MEDICINA DELLO SPORT

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1 MEDICINA DELLO SPORT Rivista trimestrale della Federazione Medico-Sportiva Italiana. Continuazione di: Studi di Medicina e Chirurgia dello Sport, Medicina Sportiva Direttori G. SANTILLI - M. CASASCO Comitato Editoriale N. BACHL (Austria) - F. BENAZZO (Italia) - F. BOTRÈ (Italia) - P. CERRETELLI (Italia) - G. CERULLI (Italia) L. COIANA (Italia) - D. CORRADO (Italia) - J. M. CUMMISKEY (Regno Unito) - A. DAL MONTE (Italia) - F. DE FERRARI (Italia) E. H. DE ROSE (Brasile) - H. H. DICKHUTH (Germania) - L. DI LUIGI (Italia) - P. E. DI PRAMPERO (Italia) - M. FAINA (Italia) C. FOTI (Italia) - W. FRONTERA (USA) - S. GIANNINI (Italia) - C. G. GRIBAUDO (Italia) - V. KLISSOURAS (Grecia) G. LETIZIA MAURO (Italia) - L. MAGAUDDA (Italia) - D. MC DONAGH (Norvegia) - P. P. MARIANI (Italia) G. MASSAZZA (Italia) - L. MICHELI (USA) - P. PARISI (Italia) - S. PECORELLI (Italia) - A. PELLICCIA (Italia) - F. PIGOZZI (Italia) I. PITSILADIS (Regno Unito) - P. ROCHECONGARD (Francia) - E. ROVELLI (Italia) - R. SALLIS (USA) F. SCHENA (Italia) - A. TODARO (Italia) - C. TRANQUILLI (Italia) - A. G. UGAZIO (Italia) - A. VEICSTEINAS (Italia) P. VOLPI (Italia) - P. ZEPPILLI (Italia) Comitato di Redazione A. BONETTI - E. DRAGO - S. DRAGONI - G. FRANCAVILLA Direttore Responsabile A. OLIARO This journal is PEER REVIEWED and is quoted in: Focus On: Sports Science & Medicine (ISI) - SPORT Database, SPORT Discus - BIOSIS La Rivista è citata nel Journal Citation Reports (ISI) con Impact Factor Direzione e Redazione: Federazione Medico-Sportiva Italiana - Viale Tiziano Roma. Ufficio grafico, ufficio pubblicità, fotocomposizione, amministrazione - Edizioni Minerva Medica - Corso Bramante Torino - Tel. (011) Fax (011) Web Site: Stampa - Edizioni Minerva Medica - Tipografia di Saluzzo - Corso IV Novembre Saluzzo (CN) - Tel. (0175) Fax (0175) Abbonamento annuo: Italia - Individuale: Online 85; Cartaceo 90, Cartaceo+Online 95,00; Istituzionale: Cartaceo 125,00, Online (Small 242,00, Medium 272,00, Large 314,00, Extra Large 330,00), Cartaceo+Online (Small 250,00, Medium 285,00, Large 330,00, Extra Large 345,00). Unione Europea - Individuale: Online 145,00; Cartaceo 150,00, Cartaceo+Online 160,00; Istituzionale: Cartaceo 235,00, Online (Small 242,00, Medium 272,00, Large 314,00, Extra Large 33000), Cartaceo+Online (Small 250,00, Medium 285,00, Large 330,00, Extra Large 345,00) Paesi extraeuropei - Individuale: Online 160,00; Cartaceo 170,00, Cartaceo+Online 180,00; Istituzionale: Cartaceo 260,00, Online (Small 265,00, Medium 295,00, Large 340,00, Extra Large 355,00), Cartaceo+Online (Small 275,00, Medium 310,00, Large 355,00, Extra Large 370,00). Per il pagamento: 1) Gli abbonati possono utilizzare le seguenti forme di pagamento: a) assegno bancario; b) bonifico bancario a: Edizioni Minerva Medica, INTESA SANPAOLO Agenzia n. 18 Torino. IBAN: IT45 K c) conto corrente postale intestato a Edizioni Minerva Medica, Corso Bramante 83-85, Torino; d) carte di credito Diners Club International, Master Card, VISA, American Express; 2) i soci devono contattare direttamente la Segreteria della Federazione I cambi di indirizzo di spedizione, o di qualsiasi altro dato di abbonamento vanno segnalati tempestivamente inviando i nuovi e vecchi dati per posta, fax, o direttamente sul sito alla sezione I tuoi abbonamenti - Contatta ufficio abbonamenti I reclami per i fascicoli mancanti devono pervenire entro 6 mesi dalla data di pubblicazione del fascicolo - I prezzi dei fascicoli e delle annate arretrati sono disponibili su richiesta Edizioni Minerva Medica - Torino 2012 Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta, trasmessa e memorizzata in qualsiasi forma e con qualsiasi forma e con qualsiasi mezzo Pubblicazione trimestrale. Autorizzazione del Tribunale di Torino n del Iscrizione nel registro nazionale della stampa di cui alla legge n. 416 art. 11 con il numero vol. 2 foglio 377 in data Pubblicazione periodica trimestra le - Poste Italiane S.p.A. - Sped. in a.p. - D. L. 353/2003 (conv. in L. 27/02/2004 N 46) art. 1, comma 1, DCB/CN

2 MEDICINA DELLO SPORT Vol. 65 Marzo 2012 Numero 1 INDICE 1 EDITORIALE Allergia e sport Patriarca G., Pecora V. 13 AREA FISIOLOGICA Shock meccanico del tendine di Achille su erba sintetica e naturale Bisciotti G. N., Eirale C., Manno A. 49 AREA MEDICA Effetti dell integrazione di vitamina C su vari elementi in atleti d elite di taekwondo Patlar S., Boyali E., Baltaci A. K., Mogulkoc R., Gunay M. 57 Livelli di proteina C reattiva a riposo in atleti di sesso maschile e femminile Moghadasi M., Karami Tirehshabankare M., Golnary T., Parsa B., Nematollahzadeh M. 29 Valutazione delle forze verticali di reazione al suolo in tre differenti tecniche di proiezione con l anca nel judo in atleti greci di livello base e avanzato Zaggelidis G., Lazaridis S. 63 Profilo somatotipico e della composizione corporea di calciatori junior dello Zimbabwe Makaza D., Amusa L.O., Goon D.T., Tapera E.M., Gundani M.P. 37 Confronto del controllo dell equilibrio tra atlete di diverse discipline sportive Shahheidari S., Norasteh A. A., Mohebbi H. 75 Effetto acuto dell esercizio fisico sulla visfatina sierica in soggetti sani Sheikholeslami Vatani D., Faraji H., Rahimi R., Ahmadizad S. Vol N. 1 MEDICINA DELLO SPORT XV

3 INDICE 85 Fattori identificativi e di priorità biopsicosociale che influiscono sulla partecipazione dell uomo anziano all attività sportiva Sheikh M., Afshari J., Nikravan A. 111 LA MEDICINA DELLO SPORT PER SPORT NEI FASCICOLI 99 AREA ORTOPEDICA Lesioni ossee indotte dall overtraining: ruolo della scintigrafia ossea Uña J., Ochoa M., De Sequera M., Cárdenas C., Allende A., Cabello D., Muñoz J., Martinez E. 105 LA MEDICINA DELLO SPORT PER SPORT Il twirling Gianfelici A., Migliorini S., Salvati A., Marini C., Zanini G., Faina M. 115 FORUM Guadagnare salute: sport, movimento e non solo per ridurre la sedentarietà in età scolare Stafisso B., Anastasio F., Ceccaccio B., Passeri L., Calandro S. 127 CONGRESSI XVI MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2012

4 MEDICINA DELLO SPORT Vol. 65 March 2012 No. 1 CONTENTS 1 EDITORIAL Allergy and sports Patriarca G., Pecora V. 13 PHYSIOLOGICAL AREA Mechanical shock at Achilles tendon level on artificial and natural grass Bisciotti G. N., Eirale C., Manno A. 49 MEDICAL AREA Effect of vitamin C supplementation on various elements in elite taekwondo players Patlar S., Boyali E., Baltaci A. K., Mogulkoc R., Gunay M. 57 Resting C-reactive protein levels in male and female athletes Moghadasi M., Karami Tirehshabankare M., Golnary T., Parsa B., Nematollahzadeh M. 29 Evaluation of vertical ground reaction forces in three different judo hip throwing techniques in novice and advanced Greek athletes Zaggelidis G., Lazaridis S. 63 Body composition and somatotype profile of male Zimbabwean junior soccer players Makaza D., Amusa L.O., Goon D.T., Tapera E.M., Gundani M.P. 37 Comparison of balance control in female athletes in different sports Shahheidari S., Norasteh A. A., Mohebbi H. 75 Acute effect of exercise type on serum visfatin in healthy men Sheikholeslami Vatani D., Faraji H., Rahimi R., Ahmadizad S. Vol N. 1 MEDICINA DELLO SPORT XVII

