da intendersi come parte integrante dell’allenamento fin dall’inizio
dell’attività motoria giovanile per sviluppare
tutte le capacità necessarie alla maestria motoria. Con le dovute accortezze ed esercitazioni
si può intraprendere, fin dalle categorie giovanili, in modo da formare ed educare l’atleta ad
una parte dell’allenamento che con il crescere
delle prestazioni diventa parte integrante della
programmazione.
young male athletes of olympic triathlon.
I World Conference of Science in Triathlon – 24-26 march 2011 – Alicante, Spain.
Proceedings, pg 31-39.
8) Vleck VE, Bürgi A, Bentley DJ. The
consequences of swim, cycle, and run
performance on overall result in elite
olympic distance triathlon. Int J Sports
Med 2006;27:43-8.
9) Peeling PD, Bishop DJ, Landers GJ.
Effect of swimming intensity on subsequent cycling and overall triathlon performance. Br J Sports Med 2005;39:960-4;
discussion 964.
10) Bentley DJ, Millet GP, Vleck VE, McNaughton LR. Specific aspects of contemporary triathlon: implications for physiological analysis and performance. Sports
Med 2002;32:345-59.
11) Chollet D, Hue O, Auclair F, Millet
GY, Chatard JC. The effects of drafting
on stroking variations during swimming
in elite male triathletes. Eur J Appl Phys
2002;82:413-7.
12) Roels B, Schmitt L, Libicz S, Bentley
DJ, Richalet JP, Millet GP. Specificity of
VO2max and the ventilatory threshold
in free swimming and cycle ergometry: comparison between triathletes and
swimmers. Br J Sports Med 2005;39:965-8.
13) Millet GP, Vleck VE, Bentley DJ. Physiological differences between cycling and
running: lessons from triathletes. Sports
Med 2009;39:179-206.
14) Bernard T, Hausswirth C, Le Meur Y,
Bignet F, Dorel S. and Brisswalter J. Distribution of power output during the cycling stage of a triathlon world cup. Med
Sci Sports Exerc 2009;41:1296-302.
15) Etxebarria N, D’Auria S, Anson JM,
Pyne DB, Ferguson RA. Variability in
Power Output During Cycling in International Olympic Distance Triathlon. Int J
Sports Physiol Perform 2014;9:732-4.
16) Millet GP, Vleck VE, Bentley DJ. Physiological requirements in triathlon. J Human Sport Exe 2011;6(2-Suppl):184-204.
17) Bentley DJ, Cox GR, Green D, Laursen PB. Maximising performance in triathlon: applied physiological and nutritional
aspects of elite and non-elite competitions. J Sci Med Sport 2008;11:407-16.
Giugno 2014
IL TRIATHLON
18) Billat VL, Slawinski J, Danel M, Koralsztein JP. Effect of free versus constant
pace on performance and oxygen kinetics in running. Med Sci Sports Exerc
2001;33:2082-8.
19) Hausswirth C, Le Meur Y, Bieuzen F,
Brisswalter J, Bernard T. Pacing strategy
during the initial phase of the run in triathlon: influence on overall performance.
Eur J Appl Physiol 2010;108:1115-23.
20) Vleck VE1, Bentley DJ, Millet GP,
Bürgi A. Pacing during an elite Olympic
distance triathlon: comparison between
male and female competitors. J Sci Med
Sport 2008;11:424-32.
21) Boussana A, Galy O, Hue O, Matecki S,
Varray A, Ramonatxo M, Le Gallais D. The
effects of prior cycling and a successive
run on respiratory muscle performance in
triathletes. Int J Sports Med 2003;24:63-70.
22) Jeukendrup AE. Nutrition for endurance sports: marathon, triathlon, and
road cycling. J Sports Sci. 2011;29(Suppl
1):S91-9.
23) Cox GR, Snow RJ, Burke LM. Raceday carbohydrate intakes of elite triathletes contesting olympic-distance triathlon events. Int J Sport Nutr Exerc Metab
