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DEPTH SQUAT : CORRELAZIONE TRA INCLINAZIONE DEL BUSTO E L’ANGOLO DI PIEGAMENTO A LIVELLO DELL’ARTICOLAZIONE TIBIO-TARSICA . POSSIBILI DANNI ALLE STRUTTURE ARTICOLARI

Dott. Giorgio Trotta

L’ articolo ha per oggetto le ipotesi di  danno che potenzialmente possono essere arrecate alle strutture  articolari quando l’atleta  non  esegue in maniera corretta il DEPTH SQUAT.

Il maggior rischio per la colonna vertebrale,  proviene  dall’ inclinazione  della schiena durante l’esecuzione.

Si e’ voluto indagare se detta inclinazione  sia legata a  fattori determinati  da limiti  articolari, in particolare  dell’articolazione tibio-tarsica.

L’analisi  del rischio per dette strutture  articolari è basato  sulla verifica di esistenza della correlazione tra inclinazione  del busto e l’angolo di piegamento  a  livello dell’articolazione tibio-tarsica presente nella fase bassa dell’esercizio  di squat  a  femore parallelo con utilizzo di sovraccarichi.

E’ stata  effettuata   una   ripresa  fotografica  a  ciascun atleta  nella posizione bassa  dello  squat  a  femore parallelo,  riprendendo  il piano sagittale sinistro,il  sovraccarico utilizzato e’ stato il 30 %  del  peso  dell’ atleta. le  foto sono state elaborate tramite computer  con il softwar geogebra  per  rilevare  i  parametri presi in esame che sono : angolo tibio-tarsica, angolo busto , braccio di leva  femore-tibiale e braccio di  leva coxo-femorale.

Dallo  studio si può concludere che esiste una correlazione fra l’inclinazione del busto e l’angolo di piegamento tibio-tarsico, è positiva (ad un aumento  dell’angolo di piegamento tibio-tarsico corrisponde un aumento dell’inclinazione del busto).la correlazione è  fortissima, come dimostrato  dal valore  di r quasi prossimo all’ unita’ (0,9871)  raggiunto dal coefficiente di pearson. 97,44 % (coefficiente di determinazione) rappresenta l’aumento dell’inclinazione del busto  che può essere spiegato dall’ aumento  dell’angolo di piegamento tibio-tarsico.

  INTRODUZIONE ALLO STUDIO:  GENERALITA’

Lo squat (o piegamento sulle ginocchia) con sovraccarico  è un esercizio ampiamente utilizzato in  molte discipline sportive sia per lo sviluppo muscolare sia   per  il potenziamento sia per l’ efficienza generale  dell’ atleta.

Un esercizio base nel bodybuilding, nel powerlifting, nel weightlifting, nell’  atletic conditioning e nelle attività di fitness con obiettivi, modalità esecutive ed impegno muscolare differenti. I benefici che si possono ottenere dalla pratica dello  squat  sono innumerevoli a condizione  che gli esercizi siano eseguiti nelle modalità corrette e con una  appropriata tecnica .

 

 DEFINIZIONE DELLO SQUAT

 Il piegamento sulle ginocchia e’ l’esercizio in cui l’ atleta, iniziando in posizione eretta con ginocchia  e anche  completamente  estese, si piega flettendo a livello delle articolazioni delle anche, delle ginocchia, delle caviglie e ritorna alla  posizione di partenza con una successiva risalita mediante estensione delle suddette articolazioni in relazione al valore assunto dall’ angolo del ginocchia sono definite le seguenti tipologie di  squat:

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 ANALISI BIOMECANINCA  DELLA CINETICA  DELLO SQUAT

Immagine 1

(baricentro reale: media tra bilanciere e corpo)