5 CONTENTS 85 Identification and prioritization biopsychosocial factors affecting sport participation of elderly men Sheikh M., Afshari J., Nikravan A. 99 ORTHOPEDIC AREA Bone lesions induced by overtraining: the role of bone scintigraphy Uña J., Ochoa M., De Sequera M., Cárdenas C., Allende A., Cabello D., Muñoz J., Martinez E. 105 SPORT MEDICINE FOR SPORT The twirling Gianfelici A., Migliorini S., Salvati A., Marini C., Zanini G., Faina M. 111 SPORT MEDICINE FOR SPORT IN PAST ISSUES 115 FORUM Gaining health: sport, exercise and other activities to reduce physical inactivity in school-age Stafisso B., Anastasio F., Ceccaccio B., Passeri L., Calandro S. 127 CONGRESSES XVIII MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2012

6 Editorial Editoriale MED SPORT 2012;65:1-12 Allergy and sports Allergia e sport G. PATRIARCA, V. PECORA Allergy Department, Policlinico A. Gemelli, Università del Sacro Cuore, Rome, Italy The World Health Organization (WHO) document entitled Global Recommendations on Physical Activity for Health (2010) underlines the importance of regular physical activity and outlines physical activity levels appropriate for various different age groups. The overarching aim of the recommendations is the primary prevention of cardiorespiratory, metabolic, and musculoskeletal illnesses, with a view to inform policies in national health priorities. This in response to the increasingly sedentary lifestyle of Western societies in which daily energy expenditure has declined to the basal metabolic level but dietary caloric intake has remained unchanged. The WHO recommendations go further to suggest that aerobic physical exercise is to be preferred and need not be intense: already 30 minutes of daily exercise (walking, swimming, cycling, etc.) five times a week would suffice to obtain considerable health benefits: 1 reduced risk of premature death due to heart attack or heart disease; reduced risk of obesity with weight loss; reduced risk (up to 50%) of developing heart disease or gastrointestinal cancer; reduced risk (up to 50%) of developing type 2 diabetes; prevention or reduction of high blood pressure, osteoporosis, and depression; prevention of risky health behavior involving the use of tobacco and alcohol, particularly among adolescents. Il documento dell Organizzazione Mondiale della Sanità (OMS), Global recommendations on physical activity for health (2010), promuove lo svolgimento di una regolare attività sportiva ed indica in dettaglio i livelli di attività fisica raccomandati per la salute nelle diverse fasce di età. Tali raccomandazioni sono orientate alla prevenzione primaria delle malattie cardio-respiratorie, metaboliche, muscolo-scheletriche, tumorali, ecc. e rappresentano uno strumento di orientamento per le politiche nazionali di sanità pubblica. Lo stile di vita delle società occidentali è caratterizzato da un progressivo aumento della sedentarietà con riduzione della spesa energetica giornaliera al solo metabolismo basale e questo a dispetto dei consumi alimentari quasi invariati come quantità. Secondo l OMS l esercizio fisico, preferibilmente di tipo aerobico, non deve essere necessariamente intenso: sono sufficienti 30 minuti di movimento (cammino, nuoto, bicicletta, ecc.) al giorno, per almeno cinque volte a settimana 1, per godere dei seguenti benefici: riduzione del rischio di morte prematura per infarto o per malattie cardiache; calo del peso corporeo con riduzione del rischio di obesità; riduzione del rischio, fino al 50%, di sviluppo di malattie cardiache o patologie tumorali a carico del tratto gastroenterico; riduzione del rischio, fino al 50%, di sviluppo del diabete mellito di tipo II; prevenzione o riduzione di patologie quali ipertensione arteriosa, osteoporosi, depressione; prevenzione di comportamenti a rischio, specialmente tra gli adolescenti, derivati dall uso di tabacco e di alcol. Vol No. 1 MEDICINA DELLO SPORT 1

7 PATRIARCA Allergy and sports Percentage All countries Netherlands Germany Greece Luxembourg Denmark Portugal Finland Ireland United Kingdom Austria Italy Spain Belgium France Sweden Figure 1. Percentage of persons aged 15 years or older who regularly engage in physical activity in European Union countries. From Physical Activity and Health in Europe: Evidence for Action. WHO Figura 1. Soggetti di età superiore ai 15 anni che svolgono attività fisica nei paesi dell Unione Europea. Da Physical activity and health in Europe: evidence for action. OMS, The rationale is that regular physical activity leads to organic modifications and adaptations that enhance body functions. However, the latest WHO data also report that physical inactivity is prevalent in the Italian population (Figure 1): only 25% of persons over 15 years of age regularly engage in physical activity. 2 Allergic disease, especially allergy involving the upper and lower airways (rhinitis and bronchial asthma) are widely thought to restrict participation in sports. Even against a background of a growing incidence of allergy worldwide, highest in the developed countries, such beliefs are disproved by clinical evidence and pose a relational and psychological barrier to engaging in sports, particularly among the young. What epidemiological data tell us about elite competitive athletes is that, when adequately managed, allergy, and bronchial asthma in particular, does not restrict sports participation. Among the athletes competing in the 2008 Olympic Games in Beijing, about 25% were affected by rhinitis and 17% by allergic bronchial asthma. 3 Allergic rhinitis is characterized by inflammation of the nasal mucosa and is triggered by exposure to allergens. Two forms are distinguished: seasonal rhinitis caused by pollens and fungi released into the air during certain periods of the year; and perennial rhinitis caused by exposure to indoor allergens (in homes, gyms, Questo dipende sostanzialmente dal fatto che una vita fisicamente attiva induce modificazioni e adattamenti organici che risultano positivi dal punto di vista della funzionalità di organi ed apparati. Secondo gli ultimi dati dell OMS, la popolazione italiana risulta prevalentemente inattiva, come rappresentato dalla Figura 1, in cui si rileva che solo il 25% dei soggetti con un età maggiore dei 15 anni risulta essere fisicamente attiva 2. È opinione comune che le malattie allergiche, in particolar modo quelle caratterizzate da un interessamento delle alte e basse vie respiratorie (rinite ed asma bronchiale), rappresentino un fattore limitante la pratica sportiva. Se si considera il costante incremento dell incidenza delle patologie allergiche in tutti i paesi del mondo, maggiormente in quelli ad economia industriale avanzata, tale credenza, non supportata da un evidenza clinica, potrebbe comportare difficoltà relazionali e psicologiche soprattutto nei giovani. I dati epidemiologici, infatti, riguardanti coloro che svolgono attività agonistica ad elevato livello sono rassicuranti e indicano che le patologie allergiche ed in particolar modo l asma bronchiale, purché opportunamente trattate, non rappresentano alcun limite alla pratica sportiva. Nell ambito dei Giochi Olimpici di Pechino 2008 è stato di fatto stimato che il 25% e il 17% degli atleti partecipanti era affetto rispettivamente da rinite ed asma bronchiale di natura allergica 3. La rinite allergica è caratterizzata da un processo flogistico a carico della mucosa nasale e si instaura conseguentemente all esposizione allergenica. Si può distinguere una forma stagio- 2 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2012

