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ESERCIZI PER GLI ARTI INFERIORI: CONFRONTI PRATICI

Dott. Giorgio Trotta

L’ideazione di un buon  programma  allenante  parte  da una scelta accurata degli esercizi  in considerazione dei  bisogni reali del soggetto.

La scelta deve  basarsi sull’obiettivo che il  soggetto si prefigge  e sui muscoli che intende maggiormente stimolare (target). Un  esercizio non attiva un “solo” muscolo ma una catena motoria dove il muscolo target  ne è parte. Quindi l’esercizio, la sua esecuzione e gestione  devono essere il più possibile specifici ai bisogni del soggetto.

La Specificità (Specificity) o principio del SAID (Specific Adaptions to Imposed Demands  –  Adattamento Specifico alla Domanda Imposta) è un principio fondamentale dell’attività sportiva secondo cui gli adattamenti indotti dall’esercizio sono specifici dell’allenamento fisico svolto. Stone ed altri (4) hanno evidenziato come la scelta di un esercizio  determini  l’entità di adattamento che si verifica a seguito di uno specifico programma allenante.

Nella teoria dell’esercizio con i pesi  il principio di specificità rappresenta uno dei tre principi fondamentali unitamente alla periodizzazione e al sovraccarico progressivo.

Per una più facile comprensione dell’azione delle forze sul corpo e le inerenti funzioni muscolo-scheletriche  interessate si ritiene opportuno  rappresentare l’azione dello sforzo muscolare  tramite una linea (linea  resistente LR). Le distanza tra  LR  e le posizioni delle articolazioni  maggiormente coinvolte  nell’esercizio  permettono  di appurare l’intensità dei  momenti resistenti che agiscono  e quindi poter valutare lo stress a cui le suddette articolazioni e  relativi muscoli sono sottoposti:  ovviamente la parte muscolare associata  all’ articolazione più lontana dalla LR  sarà maggiormente sollecitata rispetto a quella più vicina.

Negli  esercizi  di piegamento più comuni per gli arti inferiori  il reclutamento muscolare è influenzato da 3  fattori principali:  la profondità raggiunta, il posizionamento del piede (1) ,l’ampiezza e la flessibiltà della caviglia(6).

Nel seguito gli esercizi vengono esaminati con profondità, posizionamento dei piedi ,ampiezza e flessibilità delle caviglie che si raggiungono di norma.

WALL SIT

FIGURA 1:  Le immagini mostrano l’intensità delle azioni sugli estensori delle  ginocchia durante  (A) sit muro e (B) sit parete/ palla di instabilità

FIGURA 1: Le immagini mostrano l’intensità delle azioni sugli estensori delle ginocchia durante (A) wall sit muro e (B)wall sit parete/ palla di instabilità

Il  wall sit è un  esercizio fondamentale per rafforzare gli arti inferiori.  Esso è svolto tenendo la schiena appoggiata al muro durante la posizione di squat ( Fig 1°).  La  LR    è funzione della posizione del centro di  gravità rispetto al  muro e dall’ attrito con la parete che ne limita il movimento.Gli sforzi  maggiori coinvolgono le ginocchia e di conseguenza le forze reagenti sono prodotte  dall’estensore del ginocchio.

 Una variante dell’esercizio che permette una diminuzione  dell’entità delle sollecitazioni  sui quadricipiti è quella dell’ inserimento di una fit ball tra la regione lombare del soggetto e la parete: l’aumento della flessione del busto riduce lo stress   nei quadricipiti (Fig 1B).

LEG PRESS AND  HACK SQUAT

FIGURA 2:  Le immagini mostrano l’intensità delle azioni sugli estensori delle ginocchia durante la leg press sdraiata (A) e l’hack squat (C), e l’ intensità delle azioni sugli estensori  dell’ anca  durante la leg press (B) in relazione alla pendenza

FIGURA 2: Le immagini mostrano l’intensità delle azioni sugli estensori delle ginocchia durante la leg press sdraiata (A) e l’hack squat (C), e l’ intensità delle azioni sugli estensori dell’ anca durante la leg press (B) in relazione alla pendenza

Alcuni esercizi  di leg press sono utilizzati per rafforzare la muscolatura dell’anca e delle ginocchia attraverso l’elevato lavoro muscolare a cui esse sono sottoposte. La gamma dei movimenti  varia in relazione ai valori assunti dagli angoli della piattaforma rispetto al busto, come mostrato dalle figure  della  leg press e hack squat machine (Fig 2). Si noti che le posizioni simili della leg press sdraiata (Fig 2A) e dell’hanck squat (Fig 2C) determinano una maggiore intensità di azione sui quadricipiti.

La LR  prodotta nella posizione  profonda della leg press inclinata (Fig 2B), la mancanza di attrito sulla pedana e  l’ altezza dei piedi determinano  forze perpendicolari  alla piattaforma con la conseguenza  di  uno sforzo  maggiore per   gli estensori dell’anca. Quindi se l’obiettivo è quello di rafforzare esclusivamente gli estensori delle ginocchia la  scelta  riguarda la leg press disteso o l’ hack squat, mentre la scelta per il rafforzamento degli estensori dell’anca riguarda la leg press inclinata.

