AUMENTO DELLA FORZA ESPRIMIBILE

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1 AUMENTO DELLA FORZA ESPRIMIBILE Dario Riva M.D. Professore a contratto di Medicina dello Sport Direttore Centro Ricerche sul Movimento Umano SUISM - Università di Torino Indirizzo: Dr. Dario Riva Centro Ricerche sul Movimento Umano SUISM Università di Torino Piazza Bernini, Torino (Italy) dario.riva@suism-torino.it dario.riva@unito.it RIASSUNTO: La ricerca propone lo studio dell incremento della capacità di salto in seguito ad un protocollo di lavoro visuopropriocettivo ad alta frequenza eseguito al Delos Postural Proprioceptive System. La sperimentazione parte dal presupposto che la forza esprimibile, rispetto al potenziale a disposizione, dipenda dalla stabilità delle catene cinetiche coinvolte e nei movimenti antigravitari come il salto, dalla stabilità posturale e quindi prevalentemente dall azione dei muscoli stabilizzatori e direzionali dell arto inferiore. Le valutazioni iniziali e finali delle capacità di salto, sia nel gruppo di lavoro sia nel gruppo di controllo, sono state effettuate con tests eseguiti all Optojump. Parole chiave: Forza, propriocezione, prestazione, sport, capacità di salto. INTRODUZIONE Per un atleta è sicuramente importante possedere una grande potenza: ma ancor più importante è la percentuale di questo potenziale che egli è in grado di esprimere nelle varie situazioni di gara. Troppo spesso si dimentica che la qualità del movimento di tutto il corpo (anche in fase aerea), l economia e la sicurezza dei gesti motori nelle azioni sportive dei grandi atleti o nella vita quotidiana di ogni persona nascono dal controllo dell appoggio dell arto inferiore che dipende dall efficienza e dall integrazione dei segnali provenienti dai sistemi informativi afferenti (propriocettivo, visivo e vestibolare). La forza esprimibile, rispetto al potenziale a disposizione, dipende dalla stabilità delle catene cinetiche coinvolte e nei movimenti antigravitari come il salto, dalla stabilità posturale e quindi prevalentemente dall azione dei muscoli stabilizzatori e direzionali dell arto inferiore. Queste considerazioni sono valide sia nella semplice propulsione del passo, sia nell esecuzione di gesti tecnico-atletici di alto livello come i salti, la corsa, l entrata in acqua attraverso il tuffo, la virata. Un raffinato controllo posturale dinamico è il prerequisito fondamentale per un efficace esecuzione di tutti i movimenti in condizioni antigravitarie (e per gestire le situazioni di disequilibrio), siano essi i semplici gesti della vita quotidiana o le performance sportive di alto contenuto agonistico. Fino ad ora l evoluzione dell allenamento si è principalmente basata sull aumento delle ore e dei carichi di allenamento, spesso con un conseguente aumento del rischio di lesioni e di patologie da sovraccarico funzionale. E possibile invece invertire questa tendenza con un aumento delle prestazioni associato ad una riduzione e contemporanea ottimizzazione dei carichi di lavoro. Scopo di questo lavoro è, infatti, dimostrare come un allenamento visuo-propriocettivo ad alta frequenza possa incrementare le prestazioni di salto attraverso: l utilizzo bilanciato dei differenti sistemi informativi e delle strategie di movimento; l ottimizzazione del controllo del movimento; l aumento della stabilità dei segmenti corporei e del sistema atleta; la minimizzazione dei movimenti superflui (economia del gesto).

