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		Prof. Andrea Castellani Dottore in Scienze Motorie

		Rif.	AC01

EFFETTI DELL’ALLENAMENTO DEL RIFLESSO ANTIGRAVITARIO SUL GESTO MOTORIO

ANALISI COMPIUTA SUL TEST DEL SALTO IN ALTO SUL POSTO

1. INTRODUZIONE

Tutti gli esseri viventi possiedono meccanismi di difesa e di preservazione della vita stessa.

Fra gli esseri umani questi meccanismi sono prerogativa del sistema nervoso che permette la loro attivazione in tempi rapidi.

Si parla di riflessi automatici quando la risposta ad un “disturbo” avviene senza che vi sia inizialmente un coinvolgimento del Sistema Nervoso Centrale (SNC).

Un tipico esempio è quello in cui, toccando inavvertitamente con la mano una superficie molto calda, la si ritrae immediatamente ancor prima che il SNC abbia la consapevolezza di scottarsi.

La situazione descritta nell’esempio è abbastanza probabile che avvenga nella vita quotidiana, mentre l’attivazione di altri riflessi è più rara.

La “reazione antigravitaria”, che si può sperimentare sia in aereo quando si incontra un vuoto d’aria e sia camminando quando improvvisamente non si trova l’appoggio sul terreno, riveste una particolare importanza nell’ attività motoria.

Quando questa reazione si attiva, entrano automaticamente in funzione tutti i muscoli del corpo che fisiologicamente lavorano in regime di gravità.

Lo studio che ho proposto nasce proprio dallo sperimentare su uno strumento, il gBLANK che crea i presupposti per innescare questa “reazione antigravitaria”.

Dagli studi compiuti da Giovanni Betti e Roberto Piga (comunicazioni personali) si evince che nella creazione di un volo libero, è attivato un riflesso detto “antigravitario”, questo é documentato dalle sperimentazioni che questi studiosi hanno compiuto collegando un soggetto che stava effettuando la sperimentazione con il gBLANK con uno strumento di analisi del movimento Il DYNA BIOPSY CONTROL (in seguito illustrerò le caratteristiche di questi due strumenti).

In particolare Betti e Piga riportano così questa esperienza:

“Il primo test che volemmo effettuare sul gBlank fu quello del “Monitoring Jump”(salto in alto sul posto completamente monitorato con il Dyna Biopsy control).

Collegammo il filo del Dynabiopsy ad un soggetto in piedi sul gBlank tramite una cintura per lasciarlo libero nei movimenti ed iniziammo a monitorare tutto il processo.

Il “Monitoring Jump” risultò impraticabile in tali condizioni e per questo s’iniziò a mettere a punto un nuovo test, “Blank Drop”, consistente in un salto in avanti a partire dalla piattaforma del gBlank sempre collegato con il Dynabiopsy.

Fu sorprendente, invece, un fenomeno al quale sul primo non si era dato rilevanza.

Il segnale presentava una perturbazione dopo solo circa 30-35 ms dallo sgancio della piattaforma come se ci fosse un’improbabile “reazione motoria” da parte del soggetto oppure un più probabile “rumore meccanico” dovuto allo strumento. Tuttavia il fenomeno era sistematico.

Si costruì con una pila di mattoni un “manichino inerte” e lo ponemmo sul gBlank collegato tramite la cintura al Dynabiopsy.

In queste condizioni il “rumore meccanico” non si manifestò mai nelle decine di prove ripetute.

Cominciammo a prendere in maggior considerazione l’ipotesi di una “reazione motoria”. Quest’ultima era troppo rapida perché potesse essere d’origine corticale. Era compatibile con i tempi di un riflesso monosinaptico, ma quale sollecitazione esterna l’aveva provocato?

Si fece una nuova ipotesi: la muscolatura del corpo, che lavora in regime gravitario, possiede una sorta di “accelerometro” che, trovandosi in condizioni di “volo libero” (come se fosse in assenza di gravità), rilascia la “contrazione tonico- posturale”.

Sul sensore appare, con un ritardo di ragionevole di circa 30-35 ms, una perturbazione che rappresenta realmente una “reazione motoria”.

A questo fenomeno si dette il nome di “Riflesso Antigravitario”.

2. PROGETTO DI SPERIMENTAZIONE

La sperimentazione é compiuta con uno strumento che evoca il riflesso antigravitario, questo viene attivato come difesa ad un disturbo che in questa occasione é rappresentato dalla caduta improvvisa di un piano su cui il soggetto é ritto in piedi.

