Ultra Short Term Heart Rate Recovery . Medicina Dello Sport 2010

V O L U M E 6 3 - N. 2 - G I U G N O 2 0 1 0

Indicizzatain

Focus On:

Sports Science & Medicine (ISI)

Citatanel

Journal Citation Reports (ISI)

MMEEDDIICCIINNAA DDEELLLLOO SSPPOORRTTRRiivviissttaa ttrriimmeessttrraallee ddeellllaa FFeeddeerraazziioonnee MMeeddiiccoo--SSppoorrttiivvaa IIttaalliiaannaa..

CCoonnttiinnuuaazziioonnee ddii:: SSttuuddii ddii MMeeddiicciinnaa ee CChhiirruurrggiiaa ddeelllloo SSppoorrtt,, MMeeddiicciinnaa SSppoorrttiivvaa

DirettoriG. SANTILLI - M. CASASCO

Comitato EditorialeN. BACHL (Vienna) - F. BENAZZO (Pavia) - A. BIFFI (Roma) - M. BONIFAZI (Siena) - F. BOTRE’ (Roma)

E. CASTELLACCI (Lucca) - P. CERRETELLI (Milano) - G. CERULLI (Perugia) - L. COIANA (Cagliari) - D. CORRADO (Padova)J. M. CUMMISKEY (Dublino) - A. DAL MONTE (Roma) - F. DE FERRARI (Brescia) - E. H. DE ROSE (Porto Alegre)

H. H. DICKHUTH (Freiburg) - L. DI LUIGI (Roma) - P. E. DI PRAMPERO (Udine) - M. FAINA (Roma) - G. FANO’ (Chieti)C. FOTI (Roma) - S. GIANNINI (Roma) - C. G. GRIBAUDO (Torino) - G. LETIZIA MAURO (Palermo)

L. MAGAUDDA (Messina) - P. P. MARIANI (Roma) - G. MASSAZZA (Torino) - L. MICHELI (Boston) - P. PARISI (Roma)S. PECORELLI (Brescia) - A. PELLICCIA (Roma) - F. PIGOZZI (Roma) - C. G. ROLF (Sheffield) - P. ROCHECONGARD (Renne)

E. ROVELLI (Milano) - R. SALLIS ( Rancho Cucamonga, CA - USA) - F. SCHENA (Verona) - A. TODARO (Roma)G. C. TOPI (Roma) - C. TRANQUILLI (Roma) - A.G. UGAZIO (Roma) - A. VEICSTEINAS (Milano) - A. VIRU (Tartu)