8 Allergy and sports PATRIARCA locker rooms), for example, house dust mites and molds (Chladosporium, Stemphylium, Alternaria, etc.) and animal dander. Seasonal rhinitis can be further subdivided into winter or pre-spring forms caused by allergizing pollens (Betulaceae, Corylaceae, Cupressaceae, Pinaceae) and spring or spring-summer pollens (Graminaceae, Plantaginaceae, Urticaceae, composites). Bronchial asthma is a chronic airway inflammation characterized by the contraction of the bronchial smooth muscles, which restricts air flow (reversible spontaneously or following therapy) and augments sensitivity of the tracheobronchial tree to external stimuli. Etiologically, asthma is classified as either extrinsic, when an immune mechanism induced by allergens is demonstrated, or intrinsic, when an attack is not triggered by allergens but rather by exposure to physical agents (e.g., smog, fog, inert dust, physical exercise, cold temperature, etc.) or chemical agents (micromolecular irritants, hypo- or hypertonic solutions, etc.). The syndrome is characterized by paroxysmal attacks of dyspnea, coughing and wheezing which can suddenly appear in an otherwise healthy state or have a gradual onset preceded by viral respiratory syndromes or rhinitis. Diagnosis is established with the use of in vivo (prick test) and in vitro tests following accurate history taking and physical examination. Skin reaction testing (prick test) involves the use of commercially available extracts of common allergens (weed and tree pollen, molds, dust mites, animal dander). However, such tests may produce false positive results: skin hypersensitivity (positive dermographism); wheal responses close to one another (axonic reflex); highly concentrated or contaminated extracts. False negatives may result from skin hyporeactivity (due to intake of high doses of antihistamines or cortisones, concomitant conditions such as AIDS or Hodgkin s lymphoma), and overdiluted extracts. Skin reactions are associated with dosing of specific and total IgE by means of fluorescence immune enzyme assay (CAP-FEIA), which yields a positive result >0.35 KU A /L for specific IgE and >200 KU A /L per total IgE. In uncertain results (discordance between skin reaction and specific IgE dosing or between these and the clinical history), nasal, bronchial or conjunctival nale causata da pollini e muffe che compaiono nell atmosfera in alcuni periodi dell anno e una forma perenne legata all esposizione ad allergeni presenti in ambiente interni (abitazioni domestiche, palestre, spogliatoi) quali gli acari della polvere domestica, micofiti (Cladosporium, Stemphylium, Alternaria, ecc.), derivati epidermici di alcuni animali. Le riniti stagionali possono essere inoltre classificate in invernali o pre-primaverili nel caso in cui i pollini allergizzanti facciano parte delle betullacee, delle corilacee, delle cupressacee e delle pinacee e in primaverili o primaverili-estive nel caso di pollini appartenenti alle graminacee, alle plantaginacee, alle urticacee e alle composite. L asma bronchiale è una patologia infiammatoria cronica a carico delle vie aeree caratterizzata da un accentuata contrazione della muscolatura liscia bronchiale che determina una limitazione al flusso aereo di entità variabile (reversibile spontaneamente o in seguito a terapia) e un aumentata sensibilità dell albero tracheo-bronchiale a stimoli esterni. La classificazione eziologica dell asma distingue un tipo estrinseco nel quale è possibile dimostrare un meccanismo immunologico indotto dagli stessi allergeni precedentemente descritti per la rinite allergica e un tipo intrinseco non scatenato dall esposizione allergenica ma piuttosto da agenti fisici (smog, nebbia, polveri inerti, esercizio fisico, basse temperature, ecc.) o chimici (sostanze irritanti micromolecolari, soluzioni ipo- o ipertoniche, ecc.). Il quadro clinico è caratterizzato da crisi parossistiche di dispnea, tosse e sibili che possono insorgere repentinamente in pieno benessere oppure in modo graduale precedute o meno da sindromi respiratorie virali o manifestazioni rinitiche. La diagnostica allergologica si basa essenzialmente su tests in vivo (prick test) e in vitro, preceduti da un accurata anamnesi e dall esame obiettivo. Le cutireazioni (prick test) prevedono l impiego di estratti del commercio dei più comuni allergeni (piante erbacee, piante arboree, micofiti, acari, epiteli di animali). Possono causare false positività: un iperreattività cutanea (dermografismo positivo), test cutanei positivi troppo vicini (riflesso assonico), estratti eccessivamente concentrati o inquinati. Sono, invece, causa di false negatività: iporeattività cutanea (dovuta all assunzione di farmaci antiistaminici o cortisonici ad alte dosi oppure patologie intercorrenti come ad esempio l AIDS o il linfoma di Hodgkin), l impiego di estratti allergenici troppo diluiti. Si associa alle cutireazioni il dosaggio delle IgE specifiche e totali che prevede l impiego di un metodo fluoroimmuno-enziamtico (CAP-FEIA) con esito positivo nel caso di valori >0.35 KU A /L per le IgE specifiche e >200 KU A /L per le IgE totali. Nel caso di dubbia interpretazione (discordanza tra cutireazioni e Vol No. 1 MEDICINA DELLO SPORT 3

9 PATRIARCA Allergy and sports challenge with the suspected allergen is performed. Exercise-induced asthma was first described by Floyer in but it was not until the late 20 th century that this correlation was investigated by the major scientific associations. 5 Exercise-induced asthma is not a type of asthma but physical exercise is a triggering factor. Exercise-induced bronchospasm is the critical point in the relationship between asthma and physical activity. In persons with bronchial hyperreactivity there may be an increase in airway resistance due to aerobic muscle activity at an intensity of 70-80% of maximal oxygen consumption (VO 2max ) and of variable duration. Physical exercise may trigger an asthma attack in persons affected by asthma and is an expression of a bronchial hyperreactivity condition: exercise-induced asthma may occur in 60-80% of children with asthma. 6, 7 The normal respiratory response to physical exercise is characterized by an increase in augmented flow volume at low-to-moderate workloads, and the respiratory rate increases proportionally to the intensity of physical exercise. The effect of exercise on airway diameter varies in health persons and in those with asthma. Airway resistance typically decreases with increasing respiratory rate but it may also be altered. For instance, increased oral respiration during intense physical activity reduces the filtering, humidifying and warming effect of nasal respiration on air intake. Subsequently, the lower humidity of the inhaled air provokes a nervous reflex that stimulates the release of bronchial inflammatory cells, resulting in bronchoconstriction. Exercise-induced bronchoconstriction in an asthmatic person spontaneously resolves with minutes. The pulmonary parameters for evaluating an asthma attack are: forced vital capacity (FVC 1 ); the ratio between forced vital capacity and total vital capacity (VFC 1 /VC); a reduction of VFC 1 >15% is diagnostic for exercise-induce asthma. The VFC 1 /VC is lowest in a dry environment, while increased ambient humidity tends to increase the ratio, with a corresponding benefit. It follows that winter sports are less tolerated than summer sports by asthmatics because of expo- dosaggio delle IgE specifiche o tra questi e storia clinica) si può ricorrere all esecuzione dei test di provocazione nasale, bronchiale o congiuntivale con l allergene sospetto. La prima segnalazione di asma indotto da esercizio fisico risale al 1698 ed è attribuita a Floyer 4, ma in realtà sarà necessario attendere la fine del XX secolo perché tale correlazione diventi oggetto di studio da parte delle maggiori Società Scientifiche 5. L asma da sforzo non rappresenta una peculiare tipologia di asma, ma l esercizio fisico rappresenta solamente un fattore scatenante. Il broncospasmo indotto dall attività sportiva rappresenta il punto nodale della relazione esistente tra l asma e l esercizio stesso. In caso di iperreattività bronchiale è possibile evidenziare un aumento delle resistenze delle vie aeree provocato dallo sforzo muscolare di tipo aerobico con un intensità pari al 70-80% del consumo massimo di ossigeno (VO 2max ) e una durata variabile. L esercizio fisico è un fattore scatenante la crisi asmatica solo in quei soggetti che sono comunque affetti da tale patologia ed è espressione di una condizione di iperreattività bronchiale: infatti l asma indotto dall esercizio può verificarsi nel 60-80% dei bambini con asma 6, 7. La normale risposta ventilatoria ad un esercizio fisico è caratterizzata da un incremento del volume corrente per quanto concerne un basso-moderato carico di lavoro e la frequenza respiratoria aumenta proporzionalmente con l intensità dell esercizio fisico. L effetto dell esercizio sul calibro delle vie aeree è variabile sia in soggetti sani che asmatici. La resistenza delle vie aeree diminuisce con l aumento della frequenza respiratoria, ma può anche essere alterata durante l esercizio. Durante lo sforzo tende poi a prevalere una respirazione di tipo orale con conseguente riduzione delle funzioni di filtro, riscaldamento ed umidificazione dell aria svolte dal naso. La respirazione orale, infatti, comporta una riduzione dell umidità relativa dell aria e una stimolazione nervosa riflessa che favorisce il rilascio di cellule infiammatorie bronchiali con conseguente broncoostruzione. Il fenomeno della broncocostrizione conseguente all attività fisica in un soggetto asmatico si esaurisce spontaneamente nel giro di minuti. I parametri polmonari da prendere in considerazione nel caso di un attacco asmatico sotto sforzo sono: la capacità vitale forzata (CVF1); il rapporto tra capacità vitale forzata e capacità vitale totale (CVF1/CV). Nel caso di una riduzione della CVF1 maggiore del 15% si può parlare di asma da sforzo. Il rapporto CVF1/CV subisce la massima riduzione in presenza di ambiente secco, mentre l aumento dell umidità tende ad aumentarlo con conseguente beneficio. Gli sport invernali sono, 4 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2012