Il soggetto deve reagire alla mancanza improvvisa dell’appoggio sui piedi che provoca un volo libero, in quel momento entrano in funzione tutti i muscoli che per ragioni fisiologiche sono connessi ai sensori che registrano l’accelerazione di gravità.

3.STRUMENTI UTILIZZATI

Come strumento di training utilizzerò il gBLANK, evocatore del riflesso antigravitario.

Come strumento di verifica utilizzerò il DYNABIOPSY control.

3.1.CARATTERISTICHE DEGLI STRUMENTI

3.1.1. Il gBLANK (Annesso n.1)

Il gBLANK é uno strumento,inventato da Betti e Piga, che evoca il riflesso antigravitario.

E ’formato da una pedana sorretta a vario dislivello da terra (da 4 a 1 cm.), tramite degli elettromagneti, a dei supporti fissi.

Quando è interrotto il collegamento la pedana cade a terra, creando nel soggetto posto sopra di essa in piedi una sensazione di caduta libera.

Nell’azione di reazione che il soggetto attiva, si contare tutta la catena della muscolatura estensoria.

In particolar modo negli arti inferiori, su cui poi indaghiamo con il test del Monitorino Jump con il DYNABIOPSY, si attivano il quadricipite, il tricipite surale e i flessori plantari.

Lo starter alla caduta é data da un pulsante esterno premuto secondo una scansione temporale scelta da un operatore e chiaramente all’insaputa di chi ésottoposto alla prova.

3.1.2. DYNA BIOPSY CONTROL (Annesso n.2).

Questo strumento, inventato da Betti e Piga, consiste in un analizzatore elettronico che permette di monitorare completamente un salto dalla fase di caricamento alla fase di ricaduta.

Compie un’analisi istante per istante delle fasi cinematiche e dinamiche del movimento rilevando i parametri spazio-temporali con una cadenza di 5 millisecondi

Permette di svolgere un’”analisi a monte” del fenomeno perché la mole dei dati è tale da consentire un’osservazione diretta dei vari aspetti,che determinano la funzione muscolare, tanto da individuare ed individualizzare le caratteristiche neuromuscolari e motorie dei soggetti testati.

É composto da una parte meccanica che trasferisce il segnale ad un software dove un programma particolare lo analizza.

La parte meccanica è formata da un sistema a rotore che controlla lo svolgimento di un filo inestensibile, da cui una testa di lettura trae il segnale.

Il filo tramite un magnete inserito in un supporto plastico è tenuto adeso dal soggetto stesso che compie il test a livello della linea che unisce le spine iliache postero-superiori, rendendo così la persona solidale con lo strumento.

Il segnale arriva al computer, dove è poi ripulito e fornisce le misure.

Tutte le operazioni preliminari del salto sono gestite automaticamente dal sistema, attraverso segnali luminosi e sonori.

Il test consiste in un salto in alto da fermo da posizione di semisquat.

Il protocollo prevede (Annesso n.3):

Il soggetto è posto in piedi con le gambe divaricate con passo uguale alla larghezza delle spalle,le mani sono poste ai fianchi e con i pollici mantiene una targhetta metallica aderente alle spine iliache postero superiori, tale postura è codificata per escludere il più possibile l’azione dei muscoli paravertebrali.

Da questa posizione il soggetto si piega sulle gambe nella classica posizione di mezzo squat,il busto deve essere eretto e il tallone in completo appoggio a terra.

Con questo meccanismo si riesce così a controllare completamente tutte le fasi del salto: dalla fase di caricamento, inizio del piegamento degli arti inferiori, fino alla stabilizzazione dell’angolo di caricamento (angolo in cui si pone il soggetto per effettuare il salto), alla fase di ricaricamento,la spinta,fino alla fase di ricaduta.

In questo modo si hanno misure sul caricamento, ricaricamento (differenza fra angolo da cui ci si pone per effettuare il salto e l’angolo da cui realmente inizia la spinta) e su tutta la spinta.

Questo salto completamente analizzato in tutte le sue fasi è stato denominato MONITORING JUMP.

Questo protocollo permette di compiere salti in situazioni biomeccaniche diverse controllandole.

Infatti quando il soggetto raggiunge la posizione adeguata, che normalmente è codificata intorno ai 120°, la boa che inizialmente dava un colore verde,segnala la posizione mutando colore.

Dopo 2 secondi si attiva una luce rossa che è lo starter per l’effettuazione del salto verso l’alto,che deve essere compiuto il modo massimale, più verticale possibile senza movimenti in anteposizione.