 Nel modello  il sistema è costituito da tre aste rigide (colonna cg, femore cd, tibia perone ed) e da quattro cerniere, i punti e, d, c  e g,   che rappresentano rispettivamente:  gli snodi delle caviglie (fissi) ,delle ginocchia,dell’ anca e posizione del baricentro bilanciere/corpo . il modello ha come vincoli: il punto fisso  (e) dello snodo delle caviglie (solidale ai piedi che non devono staccarsi a terra), la posizione del baricentro g (atleta/bilanciere) che durante l’esercizio si muove sulla verticale e il rispetto della condizione di rigido equilibro statico dell’insieme: la proiezione verticale del baricentro(g) bilanciere/corpo, durante l’intero esercizio, deve cadere all’ interno dell’aria  delineata  dai piedi  dell’atleta,appena davanti la caviglia). Nella posizione della configurazione della figura tra il  punto e (caviglie) e il punto g (baricentro  bilanciere/corpo),  sono  impegnate  tre articolazioni: anche, ginocchia, caviglie.Le articolazioni maggiormente coinvolte alla produzione delle forze occorrenti per controbilanciare  i momenti del peso del bilanciere/corpo rispetto  ai centri di rotazione   c e d sono l’anca e  il ginocchio (si esclude la caviglia – centro e – perché il contributo dei momenti  è minimo)  attraverso l’azione dei rispettivi muscoli: gluteo e quadricipite.

 

BRACCIA DI LEVA

 Nella posizione bassa del piegamento sulle ginocchia  a femore parallelo notiamo dalle fig 2,3 e 4 che al variare dell’ angolo delle caviglie (corrispondentemente angolo del busto) variano le braccia di leva di anca e ginocchio .  all’  aumentare dell’ angolo della caviglia  aumenta il braccio di leva delle anche  e diminuisce il braccio di leva delle ginocchia.  in particolare maggiori braccia di leva dell’anca generano maggiori sollecitazioni per la bassa schiena  e viceversa maggiori braccia di leva del ginocchio generano sollecitazioni maggiori per l’articolazione stessa. I rischi di danno per le rispettive strutture sono  proporzionali all’ entità dei carichi sollevati  (R).

immagine 2

 

 OGGETTO  DELL’  ARTICOLO

Il lavoro  ha   per oggetto   le   ipotesi   di  danno   che   potenzialmente possono   essere   arrecate   alle   strutture     articolari     quando l’atleta   non   esegue in   maniera   corretta   l’esercizio. il maggior   rischio   per   la  colonna   vertebrale,  proviene  dall’ inclinazione   della    schiena   durante   l’esecuzione   dell’ esercizio . Numerosi  lavori scientifici lo evidenziano..1,2,3,4,5,6 e 7 Si e’ voluto indagare   se  detta   inclinazione    sia  legata    a  fattori    determinati   da   limiti    articolari   delle   altre    articolazioni    implicate nell’esercizio, in particolare  dell’articolazione tibio-tarsica.

L’analisi  del rischio per dette strutture  articolari   è basato  sullo studio  della  verifica di esistenza  della   correlazione tra   inclinazione   del   busto e l’angolo di   piegamento   a    livello   dell’articolazione tibio-tarsica   presente   nella fase bassa dell’esercizio  di  depth squat.

 

 ACQUISIZIONE DEI DATI 

Tutte le acquisizioni sono state effettuate  presso 3 palestre di roma e provincia. sono stati coinvolti 23 soggetti  di  eta’  compresa  dai 20 ai 60 anni , e’ stata  effettuata   una   ripresa  fotografica  a  ciascun atleta  nella posizione bassa  dello  squat  a  femore Immagine 3parallelo,  riprendendo  il piano sagittale sinistro il  sovraccarico utilizzato e’ stato il 30 %  del  peso  dell’ atleta. le  foto sono state elaborate tramite computer  con il softwar geogebra per  rilevare  i  parametri presi in esame  che sono :

  •        angolo tibio-tarsica
  •        angolo busto
  •        braccio di leva  femore-tibiale: segmento ld
  •        braccio di  leva cox-femorale : segmento cl

 

 

 

 

 

 PRESENTAZIONE DEI DATI

Nella tabella sono stati  riportati  per ciascun soggetto il peso, la resistenza  utilizzata , l’ angolo della caviglia,l’ angolo dell’anca e l’angolo dell’ inclinazione del busto. L’ordine e’  in relazione  al valore crescente dell’angolo della caviglia.

Dai valori riscontrati si percepisce in maniera intuitiva il legame fra l’inclinazione del busto  e  l’  angolo della caviglia.

Infatti  i soggetti che via via presentano limiti piu’ pronunciati  alla  mobilita’  tibio -tarsica  (maggiore angolo della caviglia )  nel contempo devono flettere sempre più il busto (maggiore angolo del busto ) per mantenere l’ equilibrio statico dell’ insieme.

Tuttavia   la   percezione intuitiva  del legame dei  parametri  non è uno strumento adatto per verificare la correlazione dei due parametri. occorre una   oggettiva    strategia   di   analisi dei   dati,   svincolata   dal  giudizio   personale dell’osservatore   e   possibilmente   che  fornisca   una   misura   numerica quantitativa.