10 Allergy and sports PATRIARCA sure to drier, colder air. Increased pulmonary ventilation during physical exercise reduces the temperature of the tracheal and bronchial epithelium, which returns to baseline levels after exercise is discontinued. In predisposed persons, the changes in bronchial humidity and temperature are thought to be responsible for changes in cellular osmosis, with the passage of fluid from the capillaries to the bronchi, the formation of edema, and bronchial constriction. Respiratory function may improve during the first minutes of exercise, followed by a gradual reduction that persists for 5-10 minutes after exercise has ceased. A correct diagnosis of exercise-induced asthma relies on stress testing with a cycloergometer: a drop in forced expiratory volume in 1 second (FEV 1 ) 10-15% or more in sedentary subjects is diagnostic. The three exercise-related factors that can trigger a bronchospasm are: aerobic exercise (less often in anaerobic exercise); exercise intensity and duration. These factors may be influenced by the environmental allergenic load, weather conditions, air pollution, among others. Persons with intermittent or mild persistent bronchial asthma can, by taking appropriate precautions, participate in sports; those with moderate persistent asthma should follow an adequate drug therapy that reduces airway inflammation; and those with severe persistent asthma should not engage in sports. Asthmatics engaging in sports should follow the rules for preventing a bronchospasm: do not practice sports in a cold, dry environment; do not practice sports during daytime hours when the pollen count is high; do not practice sports when suffering from an airway inflammation; take prophylactic medications before starting physical activity and have such medications readily at hand; warm up for at least 20 to 30 minutes before starting physical activity; make sure fluid intake is adequate during exercise; inform the family doctor and trainer of the asthma condition and the intention to engage in sports; if flare-ups occur, discontinue exercise and inform the family doctor of the episode as infatti, meno tollerati dai soggetti asmatici rispetto a quelli che vengono compiuti durante i mesi estivi. Questo sarebbe dovuto non solo all inalazione dell aria fredda ma anche e soprattutto al minor tasso di umidità che in genere si accompagna. L aumento della ventilazione polmonare conseguente all esercizio muscolare comporta una diminuzione della temperatura a livello dell epitelio di trachea e bronchi, che, successivamente all interruzione dell esercizio fisico, si innalza di nuovo ai valori iniziali. Le variazioni dell umidità e della temperatura a livello bronchiale sembrano essere nei soggetti predisposti la causa della variazione di osmosi delle cellule, con conseguente passaggio di liquido dai capillari ai bronchi, formazione dell edema e restringimento dei bronchi. Nei primi minuti dall inizio dello sforzo si può presentare anche un lieve miglioramento della funzione respiratoria seguito da una progressiva riduzione che persiste nei 5-10 minuti dopo l interruzione dell esercizio stesso. Per effettuare una corretta diagnosi di asma da esercizio fisico ci si deve avvalere del test da sforzo con cicloergometro, considerato positivo quando si registra una caduta del FEV1 pari o superiore al 10% e del 15% o più in coloro che svolgono una vita sedentaria. Le caratteristiche per le quali uno sforzo può provocare una crisi bronco spastica sono le seguenti: tipo aerobico (molto meno quello anaerobico); intensità; durata. Naturalmente questi fattori possono essere influenzati anche dalla carica allergenica ambientale, dalle condizioni climatiche, dall inquinamento atmosferico, ecc. L attività sportiva può essere svolta con i dovuti accorgimenti dai soggetti affetti da un asma bronchiale intermittente o lieve-persistente; in caso di asma moderato persistente è indispensabile impostare un adeguata terapia farmacologica in grado di ridurre la flogosi delle vie aeree, mentre il grado severo persistente preclude l esercizio fisico. Un soggetto asmatico che pratica sport deve seguire norme idonee a prevenire crisi di broncospasmo: non intraprendere un attività sportiva in caso di aria fredda e secca; evitare le ore centrali in caso di elevata presenza di pollini; non svolgere l esercizio fisico in caso di flogosi delle vie respiratorie; assumere la profilassi farmacologica prima di intraprendere l attività fisica e avere sempre a disposizione i farmaci sintomatici; effettuare una fase di riscaldamento della durata di almeno minuti; Vol No. 1 MEDICINA DELLO SPORT 5

11 PATRIARCA Allergy and sports this could signal a lack of adequate control of asthma; know and respect one s limits when practicing sports. Pharmacological prevention of exercise-induced bronchial asthma involves various different classes of drugs: β 2 agonists exert a bronchodilatory effect through their selective action on β 2 -adrenergic receptors; theophyllines have a bronchodilatory effect that relaxes the bronchial smooth muscles partly by inhibiting enzymatic degradation of camp (phosphodiesterase) and partly because of an intrinsic calcium antagonist ability; anticholinergics exert their action by blocking the effect of acetylcholine on the vagal postganglionic afferents; when inhaled, they reduce the intrinsic vagal tone but have a lesser bronchodilatory effect than β 2 agonists and a slower onset of action (maximum effect after minutes); corticosteroids exert an anti-inflammatory effect primarily by inducing the synthesis of the enzyme lipocortin to inhibit phospholipase, which converts membrane phospholipids into arachidonic acid which, in turn, is converted by lipooxygenase (LOX) and cyclooxygenase (COX) into inflammatory mediators. In allergic reactions, corticosteroids lower antibody production (by inhibiting protein synthesis), reduce the number of lymphocytes, eosinophils and basophils, and inhibit the formation, deposit and release of histamine by the basophils. antihistamines (typically selective H 1 receptor antagonists) act as competitive inhibitors on H1 receptors and are used in allergic diseases (i.e., rhinitis and urticaria), except in bronchial asthma where they play a marginal role; antileukotrienes include the inhibitors of cysteinyl leukotriene synthesis (zileuton) and leukotriene receptor antagonists LTC4, LTD4, and LTE4 (montelukast, pranlukast, zafirlukast, respectively); they counteract bronchoconstriction induced by allergens, physical exercise or exposure to cold air, reduce the number of eosinophils in the airway or in circulation, and reduce the concentration of NO in the inhaled air; chromones inhibit histamine secretion by mast cells induced by an antigenic stimulus assumere un adeguato apporto di liquidi durante l esercizio fisico; informare il medico curante e l istruttore della propria condizione di asmatico e l intenzione di praticare l attività sportiva; in caso di riacutizzazione dei sintomi asmatici sarà necessario interrompere l esercizio fisico e comunicare quanto accaduto al proprio medico, in quanto questo potrebbe costituire il segnale di un peggioramento del controllo dell asma; conoscere e rispettare i propri limiti nella pratica sportiva. La prevenzione farmacologica del broncospasmo indotto dall esercizio fisico prevede l impiego di diverse classi di farmaci: β 2 -agonisti in grado di determinare un effetto broncodilatatore grazie alla loro azione selettiva sui recettori beta2-adrenergici; teofillinici in grado di indurre broncodilatazione grazie all effetto miorilassante diretto sulla muscolatura liscia bronchiale, in parte dipendente dall inibizione di sistemi enzimatici di degradazione dell AMPc (fosfodiesterasi), in parte a una intrinseca capacità Ca-antagonista; anticolinergici, farmaci broncodilatatori che esplicano la loro azione bloccando gli effetti dell acetilcolina rilasciata dalle vie afferenti postgangliari vagali, riducono se inalati il tono intrinseco vagale delle vie aeree; hanno un minor effetto broncodilatatore rispetto ai β 2 -agonisti ed agiscono più lentamente (effetto massimo dopo minuti); corticosteroidi caratterizzati da un azione anti-infiammatoria principalmente per induzione della sintesi dell enzima lipocortina che inibisce la fosfolipasi in grado di convertire i fosfolipidi di membrana in acido arachidonico, che tramite la lipoossigenasi (LOX) e la cicloossigenasi (COX) viene convertito a sua volta nei mediatori dell infiammazione; nell ambito delle reazioni allergiche riducono la produzione di anticorpi (per inibizione della sintesi proteica), diminuiscono il numero di linfociti, eosinofili e basofili e, infine, inibiscono la formazione, il deposito ed il rilascio di istamina da parte dei basofili; antistaminici, solamente gli antagonisti selettivi dei recettori H 1 agendo come inibitori competitivi su tali recettori vengono impiegati nell ambito delle patologie allergiche (quali rinite e orticaria) ad eccezione dell asma bronchiale in cui svolgono un ruolo marginale; antileucotrieni, comprendono gli inibitori della sintesi dei cisteinil-leucotrieni (zileuton) e gli antagonisti recettoriali dei leucotrieni LTC4, LTD4, LTE4 (montelukast, pranlukast, zafirlukast) e la loro funzione è quella di contrastare la broncocostrizione indotta da allergeni, esercizio fisico oppure inalazione di aria fredda, ridurre il numero di eosinofili presenti a livello delle vie aeree o in 6 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2012