3.1.2.1 DATI NECESSARI PER EFFETTUARE IL TEST DEL D.B.C.

I dati indispensabili per programmare il test sono il peso, l’altezza e la lunghezza biomeccanica dell’arto inferiore, misurata prendendo la distanza che intercorre nel soggetto in piedi fra la tuberosità del grande trocantere del femore e la cupolina malleolare del perone.

4. PROTOCOLLO DI SPERIMENTAZIONE

Ho interessato alla sperimentazione 16 soggetti sia maschi che femmine, di età fra i 18- 35 anni, che non hanno patologie particolari, 8 sono attivi, 8 sono sedentari.

Ho somministrato un test d’ingresso con il DYNABIOPSY, poi ognuno di loro ha eseguito un training con il gBLANK.

Alla fine della seduta di lavoro ho riproposto ad i soggetti un test di verifica sempre con il DYNABIOPSY, per controllare successivamente le eventuali ricadute dal punto di vista motorio-funzionale del training svolto.

5. PROTOCOLLO DI TRAINING

Il protocollo prevede 1 serie di 10 esercizi con il gBLANK, il soggetto nella posizione iniziale é:

In piedi sulla pedana ad arti inferiori in piegamento ad un angolo propriocettivo, senza calzature, le braccia sono libere e lo sguardo é in avanti non direzionato a terra.

Di seguito alla caduta di 4 cm. della pedana viene svolto un salto in avanti con atterraggio fuori della pedana, il recupero fra un salto e l’altro é di 30 secondi(Annesso n.4).

Dopo la serie di salti test di verifica.

6. DATI PRESI IN ESAME DAL DYNABIOPSY

I dati presi in esame forniti dal DYNABIOPSY sono:

1)Indice di erogazione iniziale di forza (CEF)

É stato calcolato un indice di erogazione di forza iniziale che é espresso dalla forza massima diviso il tempo per raggiungerla.

Il tempo preso in considerazione parte dall’inizio della produzione di forza che avviene nella fase eccentrica, di frenamento, durante la fase di ricaricamento prima della spinta fino al momento in cui é espressa la forza massima dinamica.

2) Velocità massima allo stacco

è la velocità massima che assume il corpo nella fase di salto. Questa velocità viene raggiunta nel momento in cui l’atleta stacca i piedi dal suolo.La velocità si esprime in m/s.

3) Pulse

è la variazione della quantità di moto dovuto alle componenti elastiche attivate complessivamente su tutta la catena cinetica.

Il valore del pulse per un salto “perfetto” dovrebbe essere nullo (zero).

In effetti il pulse risulta quasi sempre negativo e con valori notevolmente distanti dallo zero.Valori ottimali di pulse (valori piccoli) si riscontrano quasi sempre quando si effettuano rapidi ricaricamenti all’inizio del salto.Il pulse viene espresso in Newton/secondi.

4) Dyna

è la forza dinamica massima espressa.Il dyna si esprime in Newton.

5) Forza relativa

è il rapporto fra la forza massima espressa (DYNA) e il peso corporeo. La forza relativa è un buon indicatore di mobilità spaziale.

6) Forza isotonica coscia

è l’intensità della forza, che rimane costante nel tempo di spinta, nei muscoli della coscia. si esprime in Newton.

7)Forza isotonica gamba

è l’intensità della forza, che rimane costante nel tempo di spinta, nei muscoli della gamba. si esprime in Newton.

8) stiffness coscia

Rigidità dinamica dei muscoli della coscia.

è una costante di proporzionalità fra la forza F esercitata da una molla allungata (accorciata) di un tratto X. La stiffness risulta dipendente dalle modalità del salto e viene fornita in N/mm.

9) Stiffness gamba

Rigidità dinamica dei muscoli della gamba.Viene fornito in N/mm.

10) Potenza

è il prodotto della forza per la velocità. I valori sono forniti in Kwatt.

7. ANALISI DEL TRAINING

IL training proposto non ha evidenziato problemi nell’effettuazione, anche se si é registrato una certa difficoltà ad effettuare il salto dopo la discesa della pedana nelle prime 1-2 prove con diversi soggetti, che sorpresi dal funzionamento della pedana non effettuavano il salto.

8.ANALISI DEI DATI (Annesso n.5)

Il confronto fra le medie (Annesso n.6) dei test effettuati prima del training e dopo il training mostra chiaramente come ci sia un netto incremento sui parametri legati alla erogazione e produzione di forza della coscia.