2010;20:299-306.
24) Coyle EF, Montain SJ. Benefit of fluid
replacement with carbohydrate during
exercise. Med Sci Sports Exerc 1992;24(9
Suppl):S324-30.
GIANFELICI
25) Evans WJ.Protein nutrition and resistance exercise Can J Appl Physiol
2001;26(Suppl):S141-52.
26) Zeppilli P. Cardiologia dello sport.
Roma: Cesi Ed; 2007.
27) Migliorini S. Triathlon: acute and
overuse injuries. J Sports Traum Rel Res
2000;22:186-95.
28) Levi CM, Micheli LJ. The effect of
crosstraining on injury incidence duration
and severity (part. 2). Ann Sports Med Cl
For 1986;3:1.
29) Migliorini S, Merlo M. Ileotibial band
syndrome in triathletes. IV IOC World
Congress on Sports Sciences, Monaco,
Octobert 22 – 25, 1997.
30) Zani Z. Pedalare bene. Portoguraro,
VE: Ediciclo Editore; 2006.
31) Millet GP1, Jaouen B, Borrani F, Candau R. Effects of concurrent endurance
and strength training on running economy and VO(2) kinetics. Med Sci Sports
Exerc 2002;34:1351-9.
32) Akuthota V, Ferreiro A, Moore T, Fredericson M. Core stability exercise principles. Curr Sports Med Rep 2008;7:3944.
33) Ahmed R1, Shakil-Ur-Rehman S2,
Sibtain F3. Comparison between Specific
Lumber Mobilization and Core-Stability
Exercises with Core-Stability Exercises
Alone in Mechanical low back pain. Pak J
Med Sci 2014;30:157-60.
34) Mathiyakom W, McNitt-Gray JL. Regulation of angular impulse during fall recovery. J Rehabil Res Dev 2008;45:123748.
35) Han J, Waddington G, Anson J, Adams R. Level of competitive success
achieved by elite athletes and multi-joint
proprioceptive ability. J Sci Med Sport
2013;S1440-2440:00514-8.
36) Hübscher M1, Zech A, Pfeifer K, Hänsel F, Vogt L, Banzer W. Neuromuscular
training for sports injury prevention: a
systematic review. Med Sci Sports Exerc
2010;42:413-21.
37) Herbert RD, de Noronha M, Kamper
SJ. Stretching to prevent or reduce muscle
soreness after exercise. Cochrane Database Syst Rev 2011;CD004577.
38) Yeung EW and Yeung SS. Interventions for preventing lower limb soft-tissue
injuries in runners. Cochrane Database
Syst Rev 2001;CD001256.
39) Ingraham SJ. The role of flexibility
in injury prevention and athletic performance: have we stretched the truth? Minerva Med 2003;86:58-61.
40) Kristensen J1, Franklyn-Miller A. Resistance training in musculoskeletal rehabilitation: a systematic review. Br J Sports
Med 2012;46:719-26.
41) Agre JC. Hamstring injuries. Proposed
aetiological factors, prevention, and treatment. Sports Med 1985;2:21-33.
Conflitti di interesse.—Nessuno.
Ricevuto. - Accettato.
Autore di contatto: A. Gianfelici, Istituto di Medicina e Scienza dello Sport “A. Venerando”, Comitato Olimpico Nazionale
Italiano, CONI, Roma, Italia. E-mail: [email protected]
Vol. 67 - No. 2
333

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. 67 - N. 2
335
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
336
Giugno 2014

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. 67 - N. 2
337
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
Bisciotti G. N., Eirale C.
Tiro a volo
Anedda A., Cattani M.
Il tennistavolo: richiesta motoria, energetica e neurosensoriale
Nuzzi G.
338
Giugno 2014

Anno 2014 - Vol. 67
L’hockey su pista
V. Durigon, G. Massari, A. Pizzi
il triathlon
A. Gianfelici, A. Di Castro, R. Tamburri, S. Comotto, C. Briganti, C. Fabiano, A. Bomprezzi, A. BottonI,
A. Salvati, L. Bianchini
Vol. 67 - N. 2
339