12 Allergy and sports PATRIARCA through a calcium antagonist effect by inhibiting the voltage-independent channels in the ion exchange in the mast cell membrane. A scheme for asthma classification according to disease severity (Figure 2) and treatment (Figure 3) according to the Global Initiative for Asthma (GINA 2010) guidelines is reported below. In respiratory allergy (rhinitis and/or asthma) treatment should be initiated with specific immunotherapy, which is the only etiologic treatment for IgE-mediated syndromes. The treatment induces a switch from phenotype Th2 to Th1, stimulating a prevalently Th1 response. Allergen-specific stimulation of T-reg induces an increase in IL-10 and TGF-β levels, leading to a reduction in the production of allergen-specific IgE and an increase in IgG (also in IgA), also called antibody blockers. Its efficacy has been widely demonstrated, with an improvement in clinical presentation (reduction of symptoms and reduction in use of medications). Issuing a sports fitness certification will depend on the presence or absence of flare-ups of asthma symptoms and the type of sports, under the strict exclusion of underwater, high altitude, and motor sports. While engaging in sports does not per se improve asthma, when practiced as supervised, physical activity exerts a bronchodilatory effect due to the release of catecholamines and by strengthening the respiratory muscles. Unfortunately, many persons affected with an allergy are reluctant to participate in sports out of fear of experiencing flare-up episodes due to hyperventilation or exposure to environmental aeroallergens. Such subjects should be properly informed of the benefits of physical exercise and that the type of sports should be selected according to individual preferences and the health advantages to be gained. For example, the less intense ventilation and humid air involved in swimming reduce the likelihood of an exerciseinduced asthma attack. Sports that are usually better tolerated and therefore advisable include swimming, volleyball or race-walking run over longer stretches at a steady pace (Table I). Power and dexterity sports such as weightlifting, fencing and wrestling have a low risk of inducing an asthma attack as they require bursts of intense exertion with a minor increase circolo, limitare la concentrazione di NO nell aria espirata; cromoni, in grado di inibire la secrezione mastocitaria di istamina indotta da uno stimolo antigenico tramite un effetto calcio-antagonista dato dall inibizione dei canali voltaggio-indipendenti implicati nella funzione di scambio ionico a livello della membrana mastocitaria. Per quanto riguarda la classificazione e il trattamento dell asma nelle Figure 2 e 3 sono riportate, in accordo con le linee guida internazionali, i livelli di gravità della patologia e le varie associazioni terapeutiche ad essa connesse. In caso di allergopatia respiratoria (rinite e/o asma) è opportuno ricorrere all immunoterapia specifica (ITS), che rappresenta l unico trattamento eziologico delle sindromi allergiche IgE-mediate in grado di affrancare il soggetto allergico dalla sua patologia. Tale trattamento induce uno switch dal fenotipo Th2 al Th1 stimolando una risposta prevalentemente Th1. La stimolazione allergene-specifica delle T-reg determina l incremento dei livelli di IL-10 e TGF-β con conseguente riduzione della produzione delle IgE ed incremento delle IgG (e anche delle IgA) allergene specifiche dette anche anticorpi bloccanti. La sua efficacia è stata ampiamente documentata comportando un miglioramento del quadro clinico (regressione della sintomatologia e riduzione del consumo di farmaci). In merito al conferimento dell idoneità alla pratica sportiva, questa è condizionata dalla presenza o meno di una riacutizzazione della sintomatologia asmatica e dal tipo di attività sportiva, escludendo le discipline subacquee o svolte in quota e gli sports motoristici in quanto prevedono una inidoneità assoluta in caso di asma bronchiale. Lo sport di per sé non migliora il quadro clinico dell asma, ma la pratica sportiva controllata può sfruttare l effetto broncodilatatore conseguente alla liberazione delle catecolamine e potenziare i muscoli respiratori con esiti favorevoli per il soggetto asmatico. In realtà la categoria più restia a svolgere attività sportiva è proprio quella dei soggetti allergici per timore di presentare una riacutizzazione dei disturbi respiratori a causa dell iperventilazione o della possibile presenza nell ambiente di aeroallergeni. È necessario in questo caso sensibilizzare tali individui facendo comprendere i vantaggi dell esercizio fisico. Lo sport va scelto basandosi sulle proprie preferenze e sugli effetti benefici che ne derivano, ad esempio il nuoto si caratterizza per una ventilazione meno elevata a fronte di una maggiore umidità e questo determina l effetto di ridurre le probabilità di un attacco d asma da sforzo. Tra gli sport meglio tollerati dagli asmatici e quindi raccomandabili, è possibile annoverare oltre il nuoto, la pallavolo, oppure la marcia che Vol No. 1 MEDICINA DELLO SPORT 7

13 PATRIARCA Allergy and sports CLASSIFICATION ACCORDING TO ASTHMA SEVERITY Clinical characteristics before therapy Daytime symptoms Nighttime symptoms FEV 1 or peak expiratory flow LEVEL 4 Severe, persistent Continuous Limited physical activity Frequent 60% predicted Variability >30% LEVEL 3 Moderate, persistent Daily Flare-ups disturb normal activities >1 episode a week 60-85% predicted; Variability >30% LEVEL 2 Mild, persistent >1 episode a week but <1 episode a day >2 episodes a month 80% predicted Variability 20-30% LEVEL 1 Intermittent <1 episode a week Asymptomatic 2 episodes a month 80% predicted Variability <20% Figure 2. Step classification of bronchial asthma according to severity. From: Global Initiative for Asthma (GINA 2010) Guidelines. Figura 2. Classificazione dell asma bronchiale in base al grado di gravità secondo la classificazione basata sulle linee guida internazionali della Global Initiative for Asthma (GINA 2010). DRUGS STEP 1 STEP 2 STEP 3 STEP 4 STEP 5 Maintenance therapy None Inhaled glucosteroids (daily) Inhaled glucosteroids (daily) Inhaled glucosteroids (daily) Inhaled glucosteroids (daily) Antileukotrienes Chromones Long-lasting β 2 -agonists (daily) Antileukotrienes Chromones Long-lasting β 2 -agonists (daily) Antileukotrienes Theophyllines-LR Long-lasting β 2 -agonists (daily) As needed: - Theophyllines - Antileukotrienes - Oral corticosteroids Symptomatic Rapid action inhaled β 2 -agonists Personalized education Environmental control, specific immune therapy, treatment of comorbidities Figure 3. Step classification of asthma treatment according to severity. From Global Initiative for Asthma (GINA 2010) Guidelines. Figura 3. Trattamento dell asma in base alla suo grado di gravità secondo la classificazione basata sulle linee guida internazionali della Global Initiative for Asthma (GINA 2010). 8 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2012

14 Allergy and sports PATRIARCA prevede un esercizio regolare anche se prolungato (Tabella I). Gli sport di potenza e destrezza, come il sollevamento pesi, la lotta e la scherma, presentano un basso rischio asmatico in quanto comportano sforzi intensi ma di breve durata e con scarso incremento della ventilazione. Lo sci di fondo, come la marcia, ha la caratteristica di impegnare vaste masse muscolari in un movimento armonico e ritmico, coordinato con gli atti respiratori. Nell ambito dell atletica leggera ci sono alcune specialità come i 100 e i 200 metri piani, i salti in alto e lungo che sono ben tollerate in quanto si svolgono prevalentemente in apnea e in un tempo brevissimo e quindi richiedono un ridotto impegno ventilatorio. Il calcio, la pallacanestro, la pallamano, l hockey a rotelle e su prato, che richiedono corse non continuative alternate a periodi di sosta, sono consigliati ai soggetti asmatici, ovviamente scegliendone i ruoli più adeguati. Mentre invece, l hockey su ghiaccio presenta rischi più elevati conseguenti all esposizione all ambiente freddo in cui si svolge. Nell ambito degli sport subacquei solo l attività svolta in apnea e in fase di controllo clinico-funzionale non costituisce controindicazione all immersione, mentre quella svolta con autorespiratore ad aria costituisce una condizione a forte rischio in quanto molteplici sono gli stimoli potenzialmente in grado di indurre un broncospasmo durante l immersione. Nella Tabella I sono riassunti gli sport da consigliare o meno a soggetti asmatici. Un altro disturbo legato al movimento è l insorgenza della cosiddetta anafilassi indotta da esercizio fisico, la cui prima descrizione, attribuita a Sheffer, risale al Questa patologia è caratterizzata dalla comparsa di prurito con eritema e orticaria, associato ad angioedema, sintomi gastrointestinali o laringei a seconda dei casi, fino al quadro di shock conclamato. I sintomi compaiono in genere dopo 20 minuti dall inizio dell esercizio fisico e si protraggono per 3-4 ore, fino ad un masin ventilation. Like race-walking, cross-country skiing involves numerous muscle groups in harmonious, rhythmic movement and coordinated breathing. Among light athletics, the 100 and 200-meter sprint, as well as high and long jump are well tolerated because they are performed typically in apnea within an extremely short time, and therefore require less breathing effort. Soccer, basketball, handball, skate and field hockey involve short periods of running while on the ball and can be advised with the suitable choice of player position. Ice hockey carries the risk of exposure to cold air. Among underwater sports, only those performed in apnea and under a physician s control may be recommended, whereas scuba diving carries an elevated risk of exposure to stimuli which may potentially trigger a bronchospasm during immersion. Table I lists types of sports that can be recommended or not. Another disorder associated with movement is so-called exercise-induced anaphylaxis, first described by Sheffer in Symptoms include pruritus with erythema and urticaria, associated with angioedema, gastrointestinal or laryngeal manifestations, and shock in some cases. The symptoms have their onset typically about 20 minutes after the beginning of physical activity and persist for 3 to 4 hours, up to 72 hours, followed by a marked sense of asthenia, headache and diffuse warmth which may continue up to 72 hours after the onset of the acute episode. Three forms of exercise-induced anaphylaxis are distinguished: food-independent; food-dependent; and food-dependent associated with the intake of a specific food. The last Table I. Types of sports indicated/not indicated for asthmatics. Tabella I. Indicazioni sportive per soggetti asmatici. Advised Not advised Strongly Disadvised Swimming Volleyball, basketball Race-walking Weightlifting Wrestling Fencing 100 and 200 meters sprint High and long jump Cross-country skiing Skate hockey Soccer (in suitable player position) Downhill skiing Ice hockey Field running Long and middle distance running Hurdle running Ice hockey Underwater sports Motorcycling Vol No. 1 MEDICINA DELLO SPORT 9