SMITH MACHINE

FIGURA 3:  Lo squat alla smith machine permette agli estensori  di anche e ginocchia una equa distribuzione.

FIGURA 3: Lo squat alla smith machine permette agli estensori di anche e ginocchia una equa distribuzione.

Nella Smith machine il posizionamento dei  piedi risulta molto importante.  Alelbeck (1) ha evidenziato che se il tronco rimane eretto sotto il bilanciere mettendo i piedi sotto i fianchi viene intensificato  il lavoro sugli estensori delle ginocchia, mentre quando il posizionamento dei piedi comporta un angolo retto  caviglie/ ginocchia   e  coscia  parallela al pavimento viene intensificato un lavoro maggiore sugli estensori  delle anche.  Il coinvolgimento degli estensori  delle anche e delle ginocchia è il  medesimo fino a quando il tronco rimane verticale come si evince dalla fig3.

Per  simulare lo squat  tradizionale o l’ affondo i piegamenti alla Smith machine possono  essere variati  al fine di interessare maggiormente i quadricipiti o i femorali

BACK SQUAT AND LUNGE

figura 4

figura 4

Lo squat e l’affondo sono esercizi dove è molto importate saper gestire il controllo del corpo  per  il mantenimento dell’equilibrio.  Una volta appresa la corretta esecuzione dell’ esercizio si può prendere in considerazione l’aggiunta  di una resistenza supplementare ( manubri e bilanciere)   facendo attenzione alla posizione del ginocchio che non sia in varismo o valgismo e non permettendo rotazioni varie (più comune nelle donne(5)).Per evitare seri rischi di infortunio Il riconoscimento di una posizione scorretta è fondamentale in quanto  l’attività del tendine del ginocchio è maggiore durante  l’esecuzione dello squat rispetto alla leg press(2) .

Se  sussistano problematiche di instabilità  Youdas e collaboratori(5) suggeriscono di evitare l’affondo e di  eseguire esercizi di potenziamento di squat a muro o squat  a corporeo libero.

Si noti che uno squat parziale (fig 4A) e un affondo (Fig 4B) determinano equivalenti sollecitazioni sui muscoli dei fianchi e sulle ginocchia, mentre lo squat completo (Fig 4C), per  la maggiore profondità, sollecita maggiormente  gli estensori dell’anca.  C’è  da sottolineare che  l’esecuzione dello  squat  necessita del possesso di determinati requisiti articolari  per l’assunzione della posizione corretta(2).

Abelbeck (1) ha più volte evidenziato che l’ obiettivo per specifici gruppi muscolari può essere realizzato variando la profondità dello squat.

CONCLUSIONI

In questo articolo nell’analisi degli esercizi tri-articolari per  gli arti inferiori sono stati presi in considerazione  solo la  LR e il  momento. E’ da evidenziare che  la disposizione della LR varia in relazione alla profondità raggiunta, al posizionamento dei piedi,  alla articolarità della caviglia e alla dimensione degli arti (1) .  Sebbene sia possibile  agire sulla profondità, il posizionamento del piede e la flessione della caviglia, è del tutto impossibile modificare  le dimensioni del corpo. Quando le dimensioni  degli arti  e del tronco sono grandi è grande anche il  momento da applicare e quindi risulta   più impegnativo generare le forze per vincere la resistenza. E’ opportuno, in definitiva, conoscere gli obiettivi e le caratteristiche del soggetto per poter indicare   “il mezzo”  allenante per il raggiungimento dello scopo .

bibliografia 

1Abelbeck KG. Biomechanical model and evaluation of a linear motion squat type exercise. Journal of Strength and Conditioning Research. 16(4):516 – 524.2002.

2 Escamilla RF, Fleisig GS, Zheng N, Barrentine SW, Wilk KE, Andrews JR. Biomechanics of the knee during closed kinetic chain and open kinetic chainexercises. Medicine and Science in Sports and Exercise. 30(4):556 – 569. 1998.
3 Hewett TE, Paterno MV, Meyer GD. Strategies for enhancing proprioception and neuromuscular control of the knee. Clinical Orthopaedics. 402(9):76 – 94.2002.
4 Stone MH, Collins D, Plisk S, Haff G, Stone ME. Training principles: evaluation of modes and methods of resistance training. Strength and Conditioning Journal. 22(3):65 – 76. 2000.
5 Youdas JW, Hollman JH, Hitchcock JR, Hoyme GJ, Johnsen JJ. Comparison of hamstring and quadriceps femoris electromyographic activity between men and women during a single-limb squat on both a stable and labile surface. Journal of Strength and Conditioning Research. 21(1):105 – 111. 2007.

6 Trotta g. Depth squat : correlazione tra inclinazione del busto e l’ angolo di piegamento al livello dell’ articolazione  tibio-tarsica. Possibili danni alle strutture .

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:

Immagine

 


 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 :

1. cappozzo, a, felici, f, figura, f, and gazzani, f. lumbar spineloading during half-squat exercises. med sci sports exerc 17: 613–620,1985.

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:

927–932, 2007.

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.