2 L attivazione dei sistemi visuo-propriocettivi di controllo del movimento risulta fondamentale per utilizzare al meglio la potenza disponibile e per incrementare il trofismo dei muscoli stabilizzatori, cioè di quei muscoli che fanno assumere la giusta rotta al corpo in movimento. Non bisogna, infatti, dimenticare l effetto trofico dei flussi propriocettivi ad alta frequenza: un versamento di 60 cc del ginocchio che riduce drasticamente il flusso propriocettivo, ad esempio, comporta una riduzione del 40-50% della forza di contrazione del quadricipite evocata per via riflessa 5. A livello dei muscoli propulsori (o fasici) dell arto inferiore gli esercizi visuo-propriocettivi, in appoggio monopodalico e in carico totale, risultano fondamentali per il successo delle classiche metodiche di sviluppo della forza 4. Considerando le premesse che evidenziano l importanza di sviluppare un controllo posturale dinamico raffinato per favorire la completa espressione del potenziale motorio del soggetto e migliorare le prestazioni, è stata utilizzata come ipotesi di valutazione la verifica dell aumento di prestazione nel salto sia in appoggio bipodalico che in quello monopodalico. MATERIALI E METODI Soggetti Sono stati presi in considerazione studenti iscritti alla Scuola Universitaria Interfacoltà in Scienze Motorie dell Università di Torino suddivisi in maniera randomizzata in due gruppi: un gruppo di lavoro (GL) costituito da 21 soggetti la cui età, peso ed altezza erano rispettivamente di: 26 ± 4 anni (media ± dev. st), 60 ± 6 kg, 168 ± 9 cm e da un gruppo di controllo (GC) costituito da 18 soggetti di età, peso ed altezza rispettivamente di 25 ± 6 anni, 62 ± 5 kg, 171 ± 5 cm. Tutti i soggetti hanno mantenuto nel periodo del test la loro normale attività scolastica e di allenamento e nessuno di loro presentava patologie di tipo muscolare o neuromuscolare. Inoltre tutti gli studenti che hanno preso parte al protocollo di test erano stati preventivamente informati sullo scopo della ricerca e sui possibili rischi ad essa connessi. Figura 1a. Esercizio con Delos Postural Proprioceptive System (DPPS). Figura 1b. Delos Vertical Controller (DVC) applicato a livello sternale. Figura 3. Esempio di tracking visivo in tempo reale. Figura 2. Tavola DEB con orientamento a 45.

3 Test di salto Ogni soggetto, dopo un adeguata fase di riscaldamento, eseguiva su un sistema di rilevamento ottico Optojump la seguente batteria di test: tre Counter Movement Jump bipodalici a braccia libere (CMJB) tre Counter Movement Jump monopodalici a braccia libere (CMJB) eseguiti in modo alternato La procedura dei vari test si atteneva alla procedura standard relativa al test di Bosco 2. Per ogni test veniva registrata l altezza media (h), il tempo di contatto (TC) e il tempo di volo (TV) relativo ad ogni salto. Attivazione visuo-propriocettiva ad alta frequenza Il gruppo di lavoro è stato sottoposto a tre sedute di riattivazione visuo-propriocettiva HF della durata complessiva di 68 minuti (comprensivi dei periodi di recupero), corrispondenti ad un tempo di lavoro totale per ciascun arto di 14 minuti. Per l allenamento è stato impiegato il Delos Postural Proprioceptive System (figure 1a, 1b, 2, 3) uno strumento in grado di analizzare le differenti strategie posturali, composto da una tavola basculante-traslante (DEB) con tracking visivo in tempo reale, da una struttura per l appoggio delle mani dotata di sensore infrarosso (DAD) e da un dispositivo elettronico per la lettura del controllo posturale (DVC), tutti connessi ad un computer. Il tracking (=aggancio) visivo generato dai movimenti basculanti della tavola elettronica aggancia il soggetto e aumenta la frequenza di rotolamento del punto di appoggio inducendo flussi propriocettivi ad alta frequenza. Protocollo La sperimentazione è durata una settimana: all inizio sia il Gruppo Controllo che il Gruppo Lavoro hanno eseguito una batteria di test all Optojump, comprendenti tre CMJB in appoggio bipodalico ad arti superiori liberi e sei CMJB in appoggio monopodalico ad arti superiori liberi alternando l arto di stacco. Durante la settimana il Gruppo Lavoro è stato sottoposto a tre sedute di allenamento v-propriocettivo HF (rispettivamente della durata di 18, 22 e 28 minuti) al Delos Postural Proprioceptive System. Il Gruppo Controllo non ha eseguito nessun tipo di lavoro. Al termine della settimana sono stati riproposti i test all Optojump rispettando i tempi e le modalità di esecuzione osservati durante il protocollo di valutazione iniziale. Statistica Per ogni variabile e condizione considerata sono stati calcolati gli indici statistici ordinari come media, deviazione standard e percentili. Le analisi dei campioni utilizzano test di descrizione della distribuzione (Test di Normalità di Shapiro-Wilk), e test parametrici e non parametrici per il calcolo della significatività statistica (Test T e Test di Wilcoxon per campioni dipendenti, Test T e Test di Mann-Whitney per campioni indipendenti). La significatività statistica è stata fissata a p < 0.05.