15 PATRIARCA Allergy and sports simo di 72 ore. A questa fase segue una sensazione di marcata astenia, cefalea e senso di calore diffuso, che può protrarsi da qualche ora fino a 72 ore dall episodio acuto. Si distinguono: una forma indipendente dall ingestione di cibo; una forma dipendente dall ingestione di cibo; una forma dipendente dall ingestione di uno specifico alimento. Le ultime due forme sono le più frequenti e si manifestano in stretto rapporto cronologico con il pasto, in alcuni casi legato all assunzione di un cibo specifico (con esame allergologico positivo), ma talora quando l attività fisica è preceduta dall ingestione di qualsivoglia alimento 11. In questi casi i sintomi compaiono circa 1-3 ore dopo l ingestione di cibo e dai 30 ai 45 minuti dall inizio dell esercizio fisico anche se alcuni autori hanno descritto reazioni anafilattiche a distanza di 5 ore dal pasto 12. Si suppone che il cibo, assorbito in maggiore quantità proprio grazie all esercizio fisico, induca in modo aspecifico la degranulazione mastocitaria, con conseguente aumento sierico dell istamina e della triptasi responsabili dell insorgenza dell anafilassi da sforzo. A conferma di ciò sono evidenziati: livelli sierici di istamina significativamente superiori in condizioni basali e dopo test da sforzo rispetto ai controlli sani 13 ; livelli di triptasi e di istamina incrementati durante l episodio acuto 14 ; segni di degranulazione mastocitaria rilevati nelle biopsie cutanee effettuate dopo l attività fisica 14. Altri fattori favorenti la sindrome sono i farmaci antiinfiammmatori non steroidei (FANS), i fattori climatici e le variazioni ormonali. Il trattamento dell attacco acuto non differisce da quello comunemente impiegato in corso di anafilassi e comprende l uso dell adrenalina e degli antiistaminici. Qualsiasi esercizio fisico può scatenare l anafilassi da sforzo, dal basket alla danza, al tennis, ma gli Autori americani hanno segnalato una maggiore prevalenza tra gli appassionati di jogging, forse perché questa è l attività fisica maggiormente praticata negli USA 10. È stata comunque anche segnalata la comparsa di tale quadro clinico durante altre pratiche sportive, come la corsa, il salto in alto, il calcio 15, il tennis e altre attività aerobiche 16. È molto importante che i soggetti pratichino l esercizio fisico graduando lentamente i carichi di lavoro, imparando inoltre a riconoscere le prime manifestazioni cliniche della malattia in modo da interrompere subito lo sforzo ad una loro comparsa. Dal momento che spesso la precedente ingestiotwo forms are more frequent and manifest in relation to the time at which a meal was taken or to the consumption of a specific foodstuff (positive at allergy testing) or sometimes when a certain food was taken before the start of physical activity. 11 In such cases, the symptoms have their onset about 1-3 hours after food intake and from 30 to 45 minutes after the start of physical activity; however, cases of an anaphylactic reaction 5 hours after food intake have also been reported. 12 It is thought that, because of physical exercise, increased absorption of food induces an aspecific degranulation of mast cells, leading to an increase in serum levels of histamine and triptase which ultimately trigger food-dependent exercise-induced anaphylaxis. This is corroborated by the demonstration of: significantly higher serum histamine levels at baseline and after stress testing than in healthy controls; 13 increased triptase and histamine levels during an acute episode; 14 features of mast cell degranulation in skin biopsies taken after physical activity. 14 Other factors that may trigger the syndrome are the use of non-steroid anti-inflammatory drugs (NSAIDs), weather conditions and hormonal variations. Therapy is like that normally instituted for treating anaphylaxis and involves the administration of adrenaline and antihistamines. Exercise-induced anaphylaxis can be caused by any type of physical activity, from basketball to dancing and tennis; however, North American studies have reported a higher prevalence among runners perhaps because jogging is so widely practiced in the United States. 10 Nonetheless, cases have also been reported to occur after running, high jump, soccer, 15 tennis, and other aerobic sports. 16 It is, therefore, important that physical exercise workload be increased gradually and that the athlete learn to recognize the early warning signs and interrupt activity immediately. Since food intake has been reported as a triggering factor also in delayed anaphylaxis, athletes should wait at least 4 hours, or up to 6 hours in some cases, before undertaking physical activity. 12 Prophylactic medication with antihistamines may not be sufficient to prevent an attack. Drugs which have been shown not to 10 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2012

16 Allergy and sports PATRIARCA be effective in preventing exercise-induced anaphylaxis include anticholinergics, beta-adrenergics, and phosphodiesterase inhibitors, whereas disodium cromoglycate (oral or inhaled) has been shown to be effective. 17 Drug therapy and doping When prescribing these drugs for competitive athletes, doping regulations and restrictions must be taken into consideration. β2-agonists and glucosteroids are both listed in the World Anti-doping Agency (WADA) list of prohibited substances and methods in sport (class S.3 and S.9, respectively), the first is prohibited In and Out of Competition and the second is prohibited In Competition. Since the WADA list is revised annually and goes into effect as of 1 January every year, it should be checked for possible changes. For example, the WADA 2012 list mentions: 18 S3. β 2 -agonists. All β 2 -agonists are prohibited except salbutamol (maximum, 1600 micrograms over 24 hours); formoterol (maximum, 36 micrograms over 24 hours), and inhaled salmeterol as indicated for therapeutic purposed by the manufacturers. The presence in the urine of salbutamol >1000 ng/ml or formoterol >30 ng/ml presumes a non-therapeutic use of the substance and must be considered an adverse analytical finding, unless the athlete can provide evidence of a controlled pharmacokinetic study that the anomalous finding results from the use of an inhaled therapeutic dose up to the value stated above; S9. Glucosteroids: all glucosteroids are prohibited when administered via the oral, endovenous, intramuscular or rectal route. Athletes with particular health conditions which require the use of prohibited substances and/or substances prohibited via a certain route of administration will need to submit a Therapeutic Use - Exemption (TUE) request to the competent agency: national level athletes registered with CO- NI-NADO in the registered testing pool (RTP) and professional athletes under the provisions of Law 91/1981 must send the request to the Therapeutic Use Exemption Committee of the National Italian Olympic Committee (CONI); international level athletes registered with ne di cibo risulta il fattore scatenante e che sono state descritte anche reazioni anafilattiche tardive, è necessario che il soggetto pratichi l attività sportiva a distanza di almeno 4 o in alcuni casi 6 ore dal pasto 12. L assunzione profilattica di antistaminici prima dell esercizio fisico potrebbe non essere sufficiente a prevenire la comparsa dell anafilassi da esercizio fisico. Farmaci che invece non mostrano efficacia nella prevenzione di tale patologia sono gli anticolinergici, i beta-adrenergici e gli inibitori delle fosfodiesterasi, mentre il disodiocromoglicato somministrato per via orale o inalatoria si è dimostrato utile in tal senso 17. Terapia farmacologica e doping In ambito agonistico la prescrizione agli atleti dei farmaci summenzionati deve necessariamente tenere presente il fenomeno doping. Beta-2-agonisti e glucocorticosteroidi sono compresi, infatti, nella lista delle sostanze e metodi proibiti WADA (Lista), rispettivamente come classi S.3 e S.9, la prima proibita In e Fuori Competizione, la seconda proibita soltanto In Competizione. La Lista è soggetta a revisione annuale, entra in vigore il 1 gennaio e, pertanto, è opportuno riscontrare le eventuali modifiche appropriate. Con particolare riferimento alla Lista WADA , si evidenzia quanto segue: S3. Beta-2-agonisti: sono proibiti tutti i beta- 2-agonisti ad eccezione del salbutamolo (al massimo 1600 µg nell arco delle 24 ore), formoterolo (al massimo 36 µg nell arco delle 24 ore) e salmeterolo se assunto per via inalatoria nel rispetto del regime terapeutico indicato dalle case produttrici. La presenza nelle urine di salbutamolo in quantità superiore a 1000 ng/ml o di formoterolo in quantità superiore a 30 ng/ml fa presumere un uso non terapeutico della sostanza e dovrà essere considerata esito avverso, tranne nel caso in cui l atleta provi, attraverso uno studio farmacocinetico controllato, che il risultato anomalo sia la conseguenza dell uso di una dose terapeutica assunta per via inalatoria fino al valore massimo sopra indicato; S9. Glucocorticosteroidi: sono proibiti tutti i glucocorticosteroidi quando somministrati per via orale, endovenosa, intramuscolare e rettale. Gli atleti che, tuttavia, si trovino in particolari condizioni di salute che richiedano il ricorso a sostanze proibite e/o proibite per via di somministrazione devono presentare una domanda di esenzione a fini terapeutici (TUE) all organismo competente: gli atleti di livello nazionale inseriti dal CO- NI-NADO nel proprio RTP (Registered Testing Pool, Gruppo Registrato per i Controlli) e gli atleti pro- Vol No. 1 MEDICINA DELLO SPORT 11