Immagine 4

 

VERIFICA CORRELAZIONE CON L’ INDICE DI PEARSON

La retta di regressione caratterizzata  dal coefficiente di pearson  indicato  con  “r“ viene calcolato con l’aiuto di un software. I valori  dell’angolo di piegamento tibio-tarsico  e  i  valori dell’angolo di inclinazione del busto sono stati elaborati  con la funzione correl di excel.

r   = 0,9871  esiste forte correlazione  positiva

r quadro = 0,9744 coefficiente  di  determinazione   indica  la bontà adattamento (in inglese fitting)  della regressione lineare stimata  (la curva)  ai dati osservati le due colonne di dati.

Immagine 5

 

 RISULTATI

dallo   studio si può concludere che:esiste una correlazione fra l’inclinazione del busto e l’angolo di piegamento tibio-tarsico, è positiva (ad un aumento  dell’angolo di piegamento tibio-tarsico  corrisponde un aumento dell’inclinazione del busto).

la correlazione è  fortissima, come dimostrato  dal valore  di r quasi prossimo all’ unita’   (0,9871)  raggiunto dal coefficiente di pearson, 97,44 % (coefficiente di determinazione ) rappresenta l’aumento dell’inclinazione del busto  che può essere spiegato dall’ aumento  dell’angolo di piegamento tibio-tarsico.

Oltre  alla  caviglia  altri  fattori  influenzano l’inclinazione  del busto:

  • entità della resistenza :con una r tra il 40% e 80% il busto aumenta l’inclinazione di 16 °(10,11) ed un accentuarsi  ( e si accentua l’) della iperestensione della spina (8)
  • accumulo della fatica :con l’aumento delle serie diminuisce l’attività propriocettiva  del ginocchio. con l’avvicinarsi dell’esaurimento delle energie, il carico viene spostato sulla spina che aumenta la sua inclinazione (lattanzio et al.9). tutto  cio’  rende  piu’ intesa  la forza  di  taglio sulla colonna vertebrale (vertebre  l3-l4) aumentando  la possibilità di causare :
  • spondilolisi :  rottura del istimo vertebrale (istmo)
  • spodilolistesi : scivolamento di un vertebra   sull’ altra
  • ernia  del  disco:  protusione  (protrusione)del nucleo polposo.

 

CONCLUSIONI

L’accosciata (squat) è un ottimo esercizio ampiamente utilizzato dai tecnici nel condizionamento generale,  nel potenziamento e nella muscolazione degli arti inferiori, e nel fitness generale.

E’ un esecizio non indenne da rischi per la schiena conseguenti ad una cinematica  condizionabile da limiti articolari (in particolare la tibio-tarsica) dell’esecutore, dall’entità della resistenza, dalla fatica  accumulata  in numerose serie portate a sfinimento.

L’inclusione nei programmi di allenamento deve essere preceduta da un’analisi delle possibilità  articolari della caviglia ( e non solo..).

L’eventuale test sull’esecuzione nel caso di programmi che prevedano r superiori al 30% di 1 RM,  va eseguito con sovraccarichi con una r tra il 40% e 80% 1RM,  per l’influenza dello stesso sulla cinematica , ed un controllo da parte del tecnico delle ripetizioni finali di serie portate a sfinimento.

Nel caso di soggetti over 40, il tecnico deve valutare seriamente, la possibilità di varianti meno stressanti per il rachide, e l’obiettivo realistico da perseguire.

 

BIBILIOGRAFIA :

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2. dahlkvist, nj, mayo, p, and seedhom, bb. forces during squattingand rising from a deep squat. eng med 11: 69–76, 1982.

3. gullett, jc, tillman, md, gutierrez, gm, and chow, jw. abiomechanical comparison of back and front squats in healthy  trained individuals. j strength cond res 23: 284–292, 2009.

4. hwang, s, kim, y, and kim, y.lower extremity joint kinetics andlumbar curvature during squat and stoop lifting. bmc musculo skeldisord 2: 10–15, 2009.

5. potvin, jr, mcgill, sm, and norman, rw. trunk muscle and umbar ligament contributions to dynamic lifts with varying degrees  of trunk flexion. spine 16: 1099–107, 1991.