4 RISULTATI Nel test CMJB bipodalico il evidenzia differenze statisticamente significative (p < 0,001) dal confronto tra Test1 Iniziale (36,19 ± 8,88) e Test2 Finale (37,98 ± 8,19). Nel invece i risultati dei Test1 Iniziale (44,22 ± 5,78) e Test2 Finale (42,95 ± 5,52) risultano sovrapponibili () (Tabella 1 e figura 4). Anche per quanto riguarda il test CMJB monopodalico si registrano nel differenze statisticamente significative (p < 0,005) dal confronto tra Test1 Iniziale (18,79 ± 5,45) e Test2 Finale (19,83 ± 5,09). Nessuna differenza () si evidenzia invece nel : Test1 Iniziale (23,37 ± 4,30) - Test2 Finale (23,59 ± 4,52) (Tabella 1 e figura 5). CMJB bipodalico CMJB monopodalico Media Dev.st 25 percentile 50 percentile 75 percentile Differenze Test1 Initiale Test2 Finale Test1 Initiale Test2 Finale Test1 Initiale Test2 Finale Test1 Initiale Test2 Finale 36,19 37,98 44,22 42,95 18,79 19,83 23,37 23,59 8,88 8,19 5,78 5,52 5,45 5,09 4,30 4,52 31,55 35,40 42,48 41,64 16,35 17,10 20,90 20,99 35,20 38,09 45,45 42,40 18,30 19,40 22,60 22,50 39,00 39,38 47,63 45,45 21,20 21,87 24,70 25,43 p < 0,001 p < 0,005 Tabella 1. Risultati statistici CMJB bipodalico ,2 42,9 test1 test ,2 p < 0,001 38,0 35 cm Figura 4. Test CMJB bipodalico I risultati evidenziano differenze statisticamente significative nel (p < 0,001). Nessuna differenza invece per quanto riguarda il gruppo di Controllo.

5 CMJB monopodalico ,4 23,6 test1 test2 22 p < 0, ,8 18,8 cm Figura 5. Test CMJB monopodalico I risultati evidenziano differenze statisticamente significative nel (p < 0,005). Nessuna differenza invece per quanto riguarda il gruppo di Controllo.