P. VOLPI (Milano) - P. ZEPPILLI (Roma)

Comitato di RedazioneA. BONETTI - E. DRAGO - S. DRAGONI - G. FRANCAVILLA

Direttore ResponsabileA. OLIARO

Direzione e Redazione: Federazione Medico-Sportiva Italiana - Viale Tiziano 70 - 00196 Roma.Ufficio grafico, ufficio pubblicità, fotocomposizione, amministrazione - Edizioni Minerva Medica - Corso Bramante 83-85 - 10126 Torino -Tel. (011) 67.82.82 - Fax (011) 67.45.02 - E-mail: [email protected] Site: www.minervamedica.itStampa - Edizioni Minerva Medica - Tipografia di Saluzzo - Corso IV Novembre 29-31 - 12037 Saluzzo (CN) - Tel. (0175) 249405 -Fax (0175) 249407Abbonamento annuo:Italia - Individuale: Cartaceo € 85,00, Cartaceo+Online € 90,00; Istituzionale: Cartaceo € 120,00, Online (Small € 230,00, Medium € 260,00, Large€ 300,00, Extra Large € 315,00), Cartaceo+Online (Small € 240,00, Medium € 275,00, Large € 315,00, Extra Large € 330,00); il fascicolo € 35,00.Unione Europea - Individuale: Cartaceo € 145,00, Cartaceo+Online € 155,00; Istituzionale: Cartaceo € 225,00, Online (Small € 230,00, Medium€ 260,00, Large € 300,00, Extra Large € 315,00), Cartaceo+Online (Small € 240,00, Medium € 275,00, Large € 315,00, Extra Large € 330,00); ilfascicolo € 60,00.Paesi extraeuropei - Individuale: Cartaceo € 160,00, Cartaceo+Online € 170,00; Istituzionale: Cartaceo € 250,00, Online (Small € 255,00, Medium€ 285,00, Large € 330,00, Extra Large € 345,00), Cartaceo+Online (Small € 265,00, Medium € 300,00, Large € 345,00, Extra Large € 360,00); ilfascicolo € 70,00.Per il pagamento: 1) Gli abbonati possono utilizzare le seguenti forme di pagamento: a) assegno bancario; b) bonifico bancario a: EdizioniMinerva Medica, INTESA SANPAOLO Agenzia n. 18 Torino. IBAN: IT45 K030 6909 2191 0000 0002 917 c) conto corrente postale 00279109intestato a Edizioni Minerva Medica, Corso Bramante 83-85, 10126 Torino; d) carte di credito Diners Club International, Master Card, VISA,American Express; 2) i soci devono contattare direttamente la Segreteria della FederazioneI cambi di indirizzo di spedizione, e-mail o di qualsiasi altro dato di abbonamento vanno segnalati tempestivamente inviando i nuovi e vec-chi dati per posta, fax, e-mail o direttamente sul sito www.minervamedica.it 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 delleannate arretrati sono disponibili su richiesta© Edizioni Minerva Medica - Torino 2010Tutti i diritti sono riservati. Nessuna parte di questa pubblicazione può essere riprodotta, trasmessa e memorizzata in qualsiasi forma e con qual-siasi forma e con qualsiasi mezzoPubblicazione trimestrale. Autorizzazione del Tribunale di Torino n. 1441 del 15-3-1961. Iscrizione nel registro nazionale della stampa di cui alla legge 5-8-1981 n. 416 art. 11 con il numero 00 148 vol.2 foglio 377 in data 18-8-1982. Pubblicazione periodica trimestra-le - Poste Italiane S.p.A. - Sped. in a.p. - D. L. 353/2003 (conv. inL. 27/02/2004 N° 46) art. 1, comma 1, DCB/CN

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

Norme generali

Medicina dello Sport, rivista peer-reviewed dellaFederazione Medico Sportiva Italiana, pubblica arti-coli scientifici originali su argomenti di medicinadello sport.I manoscritti devono essere preparati seguendorigorosamente le norme per gli Autori pubblicate inseguito, che sono conformi agli UniformRequirements for Manuscripts Submitted toBiomedical Editors editi a cura dell’InternationalCommittee of Medical Journal Editors (Ann Int Med1988;105:258-265).L’invio del dattiloscritto sottointende che il lavoronon sia già stato pubblicato e che, se accettato, nonverrà pubblicato altrove né integralmente né in par-te. Tutto il materiale iconografico deve essere origi-nale. L’iconografia tratta da altre pubblicazioni deveessere corredata da permesso dell’Editore. I dattilo-scritti, pervenuti alla Redazione, anche se nonaccettati per la pubblicazione, non verrannocomunque restituiti.I lavori vengono sottoposti in modo anonimo avalutazione da parte di qualificati revisori esterni.Gli scopi della rivista sono quelli di pubblicare lavo-ri di elevato valore scientifico in tutti i settori dellaMedicina dello Sport. Ai revisori viene chiesto di for-mulare i loro commenti su un modello apposito e dirispedirlo all’editor entro un mese dal ricevimento.La rivista recepisce i principi presentati nellaDichiarazione di Helsinki e ribadisce che tutte lericerche che coinvolgano esseri umani siano con-dotte in conformità ad essi. La rivista recepiscealtresì gli International Guiding Principles forBiomedical Research Involving Animals raccoman-dati dalla WHO e richiede che tutte le ricerche suanimali siano condotte in conformità ad essi.Il lavoro deve essere accompagnato dalla seguentedichiarazione firmata DA TUTTI GLI AUTORI: «Isottoscritti Autori trasferiscono la proprietà dei dirit-ti di autore alla rivista Medicina dello Sport.Dichiarano che l’articolo è originale, non è statoinviato per la pubblicazione ad altra rivista, e non èstato già pubblicato. Essi dichiarano di essereresponsabili della ricerca, che hanno progettato econdotto e di aver partecipato alla stesura e allarevisione del manoscritto presentato, di cui appro-vano i contenuti. Si impegnano a segnalare conflittidi interesse, in particolare eventuali accordi finan-ziari con ditte farmaceutiche o biomedicali i cuiprodotti siano pertinenti all’argomento trattato nelmanoscritto. Nel caso di studi condotti sugli esseriumani gli Autori riferiscono che lo studio è statoapprovato dal comitato etico e che i pazienti hannosottoscritto il consenso informato. Dichiarano inol-tre che la ricerca riportata nel loro lavoro è stataeseguita nel rispetto della Dichiarazione di Helsinkie dei Principi internazionali che regolano la ricercasugli animali».Gli Autori accettano implicitamente che il lavorovenga sottoposto in modo anonimo all’esame delComitato di Lettura e, in caso di accettazione, arevisione editoriale.A tutti sarà dato cenno di ricevimento.L’EDITORIALE viene commissionato su invito delDirettore. Deve riguardare un argomento di granderilevanza in cui l’Autore esprime la sua opinionepersonale. L’articolo non deve essere suddiviso insezioni.