6. russell, pj and phillips, sj. a preliminary comparison of front and  back squat exercise. res q exerc sport 60: 201–208, 1989.

7. walsh, jc, quinlan, jf, stapleton, r, fitzpatrick, dp, and  mccormack, d. three-dimensional motion analysis of the lumbar  spine during ‘‘free squat’’ weight lift training. am j sports med 35:

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8. van eijden, tm,weijs,wa, kouwenhoven, e, and verburg, j. forcesacting on the patella during maximal voluntary contraction of the       quadriceps femoris muscle at different knee flexion/extensionangles. acta anat 129: 310–314, 1987

9. lattanzio, pj, petrella, rj, sproule, jr, and fowler, pj. effects of fatigue on knee proprioception. clin j sports med 7: 22–27, 1997.

10. hay, jg, andrews, jg, vaughan, cl, and ueya, k. load, speed and equipment effects in strength-training exercises. in: biomechanics viii-b.      matsui, h and kobayashi, k, eds. champaign, il: human kinetics publishers, 1983. pp. 939–950.

11. ellis, e, arambatzi, f, and papadopoulos, c. effects of load on ground reaction force and lower limb kinematics during concentric squats. j sports sci 23: 1045–1055, 2005.

IL METODO PIRAMIDALE

Per puro diletto e spirito d’osservazione, vorrei oggi esaminare uno dei metodi più abusati e male interpretati che vengono al giorno d’oggi propinati ad ogni frequentante di palestra, una di quelle metodologie che risalgono all’alba dei tempi e la cui struttura è stata tramandata di scheda in scheda in maniera distorta , proprio come quando, da piccolini, si giocava, tutti insieme, al gioco del telefono. Una fila indiana dove ognuno riferiva una parola all’orecchio dell’altro bambino, termine che nell’ilarità generale finiva per cambiare di passaggio in passaggio,terminando con un’oscenità o con qualcosa di totalmente diverso. Parlo del metodo piramidale, una delle poche tecniche “per la forza” entrata nelle palestre, radicatasi saldamente e ricorrente in ogni scheda di inizio settembre. Ma torniamo alle sue origini, che poco hanno a che fare con piramidi ed egizi. Colui che introdusse questa metodologia, infatti, fu il Capitano dei Marines De Lorn nel lontano 1945. Tale sistema si costruiva attorno all’uso progressivo dei carichi di lavoro e a quello delle ripetizioni massime. Il primo aveva il pregio di poter, anche se in modo molto approssimativo, identificare velocemente il carico da usare. Per esempio usando un carico pari al 75% del massimale si devono eseguire 5 ripetizioni e così via. Il sistema delle ripetizioni massimali indica il carico massimo (CM) che può essere sollevato per un determinato numero di volte. Per esempio con 1 RM si definisce l’entità del carico che può essere sollevato solo una volta. Ad esempio, scelta una resistenza di qualsiasi entità, si cerca di sollevarlo per il maggior numero di ripetizioni possibili: per esempio se si riescono ad eseguire dieci ripetizioni, allora quel carico corrisponde al 60% circa del CM (appunto 10RM). Caratteristiche del metodo piramidale – La progressione del carico tra una serie e la successiva è di circa il 5% del peso utilizzato. – Numero di serie variabile generalmente tra le 3 e le 5 con un recupero tra le stesse che va dai 2 ai 5 minuti. – I carichi più stimolanti, da elevati a sub-massimali, sono collocati nella fascia tra l’85-95% del massimale. Bene, elencati questi punti si arriva facilmente ad una conclusione. Essendo i carichi stimolanti piazzati sul vertice della piramide, ne risulta che le prime serie costituiscono nient’altro che un riscaldamento, se così si vuole chiamarlo, attuato per potersi approcciar poi con maggior sicurezza a carichi più elevati. Risulta quindi necessario stabilire come attuare la progressione, quante serie, a che livello della piramide piazzarle. Tralasciando il classico 3×10/8/6 privo di accenni ai tempi di recupero, inserito in ogni scheda “che si rispetti”, si deve stabilire quanto il lavoro verterà sullo stimolo neurale, comprendendo quindi solo gli ultimi scaglioni della piramide e quanto invece su quello ipertrofico, scendendo quindi di qualche gradino, con una diminuzione dei tempi di recupero, avvicinandosi pian pianino al limite minimo. Ad ogni modo questa progressione rende inevitabile un accumulo di stanchezza nelle prime serie, quelle che seppur stimolanti sono le meno produttive, che