6 CONCLUSIONI Il sistema propriocettivo, oltre a costituire insieme al sistema visivo il meccanismo informativo di precisione, è coinvolto anche nella risposta effettrice, in quanto dai fusi neuromuscolari dipende la possibilità di modulare finemente la risposta muscolare. Partendo da questo presupposto, si è voluto quantificare il margine di miglioramento ottenibile nelle prestazioni di forza mediante esercitazioni visuo-propriocettive ad alta frequenza con tracking visivo in tempo reale. Il confronto dei risultati ottenuti nei due diversi Gruppi di ricerca ha messo in evidenza i miglioramenti prestativi ottenuti dal Gruppo sottoposto a training visuo-propriocettivo sia per quanto riguarda il salto bipodalico sia per quello in appoggio monopodalico con percentuali di miglioramento superiori proprio in quest ultima condizione. A tal proposito va ricordato che l allenamento visuo-propriocettivo HF è stato effettuato, nel corso di tutte le sedute previste, esclusivamente in situazioni monopodaliche (osservando sempre l alternanza degli arti per consentire un recupero ottimale tra le prove) ricercando una gestione raffinata dei micromovimenti delle articolazioni più vicine al punto di appoggio ma soprattutto un ottimale controllo posturale. Infatti la qualità e l efficacia dei movimenti dipendono in larga misura dalla raffinatezza di gestione dell appoggio (requisito fondamentale per un miglior risultato nello stacco) e dalla capacità di minimizzare i movimenti accessori delle parti superiori del corpo che quasi sempre nascono come compenso ad una instabilità funzionale dei segmenti sottostanti. Non a caso gli studi fino ad ora effettuati evidenziano raffinate strategie di controllo posturale di tipo propriocettivo-visivo come caratteristica costante che accomuna tutti i grandi campioni dello sport che si distinguono per l economicità, la fluidità e la facilità con cui sono in grado di eseguire anche i gesti tecnici più difficili. Un adeguata stimolazione visuo-propriocettiva, che consenta un aumento della frequenza di scarica dei fusi neuromuscolari, ottimizza la coordinazione intramuscolare e la sincronizzazione delle unità motorie (sommazione spaziale e temporale). Questo determina un aumento del trofismo e conseguentemente della forza dei muscoli stabilizzatori dell arto inferiori, cioè di quei muscoli che fanno assumere la giusta rotta al corpo in movimento. Se i sistemi di controllo non vengono continuamente riprogrammati, in particolare dopo un trauma, si verifica un vero e proprio blocco del trofismo muscolare. Bisogna ricordare infatti che l inibizione del sistema propriocettivo inibisce la contrazione muscolare. In altre parole un allenamento per lo sviluppo della forza dei muscoli stabilizzatori perde gran parte della sua efficacia se non è stato adeguatamente attivato il sistema visuo-propriocettivo. Al tempo stesso, portare al massimo l efficienza dei sistemi di controllo sottocorticale risulta fondamentale per il successo delle classiche metodiche di sviluppo della forza dei muscoli propulsori dell arto inferiore. Un aumentata stabilità del sistema articolare e posturale consente di esprimere al meglio la forza disponibile e di creare un effetto transfert di riadeguamento immediato del nuovo livello di forza assoluto raggiunto. Spesso infatti il potenziamento dei muscoli fasici è sovradimensionato rispetto al livello dei muscoli stabilizzatori/direzionali e quindi l incremento della forza e della potenza non si accompagna alla possibilità di controllare ed esprimere il nuovo potenziale. Questa situazione espone inoltre l atleta ad un aumentato rischio di infortunio. Oltre a dimostrare le potenzialità di un allenamento visuo-propriocettivo di questo tipo, lo studio ha messo in evidenza la rapidità con cui è possibile ottenere risultati significativi: 14 minuti totali di lavoro per arto distribuiti in tre sedute sono state sufficienti per aumentare la prestazione nei test di elevazione. Da sottolineare inoltre che gli allenamenti previsti si sono svolti in completa sicurezza in quanto sia il carico che lo stress strutturale-meccanico a carico delle strutture più coinvolte risulta minimo rispetto alle quantità di sollecitazioni ricevute. Si può a questo punto supporre che l efficacia, unita alla rapidità dei risultati raggiunti grazie al protocollo di lavoro, sia imputabile alla ritaratura e affinamento delle capacità di controllo coordinativo. In considerazione dei risultati ottenuti, un ulteriore ampliamento di indagine potrebbe consentire un approfondimento delle conoscenze. Sarebbe quindi interessante: somministrare al lo stesso training propriocettivo valutando gli eventuali miglioramenti raggiunti al test di salto; verificare la validità di un simile protocollo su atleti di alto livello agonistico che si presuppone abbiano un maggior grado di ottimizzazione del rendimento. Un esito positivo andrebbe a rafforzare le ipotesi già confermate apportando un importante contributo all evoluzione delle metodiche di allenamento non solo per quelle discipline caratterizzate da una marcata componente esplosiva, dove alle classiche metodiche di sviluppo della forza andrebbero ad affiancarsi sedute complementari di riattivazione visuo-propriocettiva ad alta frequenza, ma anche negli sport di durata dove l economicità dei gesti rappresenta un fattore determinante sia per l aspetto energetico sia per la riduzione dello stress meccanico. In conclusione, i dati del presente studio sottolineano l importanza del controllo posturale in appoggio monopodalico, del trofismo e della forza dei muscoli stabilizzatori nel consentire la miglior espressione del potenziale di forza disponibile e minimizzare al tempo stesso il costo energetico.