Medicina dello Sport riserva uno spazio per la pub-blicazione gratuita di tesi di Specializzazione inMedicina dello Sport giudicate degne di stampa dal-le rispettive Scuole nel numero massimo di due pernumero sotto forma di estratto della lunghezza disei pagine di stampa per ciascuna.

Dattiloscritti

I lavori, in lingua italiana o inglese, devono essereinviati alla redazione online raggiungibile dal sitoEdizioni Minerva Medica:

www.minervamedica.it

Gli autori che desiderino sottomettere i loromanoscritti devono collegarsi al sitowww.minervamedica.it e accedere alla sezione“Online submission”. Accedendo per la primavolta, gli Autori devono creare il proprio accountcliccando su “Create new account”. Dopo avercreato l’account, potrà incominciare la sottomis-sione dei manoscritti attraverso la piattaformaonline indirizzando il lavoro alla Rivista“Medicina dello Sport”. Per loggarsi, basterà inse-rire il proprio username e la propria password ecliccare su “Login” seguendo le istruzioni per lasottomissione di un nuovo manoscritto. I lavori devono inoltre essere spediti in trecopie a “Medicina dello Sport” - FederazioneMedico-Sportiva Italiana, Viale Tiziano 70,00196 Roma.Se il primo Autore è socio della FMSI i dattiloscrittidovranno essere corredati da una fotocopia dellatessera FMSI e del rinnovo annuale comprovante laregolarità della sua posizione di socio in quanto, inbase alle nuove norme contrattuali, non sarà richie-sto alcun contributo stampa e spetteranno n. 20estratti omaggio con copertina nonché il 10% disconto sulle tariffe in vigore per ulteriori estratti edeventuali costi aggiuntivi (traduzioni, fotolito, tabel-le, ecc.).L’elaborato dovrà essere presentato in formato elet-tronico (floppy disk e/o CD Rom) e in cartelle datti-loscritte con spaziatura doppia su una sola facciatae articolato nelle seguenti sezioni:

Pagina di titolo• Titolo conciso, senza abbreviazioni, nella lingua

originale, con traduzione nella seconda lingua.• Nome, Cognome e Firme degli Autori.• Istituto e Università, Divisione e Ospedale, o Ente

di appartenenza di ciascun Autore.• Firma di autorizzazione alla stampa del Direttore

dell’Istituto Universitario o del Primario Ospeda-liero o del Responsabile dell’Ente di appartenen-za. Questi dovranno indicare se “il lavoro spettiin parti uguali agli autori” ovvero specificare lafunzione svolta da ciascuno degli autori

• Nome, indirizzo e numero telefonico dell’Autoreal quale dovranno essere inviate la corrisponden-za e le bozze stampa.

• Dati di eventuali Congressi ai quali il lavoro siagià stato presentato.

• Menzione di eventuali finanziamenti o contratti diricerca.

• Ringraziamenti.

NORME PER GLI AUTORI

Riassunto e Parole chiaveIl riassunto deve sintetizzare in modo esauriente glielementi essenziali del lavoro.Devono essere inviati un riassunto in lingua italianae uno in lingua inglese di non più di 300 parole,strutturati nel seguente modo: Scopo, Metodi,Risultati, Discussione, Conclusioni (Objective,Methods, Results, Discussion, Conclusions).Dovranno inoltre essere indicate le parole chiave(con un massimo di 5) nella lingua originale e nellaseconda lingua.Per le parole chiave usare i termini del MedicalSubject Headings (MeSH) dell’Index Medicus.

TestoIl testo deve essere composto da:

IntroduzioneIllustrante lo stato attuale delle conoscenze sull’ar-gomento trattato e lo scopo della ricerca e qualisono i motivi per cui i risultati vengono pubblicati.