si ripercuote poi salendo. Si può ovviare a questo eseguendo con il carico che viene ritenuto ottimale anche più di una sola serie di passaggio portata però a “esaurimento” , cosa che però porta un po’ a snaturare il concetto stesso di piramidale. Va inoltre ricordato che il massimale (1RM) non dovrebbe essere mai utilizzato per allenare la forza massima in quanto prestazione “record” ripetibile solo in particolari condizioni di forma fisica e psichica. Oltretutto potrebbe creare le condizioni per possibili traumi all’apparato locomotore. Il metodo piramidale tradizionale può risultare utile nelle fasi interagonistiche dove tra una gara importante e l’altra occorre mantenere la forza massima acquisita con programmi brevi che incidano meno possibile sulla quantità del lavoro specifico e sulla stanchezza muscolare e nervosa. Metodo del carico decrescente Questa metodologia è facilmente strutturabile a seconda delle esigenze. Stabilito l’obiettivo e il carico da utilizzare, con annesse variazioni della resistenza, si sceglie da quale gradino della piramide partire. Nasce quindi la piramide stretta, per gli atleti con già solide basi di Fmax, comprendendo quindi solo gli ultimi scaglioni e l’apice stesso; la piramide tronca, anche detta larga o spezzata, che esclude l’apice per concentrarsi su % di RM medi, ottimi per mettere buone basi di forza o per lavorare specificatamente sull’ipertrofia; la piramide doppia,  con un’inversione a metà della stessa: dopo essere saliti con la % di RM e aver diminuito il numero di ripetizioni, si fa l’esatto contrario, aumentando il volume e diminuendo l’intensità, intesa come resistenza. Si potrebbe continuare per molto, con metodi riadattati e personalizzati che non hanno nemmeno un nome proprio, ma vorrei per un attimo soffermarmi su una metodologia affine, ma a mio parere più produttiva, quella del carico decrescente. Sempre di progressione si parla, così come la forma piramidale è la medesima, ma in questo caso non si parte dalla base, bensì dall’apice. Rispetto all’allenamento piramidale, infatti, il metodo del carico decrescente ha il vantaggio che i carichi maggiormente stimolanti sono realizzati in condizioni di riposo, mentre quelli submassimali vengono svolti successivamente, in condizioni che vanno dall’affaticamento al totale esaurimento muscolare. In questo modo, oltre all’impegno iniziale focalizzato sulla forza massimale, viene accentuato anche il miglioramento della coordinazione intra ed inter muscolare e viene fornito un consistente stimolo all’ipertrofia. Il metodo del carico decrescente viene utilizzato in genere secondo due varianti: -Diminuzione del carico, variando il numero delle ripetizioni; in questa variante, si inizia solitamente con una serie da una singola ripetizione (al 95% del CM), che viene seguita da serie successive caratterizzate da un numero di ripetizioni maggiori e da una resistenza progressivamente inferiore. -Diminuzione del carico, con un numero costante di ripetizioni; questa variante risulta straordinariamente efficace e prevede che il numero delle ripetizioni resti invariato, mentre il carico durante la stessa serie diminuisca ad ogni singola ripetizione. Se si considera che si tratta di un metodo estremamente faticoso per la muscolatura (e non solo)  non dovrebbe essere utilizzato senza adeguata preparazione e sempre a debita distanza da una competizione. Conclusioni Chi di noi non ha mai usato il piramidale? Magari senza calcolare adeguatamente la progressione dei carichi, senza curarsi particolarmente da dove partire o quali recuperi osservare. Sì, ci siamo passati tutti. Un passaggio non è una sosta, però. Abbiamo elencato i suoi limiti, come i carichi stimolanti posti sull’apice, che va scalato, con il massimo da dare in condizioni di stanchezza, che lo rendono poco adatto agli esperti, ma anche ai novizi, che si ritrovano maggiormente impegnati, quando probabilmente hanno già esaurito le loro risorse. A questo punto o lo si relega a pratica interagonistica, che mantenga senza incidere eccessivamente sui sistemi coinvolti, oppure si passa al più produttivo (parer mio) metodo del carico decrescente, che ovvia proprio al principale deficit insito nel piramidale. Bibgliografia -Carmelo Bosco, La forza muscolare. Aspetti fisiologici ed applicazioni pratiche, Società stampa sportiva, Roma,1997