7 BIBLIOGRAFIA 1. Bernier JN, Perrin DH. Effect of coordination training on proprioception. J Orthop Sports Phys Ther, 27(4): , Bosco C. La valutazione della forza con il test di Bosco. Roma: Edizioni Società Stampa Sportiva, Goodwin GM, McGloskey DI, Matthews PB. The persistence of appreciable kinesthesia after paralyzing joint afferents but preserving muscle afferents. Brain Res 37: , Heitkamp HC et al. Gain in strength and muscular balance after balance training. PubMed, Kennedy JC, Alexander IJ, Hayes KC. Nerve supply of the human knee and its functional importance. Am J Sports Med; 10: , Korandsen L, Ravan JB. Ankle instability caused by prolonged peroneal reaction time. Acta Orthop Scand 61: , Korandsen L, Voigt M et al. Ankle inversion injuries. The role of the dynamic defence mechanism. Am J Sports Med, 25 (1): Riva D, Kratter G, Astrua M, Soardo GP, Fontani G. Quantitative assessment of disequilibrium management in skiers, related to the qualification level of the athletes. Proceedings of the IV IOC World Congress on Sport Sciences. Montecarlo Riva D, Soardo GP, Kratter G. Propriocezione e gestione del disequilibrio. Atti del congresso: 17-32, Edisu, Torino, Riva D, Soardo GP. Per ritrovare l equilibrio. Sport & Medicina 5, 55-58, Riva D. Archeopropriocezione. Sport & Medicina 2, 49-55, Riva D, Botta M, Trevisson P, Minoletti R, Venturin N. Strategie posturali nel pattinaggio di figura. Sport e Medicina n 5 settembre-ottobre Riva D, Trevisson P, Minoletti R, Venturin N, Riccio MC. Il controllo posturale statico e dinamico in appoggio monopodalico. Il Fisioterapista n 2 marzo-aprile Riva D, Trevisson P, Minoletti R, Venturin N, Ottino O. Propriocezione: istruzioni per l uso. Il Fisioterapista n 6 novembre-dicembre Riva D, Botta M, Trevisson P, Trente P, Venturin N, Minoletti R. Dynamic postural strategies in Figure Skaters and Ice Dancers. Proceedings of the 49th Annual Meeting of the American College of Sports Medicine. Saint Louis (USA), Riva D, Trevisson P L augmentation de force exprimable pour l optimisation de la performance sportive. Kinesitherapie Scientifique, n 445, 27-32, Paris giugno Sherrington CS. On the proprioceptive system, especially in its reflex aspects. Brain 29: , Tropp H, Odenrick P. Postural control in single-limb stance. J Orthop Res 6: , 1988 ICONOGRAFIA 1. Fig. 1a Esercizio con Delos Postural Proprioceptive System (DPPS). 2. Fig. 1b Delos Vertical Controller (DVC) applicato a livello sternale. 3. Fig. 2 Tavola DEB con orientamento a Fig. 3 Esempio di tracking visivo in tempo reale. 5. Fig. 4 Test CMJB bipodalico 6. Fig. 5 Test CMJB monopodalico