Materiali e metodiDescrizione delle procedure cliniche, tecniche osperimentali seguite nella ricerca. I metodi e le pro-cedure statistiche pubblicati per esteso in preceden-za devono essere citati nelle appropriate vocibibliografiche. I dati che si riferiscono al materialedevono essere espressi in modo esauriente e preci-so ma anche semplice e breve.Occorre seguire rigorosamente le Guidelines forStatistical Reporting in Articles for Medical Journals(Ann Int Med 1988;108:266-273).Di tutti i farmaci si deve citare nome generico,dosaggio e vie di somministrazione; non sono acet-tati marchi di fabbrica.I simboli e le sigle vanno spiegati alla prima appari-zione nel testo e devono essere conformi agli stan-dards internazionali.

RisultatiVanno riportati sotto forma di tabelle e grafici even-tualmente elaborati statisticamente, con l’ausilio dimateriale illustrativo e una presentazione concisanel testo evitando commenti e interpretazioni.

Discussione dei risultatie considerazioni conclusiveFinalizzate al commento sui risultati con eventualeconfronto con i dati della letteratura, ai fini dellapratica clinica e della ricerca sperimentale.

Bibliografia

La bibliografia, che deve comprendere i soli Autoricitati nel testo, va numerata con numeri arabi inordine consecutivo di prima citazione nel testo. Ilrichiamo delle voci bibliografiche nel testo deveessere fatto con numeri arabi posti tra parentesi. Labibliografia deve essere citata nello stile standardiz-zato approvato dall’International Committee ofMedical Journals Editors.Riviste. Per ogni voce si devono riportare il cogno-me e l’iniziale del nome degli Autori (elencare tuttigli Autori fino a sei; se sette o più elencare solo iprimi sei nomi seguiti da: et al.), il titolo originaledell’articolo, il titolo della rivista (attenendosi alleabbreviazioni usate dall’Index Medicus), l’anno dipubblicazione, il numero del volume, il numero dipagina iniziale e finale. Nelle citazioni bibliografi-che seguire attentamente la punteggiatura standardinternazionale.Esempio: Sutherland DE, Simmons RL, Howard RJ.Intracapsular technique of transplant nephrectomy.Surg Gynecol Obstet 1978;146:951-2.Libri e Monografie. Per pubblicazioni non periodi-

che dovranno essere indicati i nomi degli Autori, iltitolo, l’edizione, il luogo di pubblicazione, l’editoree l’anno di pubblicazione.Esempio: G. Rossi. Manuale di otorinolaringologia.IV edizione, Torino: Edizioni Minerva Medica,1987:67-95.

Tabelle

Ogni tabella deve essere presentata, in foglio sepa-rato, correttamente dattiloscritta, preparata grafica-mente secondo lo schema di impaginazione dellarivista, numerata in cifre romane, corredata da unbreve titolo. Eventuali annotazioni devono essereinserite al piede della tabella e non nel titolo.Le tabelle devono essere richiamate nel testo.

Figure

Le fotografie devono essere inviate sotto forma dinitide copie su carta. Esse devono riportare sulretro una etichetta che indichi la numerazione incifre arabe, il titolo dell’articolo, il nome del primoautore, l’orientamento (alto, basso) e devono essererichiamate nel testo.Non scrivere sul retro delle figure e non graffiare orovinare le stesse utilizzando graffe. Eventuali dici-ture all’interno della figura devono essere realizzatea caratteri di stampa con i trasferibili.La riproduzione deve essere limitata alla parteessenziale ai fini del lavoro.Le foto istologiche devono sempre essere accompa-gnate dal rapporto di ingrandimento e dal metododi colorazione.Le didascalie vanno dattiloscritte su un foglio a par-te.Disegni, grafici e schemi devono essere eseguiti informa definitiva a china su carta da lucido o su car-toncino bianco liscio da disegnatori esperti, utiliz-zando dove necessario i trasferibili (tipo Letraset),oppure possono essere realizzati con il computer.Gli esami radiologici vanno presentati in copia foto-grafica su carta. Elettrocardiogrammi, elettroencefa-logrammi, ecc. devono essere inviati in forma origi-nale o eventualmente fotografati, mai fotocopiati.Per le figure a colori specificare sempre se si desi-dera la riproduzione a colori o in bianco e nero.Lettere, numeri, simboli dovrebbero essere didimensioni tali che quando ridotti per la pubblica-zione risultino ancora leggibili.Le dimensioni ottimali per la riproduzione sulla rivi-sta sono:— cm 7,2 (base)×cm 4,8 (altezza)— cm 7,2 (base)×cm 9,8 (altezza)— cm 15,8 (base)×cm 9,8 (altezza)— cm 15,8 (base)×cm 18,5 (altezza): 1 paginaGli elaborati devono rispondere rigorosamente allesuddette norme: in difetto non saranno presi inconsiderazione.La correzione delle bozze di stampa dovrà esserelimitata alla semplice revisione tipografica; eventualimodificazioni del testo saranno addebitate agli Autori.Le bozze corrette dovranno essere restituite entro 15giorni a medicina dello sport - Edizioni MinervaMedica - Corso Bramante 83-85 - 10126 Torino.In caso di ritardo, la Redazione della rivista potràcorreggere d’ufficio le bozze in base all’originalepervenuto.I moduli per la richiesta di estratti vengono inviatiinsieme alle bozze.