17 PATRIARCA Allergy and sports the international federation in their RTP or any other athlete registered for an international even must send the request to the Exemption Committee of the international federation. Athletes outside these categories must, under the provisions of antidoping sports regulations, present in lieu of the TUE a Therapeutic Intervention Notification (TIN) to the CONI antidoping office; the request will then be submitted for medico-pharmacological evaluation by the Therapeutic Use Exemption Committee. In accordance with these regulations, therapy should be initiated and the athlete provided with medical records documenting the diagnosis, plus a copy of the clinical tests performed. In case of antidoping control, athletes receiving medications containing substances not subject to these procedures must state at blood withdrawal that they are under therapy. fessionisti di cui alla Legge 91/1981 al Comitato Esenzioni a Fini Terapeutici (CEFT) del CONI; gli atleti di livello internazionale inseriti dalla Federazione Internazionale nel proprio RTP, o qualunque altro atleta iscritto ad un evento internazionale, al Comitato Esenzione della Federazione Internazionale. Gli atleti non compresi nelle categorie in elenco possono presentare, in luogo della TUE, nel rispetto delle Norme Sportive Antidoping, una Notifica di Intervento Terapeutico (NIT) all Ufficio di Procura Antidoping del CONI, che sarà sottoposta a valutazione medico-farmacologica del CEFT. È necessario in tal senso impostare una terapia e fornire all atleta tutta la documentazione medica comprovante la diagnosi, comprensiva di copia degli accertamenti clinici eseguiti. Gli atleti che assumono farmaci contenenti sostanze non soggette all attivazione di alcuna delle predette procedure, sono tenuti a dichiarare l assunzione sul verbale di prelievo, in occasione di un eventuale controllo antidoping. References/Bibliografia 1) Guthold R, Louazani SA, Riley LM, Cowan MJ, Bovet P, Damasceno A et al. Physical activity in 22 African countries: results from the World Health Organization STEPwise approach to chronic disease risk factor surveillance. Am J Prev Med 2011;41: ) Cavill N, Kahlmeier S, Racioppi F. Physical activity and health in Europe: evidence for action. Copenhagen: WHO Regional Office for Europe; ) Thomas S, Wolfarth B, Wittmer C, Nowak D, Radon K; GA2LEN-Olympic study-team. Self-reported asthma and allergies in top athletes compared to the general population - results of the German part of the GA2LEN-Olympic study Allergy Asthma Clin Immunol 2010;6:31. 4) Floyer JA. Treatise of asthma. London: R. Wilkens and W. Innis; ) Global INitiative for Asthma: National Institutes of Health. Publication n B, ) Krafczyk MA, Asplund CA. Exerciseinduced bronchoconstriction: diagnosis and management. Am Fam Physician 2011;84: ) Weiler JM, Anderson SD, Randolph C, Bonini S, Craig TJ, Pearlman DS et al.; American Academy of Allergy, Asthma and Immunology; American College of Allergy, Asthma and Immunology; Joint Council of Allergy, Asthma and Immunology. Pathogenesis, prevalence, diagnosis, and management of exercise-induced bronchoconstriction: a practice parameter. Ann Allergy Asthma Immunol 2010;105:S ) Barni Comparini I. Aspetti tossicologico-forensi del doping nello sport. Medicina Legale Quaderni Camerti 1987;1: ) Barni Comparini I, Dell Osso G, Marena G et al. Il fenomeno doping nella sua dimensione tossicologico-forense. Medicina Legale Quaderni Camerti 1987;1: ) Sheffer Al, Austen KF. Exercise-induced anaphylaxis. J All Clin Immunol 1980;66: ) Kidd JM, Cohen SH, Fink JN. Fooddependent exercise-induced anaphylaxis. J All Clin Immunol 1983;71: ) Oyefara BZ, Bahana SL. Delayed food dependent anaphylaxis Allergy Asthma Proc 2007;28: ) Sheffer AL, Tong AKF, Murphy GF. Exercise-induced anaphylaxis: a serious form of physical allergy associated with mast cell degranulation. J Allergy Clin Immunol 1985;75: ) Schwartz HJ. Elevated serum triptasi in exercise induced anaphylaxis. J Allergy Clin Immunol 1995;95: ) SharaY, Tkahashi Y, Kotoyori T. Frequency of food dependent, exerciseinduced anaphylaxis in Japanese juniorhigh school students. J All Clin Immunol 2001;108: ) Shadick NA, Liang MH, Partridge AJ. The natural history of exercise induced anaphylaxis: survey results from a 10 year follow up study. J All Clin Immunol 1999;104: ) Castels MC, Horan RF, Sheffer AL. Exercise induced anaphylaxis. Current allergy and asthma reports 2003;3: ) Mazzoni I, Barroso O, Rabin O. The list of prohibited substances and methods in sport: structure and review process by the world anti-doping agency. J Anal Toxicol 2011;35: Received on February 17, Accepted for publication on February 29, Corresponding author: G. Patriarca, Policlinico A. Gemelli, Allergology, largo Agostino Gemelli 8, Rome, Italy MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2012

18 Physiological area Area fisiologica MED SPORT 2012;65:13-27 Mechanical shock at Achilles tendon level on artificial and natural grass Shock meccanico del tendine di Achille su erba sintetica e naturale G. N. BISCIOTTI 1, 2, C. EIRALE 1, A. MANNO 3 1Qatar Orthopedic and Sport Medicine Hospital, FIFA Center, Doha, Qatar 2Kinemove Rehabilitation Centers, Pontremoli, Parma, La Spezia, Italy 3SUISM, Turin, Italy SUMMARY Aim. The aim of the present study was to quantify the vibratory response and the mechanical shock in the Achilles tendon on two different types of surfaces as III generation artificial pitches and natural grass during three different test conditions: alternate jump, sprint and skipping. Methods. The study enrolled 12 male professional Italian first division football players. Ground contact and flight times during three different exercises (alternate jumping, sprint and skipping) were recorded using three-dimensional miniature accelerometers secured at the L3 lumbar level were calculated). With these data were then calculated the stiffness and the vibration frequency of Achilles tendon unit. Results. The vibration frequency recorded at the Achilles tendon unit was between a range between 18 and 39 Hz. There was no statistical difference between the shock vibration recorded on III generation artificial pitches and on natural grass. Conclusion. There were no difference s concerning the vibratory response at Achilles tendon unit level between III generation artificial pitches and natural grass. The vibratory shock recorded on these two different surfaces during alternate jumps, sprint and skipping may be detrimental for the Achilles tendon unit. Key words: Achilles tendon - Mechanical shock - Floors and floorcoverings. RIASSUNTO Obiettivo. Lo scopo di questo studio era di quantificare la risposta vibratoria e dello shock meccanico del tendine di Achille su due tipi di superficie diverse come il campo in erba sintetica di terza generazione e il prato naturale, durante tre differenti condizioni di test: salto alternato, sprint e skip (corsa a ginocchia alte). Metodi. Per questo studio sono stati arruolati 12 calciatori professionisti italiani di alto livello di sesso maschile. Sono stati registrati i tempi di contatto sul terreno e di volo nel corso di tre esercizi differenti (salto alternato, sprint, skip) mediante l utilizzo di accelerometri tridimensionali miniaturizzati fissati a livello della L3. Con questi dati sono state successivamente calcolate la rigidità a la frequenza di vibrazione del tendine di Achille. Risultati. La frequenza di vibrazione del tendine di Achille registrava un intervallo tra 18 e 39 Hz. Non sono state rilevate differenze statistiche dello shock vibratorio registrato sul campo sintetico in erba di III generazione e sull erba naturale. Conclusioni. Non sono state rilevate differenze nella risposta vibratoria del tendine di Achille sul campo sintetico in erba di III generazione e sull erba naturale. Lo shock vibratorio registrato su queste due diverse superfici durante i salti alternati, lo sprint e lo skip può essere dannoso per il tendine di Achille. Parole chiave: Tendine di Achille - Shock meccanico - Suoli e pavimentazioni. Vol No. 1 MEDICINA DELLO SPORT 13