La produzione di forza avviene anche in tempi minori, questo é attestato dall’incremento dell’indice legato alla produzione della forza iniziale, aumenta anche la potenza e la velocità massima allo stacco.

Il miglioramento del pulse é indice di una miglior gestione della forza elastica, che a sua volta ci informa di una miglior utilizzo della catena cinetica.

C’ é un incremento anche sulla forza espressa dal settore gamba e dei parametri legati allo status muscolare (stiffness) ma non sono in ragione significativa tale da farci evidenziare un reale mutamento.

Più nello specifico ho notato come i soggetti attivi erano più ricettivi al training rispetto ai non attivi, soprattutto nei parametri legati alla produzione della forza: forza iniziale, forza massima e forza relativa.

I non attivi invece si sono contraddistinti per una netto miglioramento della forza della coscia, ma anche in una maggior velocità massima allo stacco, una minor dispersione elastica(pulse) e un aumento di potenza,che indica una miglior svolgimento della catena cinetica.

Svolgendo l’analisi del T student, vista la generalità della popolazione per cui dell’incertezza della misura, ho utilizzato una deviazione standard assunta delle medie (Annesso n.7).

Con questa emerge che nell’analisi su tutti i soggetti i dati che manifestano una variazione statisticamente rilevante sono la forza isotonica della coscia, la forza iniziale, la potenza ed il pulse.

Mentre nell’analisi svolta sulle due classi di soggetti attivi e non attivi emergono varie indicazioni interessanti.

Negli attivi hanno una variazione significativa in positivo l’erogazione di forza iniziale, la forza massima, la forza relativa, la forza della coscia,la stiffness della gamba, il pulse e la potenza.

Nei non attivi ha una variazione significativa l’aumento della forza isotonica della coscia,la velocità massima allo stacco, il pulse e la potenza.

9.DISCUSSIONE

I dati in esame si sono dimostrati molto indicativi, essi testimoniano un aumento di forza nel settore della coscia.

Vista la brevità del training, questo aumento può essere riferito ad una maggior attivazione delle unità motorie della muscolatura della coscia o ad una miglior efficienza.

Possiamo affermare che l’utilizzo del training con il gBLANK favorisce, visti i tempi di attivazione e della reazione motoria, espressa in uno stato di emergenza, un maggior reclutamento delle fibre bianche.

Questa ipotesi é avvalorata anche dalla sensazione di stanchezza che a fine training era riportata dal gruppo dei soggetti non attivi.

Questo aumento di forza possiamo vederlo, perciò, come miglioramento della coordinazione intramuscolare.

Analizzando, poi, il trend di altri parametri come il pulse e la potenza si é verificato un miglioramento anche della coordinazione intermuscolare.

Gli effetti manifestati sono quelli che ci aspetteremo in parte, e che in una passata sperimentazione ho verificato (vedi documento n.5 in bibliografia), da un training pliometrico.

In particolare interessante é vedere come ci sia una diversa risposta, come si é evidenziato, su alcuni parametri nei soggetti del gruppo degli attivi e quello dei non attivi.

Mentre i non attivi migliorano sostanzialmente solo nella forza della coscia, gli attivi aumentano l’erogazione di forza iniziale, la forza massima e la forza della coscia, questo fa pensare ad una maggior attitudine ad utilizzare gli effetti dell’evocazione di un riflesso.

Questo stesso tipo di esperienza, legata però all’esecuzione dell’esercizio pliometrico,era già stata compiuta in passato da Smithbleicher (Annesso n.8).

Questo autore dimostrò analizzando dei tracciati elettromiografici di soggetti che

eseguivano dei salti in basso, che le persone allenate tendevano ad utilizzare meglio il riflesso da stiramento rispetto ad i sedentari.

Dimostrò pure che questa attitudine poteva essere migliorata con l’allenamento.

La differenza é che l’ allenamento sul gBLANK sembra migliorare sia la coordinazione intramuscolare (capacità di reclutamento) che la coordinazione intermuscolare, cosa che invece non avviene con la pliometria, dove invece da studi effettuati(vedi documento n.5) vediamo che la catena cinetica viene alterata e comunque si creano presupposti per squilibri muscolari.

Da cosa dipende questo trend di miglioramento dell’utilizzo della catena cinetica ?

Ragionevolmente posso ipotizzare che questo esercizio attivi un pre-programma motorio, che tende a creare i presupposti per ottimizzare il timing della catena cinetica, in letteratura questo é chiamato feed-foward.

Ciò accade perché in situazioni improvvise di emergenza il nostro sistema tende ad utilizzare la risposta massima e nella forma migliore.