Rivista stampata su acid-free paper.pISSN: 0025-7826eISSN: 1827-1863

General regulations

Medicina dello Sport, official journal of the ItalianFederation of Sports Medicine (FMSI), is an externalpeer-reviewed scientific journal, published quarterlyby Minerva Medica; editors in-chief have the inputof a distinguished board of editorial consultantsrepresenting multiple disciplines concerned withsports medicine. Medicina dello Sport aims topublish the highest quality material, both clinicaland scientific on all aspects of sports medicine;Medicina dello Sport includes research findings,technical evaluations, review articles and in addi-tion provides a forum for the exchange of informa-tion on all professional sports medicine issuesincluding education; reviewers are asked to com-plete a specific form and to return the paper to theEditor, with comments, within one month.The manuscripts submitted for publication mustconform precisely to the following instructions forauthors and are themselves in conformity with theUniform Requirements for Manuscripts submitted toBiomedical Editors published by the InternationalCommittee of Medical Journal Editors (Ann Int Med1988;105:258-265).The submission of the manuscript implies that thepaper has not previously been published and that, ifaccepted, it will not be published elsewhere, eitherin its entirety or in part.All illustrative material must be original.Illustrations taken from other sources must beaccompanied by the publisher’s permission.Manuscripts not accepted for publication will not bereturned by the publishers.In conformity with the Helsinki Declaration, the jour-nal reiterates that all research involving humanbeings must be conducted as indicated by theHelsinki Declaration. In conformity with theInternational Guiding Principles for BiomedicalResearch Involving Animals recommended by theWHO, the journal requires that all research on ani-mals conform to the said principles.Papers must be accompanied by the followingdeclaration signed by ALL THE AUTHORS: “Theundersigned Authors transfer the ownership ofcopyright to the journal MEDICINA DELLO SPORTshould their work be published in this journal. Theystate that the article is original, has not been submit-ted for publication in other journals and has notalready been published. They state that they areresponsible for the research that they have designedand carried out; that they have participated in draf-ting and revising the manuscript submitted, whichthey approve in its contents. They agree to informMinerva Medica of any conflict of interest that mightarise, particularly any financial agreements they mayhave with pharmaceutical or biomedical firms who-se products are pertinent to the subject matter dealtwith in the manuscript. In the case of studies carriedout on human beings, the authors confirm that thestudy was approved by the ethics committee andthat the patients gave their informed consent. Theyalso state that the research reported in the paperwas undertaken in compliance with the HelsinkiDeclaration and the International Principles gover-ning research on animals”.The authors implicity accept the fact that theirpaper will be presented anonymously for examina-

tion by the Editorial Board and for editorial revisionif accepted.EDITORIALS are commissioned by the Editor. Theyshould deal with topics of major importance onwhich the authors expresses a personal opinion.Editorials should not be subdivided into sections.Medicina dello Sport reserves a certain number ofpages for the publication without charge of a maxi-mum of two graduate theses pertaining to sportsmedicine and judged to be worthy of publicationby the schools in questions. They will be printed inthe form of abstracts of six printed pages each.