19 BISCIOTTI Mechanical shock at Achilles tendon level on artificial and natural grass In the last decade, artificial turf football pitches have been increasingly proposed as a solution for those worldwide regions with poor natural grass growth due to adverse climate conditions. 1 Despite possible advantages, the acceptance of artificial surfaces for match play by elite professional teams has been limited. This may be because of negative opinions related to older generations of artificial turf and the continuing perception that more injuries occur on artificial turf than on grass. Although there is as yet no evidence to support this belief. Therefore, before new generation artificial turf surfaces will achieve wider acceptance, prospective studies to compare the incidence, severity, nature and cause of injuries sustained on the multitude of artificial surfaces in football are required. Existing data about the incidence and nature of match injuries sustained on both kind of surfaces in football are limited and available information is restricted mainly to elite male players. 2-4 Conflicting evidence on the incidence of injury on different surface exists with limitations in methodology and statistical power. 5-8 In recent years, newer surfaces have been developed and, currently, third generation artificial turf, made of long and spread fibers of propylene, is used. Ekstrand et al. examined the injury risk associated with playing elite football on artificial turf of third generation compared with natural grass and found a similar injury incidence in both artificial turf or natural grass in elite football. 2 These results were confirmed by Fuller et al. showing no significant differences between the incidence, severity, nature or cause of training injuries sustained on new generation artificial turf and on grass by either men or women during both matches and trainings. 3, 4 In humans, the damping factor at the ankle joint is very small, 8, 9 such vibrations are absorbed almost totally by the Achilless tendon. 10 Studies have suggested that excessive vibratory shock in the lower limbs, greater than 20 Hz, could be detrimental on both a human tendon model 9-11 and in an animal model No study, however, has shown a difference in rates of Achilles tendinopathy when playing on natural or on artificial surfaces; however it is recognized that overuse is one etiological factor for tendon degeneration. 16, 17 In according with Hooke s law, the elastic component of a structure is characterized by Nell ultima decade i campi da calcio in erba sintetica sono stati proposti in modo crescente come soluzione per quelle regioni del mondo con scarsa crescita di erba naturale per condizioni climatiche avverse 1. Nonostante i possibili vantaggi i terreni sintetici hanno riscosso uno scarso consenso per le partite delle squadre professionistiche superiori. Questo a causa delle opinioni negative in merito al campo sintetico di vecchia generazione e alla radicata idea di maggiori infortuni sull erba sintetica rispetto a quella naturale, sebbene fino a oggi non esistano prove a sostegno di questa tesi. Quindi, prima che i terreni di erba sintetica di nuova generazione ottengano un maggiore consenso, sono necessari studi prospettici eseguiti su una grande quantità di campi da gioco sintetici per comparare incidenza, gravità, natura e causa degli infortuni. I dati esistenti sull incidenza e la natura degli infortuni durante le partite di calcio su entrambi i tipi di terreno sono di scarsa entità e le informazioni disponibili sono limitate principalmente ai giocatori di sesso maschile di alto livello 2-4. La prova del conflitto sull incidenza degli infortuni sulle diverse superfici esiste con limitazioni della metodologia e del potere statistico 5-8. Negli anni recenti sono stati sviluppati terreni più nuovi e attualmente viene utilizzata l erba sintetica di terza generazione costituita da fibre di propilene lunghe e distanziate. Ekstrand et al. hanno esaminato il rischio di infortunio associato al gioco del calcio di alto livello su erba sintetica di terza generazione comparata con l erba naturale e hanno rilevato che l incidenza di infortunio era simile su entrambi i terreni per quanto concerne le serie superiori 2. Questi risultati sono stati confermati da Fuller et al. mostrando l assenza di differenze significative tra incidenza, gravità, natura o causa degli infortuni in allenamento su erba sintetica o naturale, sia negli uomini che nelle donne, durante partite e allenamenti 3, 4. Nel genere umano il fattore ammortizzante a livello dell articolazione della caviglia è molto basso 8, 9 e tali vibrazioni sono quasi totalmente assorbite dal tendine di Achille 10. Gli studi hanno suggerito che l eccessivo shock vibratorio degli arti inferiori, superiore a 20 Hz, potrebbe essere dannoso sia su un modello di tendine umano 9-11 che su un animale Tuttavia, nessuno studio ha mostrato una differenza di frequenza della tendinopatia legata a terreni naturali o sintetici; è comunque riconosciuto che l iperutilizzo è uno dei fattori eziologici della degenerazione del tendine 16, 17. In accordo con la legge di Hooke, la componente elastica di una struttura è caratterizzata 14 MEDICINA DELLO SPORT Marzo 2012

20 Mechanical shock at Achilles tendon level on artificial and natural grass BISCIOTTI the relationship between its deformation and the force applied on the structure itself. Considering an ideal linear spring, a deformation DL is a linear function of the force DF: DF = k DL where k is the stiffness constant of the spring. The stiffness (k) of an elastic system is the result of force variation on a length variation (DF/DL). The opposite of this constant (DL/DF) represents the system extensibility. Elastic characteristics of the muscle are the result of a global elasticity, determined by the interaction of a parallel and a serial component. The parallel elastic component (PEC) is due to the intrinsic elastic properties of muscular myosin while the serial elastic component (SEC) concerns all muscle tendon unit intrinsic elastic properties. 18 The rigidity of muscle-tendon unit determines, together with the mass, the frequency of resonance of the entire system. Every structure vibrates at a natural oscillation frequency in its equilibrium position. The myotendon unit has a frequency of oscillation, (f) that is a dependant on the stiffness (n) and the mass M and can be calculated to the following formula: dalla relazione tra la sua deformazione e la forza applicata sulla struttura stessa. Prendendo in considerazione un ideale salto lineare, una deformazione DL è una funzione lineare della forza DF: DF = k DL in cui k è la costante di rigidità del salto. La rigidità (k) di un sistema elastico è il risultato della variazione di forza su una variazione di lunghezza (DF/DL). L opposto di questa costante (DL/DF) rappresenta l estensibilità del sistema. Le caratteristiche elastiche del muscolo sono il risultato di una elasticità globale, determinata dall interazione tra una componente in parallelo e una in serie. La componente elastica in parallelo (PEC) è dovuta alle proprietà elastiche intrinseche della miosina muscolare, mentre la componente elastica di serie (SEC) riguarda le proprietà elastiche intrinseche di tutti i tendini dei muscoli 18. La rigidità dell unità muscolo-tendinea determina, insieme alla massa, la frequenza di risonanza dell intero sistema. Ogni struttura nella sua posizione di equilibrio vibra a una frequenza di oscillazione naturale. L unità miotendinea ha una frequenza di oscillazione (f) che è dipendente dalla rigidità (n) e la massa M può essere calcolata mediante la seguente formula: Therefore, by knowing the stiffness value and mass of a particular myotendon unit, is possible to obtain the value of the natural frequency of oscillation of the muscle-tendon unit itself. With reference to the tendon unit and its natural frequency of oscillation, as an indirect measure of the SEC of the system itself. 18 Several studies report, during submaximal running and under the individual anaerobic threshold, muscle unit vibratory shock values included between 10 and 20 Hz. 19 However, the frequency of vibratory shock can be influenced by multiple factors, such us speed, surface impact and footwear properties, and it is possible that, in other conditions, vibratory shock values could be much higher. As vibratory shock is a potential etiological factor in Achilles tendinopathy, the aim of this study was to determine the vibratory shock during standardized exercises, such as running and jumping, on both third generation artificial turf and natural grass and to determine whether there is any difference between these surfaces as applied to the Achilles tendon. Quindi conoscendo il valore della rigidità e della massa di una particolare unità miotendinea è possibile ottenere il valore della frequenza di oscillazione naturale della stessa unità muscolo-tendinea. Il riferimento è fatto all unità tendinea e alla sua frequenza di oscillazione naturale, come misura indiretta del SEC dello stesso sistema 18. Alcuni studi riferiscono valori di shock vibratorio dell unità muscolare compresi tra 10 e 20 Hz durante la corsa submassimale e sotto la soglia anaerobica individuale 19. Tuttavia la frequenza dello shock vibratorio può essere influenzata da molteplici fattori, come la velocità, l impatto con il terreno e le proprietà delle calzature ed è possibile che, in altre condizioni, i valori dello shock vibratorio possano essere molto superiori. Uno shock vibratorio rappresenta un potenziale fattore eziologico della tendinopatia achillea; l obiettivo di questo studio è stato quello di determinare lo shock vibratorio durante gli esercizi standardizzati, come la corsa e il salto, sia sull erba sintetica di terza generazione che sul prato naturale e di determinare se esistano differenze tra queste superfici a livello del tendine di Achille. Vol No. 1 MEDICINA DELLO SPORT 15

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