L’aspetto sostanzialmente nuovo in questo tipo di training, é che si ritrovano alcuni vantaggi dell’esercizio pliometrico (Annesso n.9) senza averne gli svantaggi.

In particolare possiamo affermare che questo tipo di lavoro sfrutta in modo totale l’aspetto del riflesso senza che la risposta iniziale sia inquinata dal lavoro comunque volontario.

Con questo intendo dire che nella pliometria, ad esempio nei salti verso il basso, già prima dell’impatto a terra la muscolatura antigravitaria é preattivata dal Sistema nervoso centrale e l’espressione di forza che ne deriva, é si imputabile all’attivazione del riflesso da stiramento, ma soprattutto al reclutamento corticale delle unità motorie, visti i tempi di esecuzione addirittura possiamo dire che il riflesso da stiramento viene utilizzato non nella fase di spinta dopo la caduta verso il basso ma nella fase di freno(atterraggio).

Con il gBLANK questo é ancora più evidente, in quanto tutta l’attività riflessogena viene utilizzata per ristabilire l’equilibrio del sistema(atterraggio e recupero dell’equilibrio), infatti questa fase ha una durata di tempo maggiore rispetto all’esercizio pliometrico, e quindi il riflesso non é sicuramente utilizzato per favorire la spinta successiva.

Talvolta é anche successo che il soggetto dopo la caduta non effettuava il salto, perché

era come inibito.

Un altro aspetto non di poco conto é che sono ben conosciuti gli effetti traumatici a livello articolare della pliometria classica.

In ricerche compiute da vari autori, si é visto che l’esercizio del salto in basso con reazione da 40 cm. provoca a livello artromuscolare un carico di 4-5 volte il peso corporeo, per cui é noto a tutti come l’esercizio pliometrico non sia consigliabile a tutte le persone per questi effetti traumatici e microtraumatici.

Nel gBLANK invece non si sviluppa un carico cinetico importante a livello articolare, in quanto il dislivello é minimo (da 4 a 1 cm), per cui si utilizza la creazione di un volo libero per attivare in modo riflesso la muscolatura antigravitaria.

10.CONCLUSIONI

Da questa sperimentazione si evince che il gBLANK può rappresentare un ottimo esercizio per migliorare la coordinazione intramuscolare ed intermuscolare, é un esercizio intenso ma non traumatico.

In modo particolare visto la caratteristica del training possiamo classificarlo come un esercizio interessante per il reclutamento diretto delle fibre bianche, in quanto esse sono attivate sicuramente in situazioni di “emergenza”.

Il gBLANK può avere un ampia applicazione nella programmazione dell’allenamento, in quanto può essere inserito in varie fasi del training soprattutto con la funzione di “facilitazione del reclutamento nervoso delle unità motorie” e come “sveglia neuromuscolare”.

Infatti questo esercizio,anche se attiva in modo importante le fibre veloci,non propone un carico fisiologico elevato che necessita di ampio periodo di rigenerazione.

In questa chiave di lettura potrebbe essere molto utile, ad esempio, inserire esercitazioni con il gBLANK anche nel corso di un’attivazione pre-gara.

Visto comunque le caratteristiche dell’impegno fisiologico legato ad un coinvolgimento delle fibre veloci, è da sconsigliare l’utilizzo di tale training in situazione d’affaticamento come alla fine di una seduta di lavoro.

Per quanto riguarda il miglioramento della coordinazione intermuscolare in questa sperimentazione non posso trarre un’indicazione definitiva, in quanto i dati in possesso, possono attestare un miglioramento probabilmente temporaneo, ma considerato il trend che si manifesta in certi parametri legati alla qualità dell’esecuzione del gesto, dello sviluppo della potenza e della velocità massima allo stacco, si puòipotizzare un suo effetto stabilizzato in un tempo di training piùampio.

Comunque questa indicazione se confermata da uno studio più ampio nel tempo comporterebbe delle grosse implicazioni, non solo nel training per ottimizzare l’utilizzo della catena cinetica e per la prevenzione di infortuni, ma anche nella riabilitazione, come recupero dello schema motorio ottimale dopo un trauma, cosa che,per chi è esperto della materia, sa che è la più difficile e che necessita di maggior tempo per ricrearlo.

A livello di indicazione possiamo eventualmente sconsigliare l’esercizio con il gBLANK a coloro che siano affetti da patologia legate ad un deterioramento dei dischi intervertebrali, altri tipi di controindicazioni non sono state rilevate.

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