Manuscripts

Manuscripts, in Italian or English, should be submit-ted directly to the online Editorial Office at theEdizioni Minerva Medica website:www.minervamedica.itAuthors wishing to submit their manuscriptcan access the website www.minervamedica.itand go to the “Online submission” section. Ifyou are entering the site for the first time,please take a moment to create your personalaccount by clicking on “Create new account”.You will need to create an account in order toupload your manuscript to the online platformchoosing the Journal “Medicina dello Sport”.Enter your username and password and clickon "Login". Then follow the instructions onhow to submit a new manuscript.Manuscripts should also be despatched to:“Medicina dello Sport” - Federazione Medico-Sportiva Italiana, Viale Tiziano 70, 00196 Roma.If the first author is a member of the FMSI, a photo-copy of the membership card and of the annualrevewal should accompany the manuscript.According to the new contract regulations, no contri-bution will be due for printing costs and the authorwill receive 20 free reprints with cover and adiscount of 10% on rates for extra reprints and anyadditional costs (translations, photoliths, tables, etc.).The paper should be presented in electronic format(floppy disk and/or CD) and in doublespacedsheets, typed on one side only and subdivided intothe following sections:

Title page

• Coincise title without abbreviations in the originallanguage and accompanied by its translation intothe other language.

• Name, Surname and Signature of the Authors.• Department and University, Division and Hospital

or Body to which each author belongs.• Signature authorising publication of the Univer-

sity Department’s Head, the Hospital’s ChiefMedical Officer or the Director of the relevantBody. They should indicate whether “the work isthe equal work of all authors”, or specify the roleplayed by each author.

• Name, address and telephone number of theauthor to whom correspondence or proofsshould be addressed.

• Date of any congresses at which the papers hasalready been presented.

• Mention of any financial assistance or researchcontracts.

• Acknowledgements.

INSTRUCTIONS FOR AUTHORS

Summary and Key words

The summary must contain a detailed synthesis ofthe key elements of the work. The paper must be accompanied by a summary inItalian and one in English, containing no more than300 words, which should be structured as follows:Objective, Methods, Results, Discussion,Conclusions.A maximum of 5 key words must also be given,both in Italian and in English.Key words should use the terminology of theMedical Subject Headings (MeSH) in the IndexMedicus.

Text

The text should be composed as follows:

Introduction

Outlining current knowledge of the topic and thepurpose of the study, and explaining why theresults are being published.

Materials and methodsA description of the clinical, technical or experi-mental techniques used in the study. Any methodsand statistical procedures previously published indetail must be quoted under the appropriate refe-rence numbers. Data referring to the material mustbe expressed fully and precisely, but also simplyand concisely.Authors must comply strictly with the Guidelinesfor Statistical Reporting in Articles for MedicalJournals (Ann Int Med 1988, 108 266-273).The generic name, dose and method of administra-tion must be given for all drugs; no manufacturer’sbrand names will be accepted.Symbols and signs must be explained the first timethey appear in the text and must conform to inter-national standards.

Results

These should be reported in the form of tables andgraphs, if necessary statistically processed usingillustrative material, and presented concisely in thetext, avoiding comments and interpretations.

Discussion of results and conclusionsThis section comments on the results in terms oftheir relevance to clinical practice and experimentalresearch and may compare the results with datafrom the literature.

References

Works listed under “References” should be givenconsecutive Arabic number. References to theseworks in the text should be followed by the relevantnumber in parentheses.References should be listed in the standard formapproved by the International Committee of MedicalJournal Editors.

Journals. Each Reference entry should give the surna-me and initial(s) of all authors up to six (if the articlehas more than six authors, list the first six followed by:“et al.”), the original title of the article, the title of thejournal (using Index Medicus abbreviations); year ofpubblication; volume number; initial and final pagenumbers. Standard international punctuation must beadopted.Example: Sutherland DE, Simmons RL, Howard RJ.Intracapsular technique of transplant nephrectomy.Surg Gynecol Obstet 1978;146:951-2.

Books and Monographs. In the case of non-periodi-cal publications, authors should list the name ofauthors and the title, edition, place of publication,publisher and date of publication.Example: G. Rossi. Manuale di otorinolaringologia.IV edizione, Torino: Edizioni Minerva Medica,1987:67-95.

Tables

Each table should be presented on a separate sheetcorrectly typed, laid out according to the journal’sown pagination, numbered in Roman figures andbriefly titled. Any notes should be added at the footof the page and not incorporated in the title.Tables must be referred to in the text.

Figures

Photographs should be submitted in the form ofclean copies printed on card. A label on the backshould indicate the number in arabic numerals, thetitle of the article, the name of the first author, thepositioning (top or bottom). the photographsshould be referred to in the text.Do not write on the back of photographs. Do notscratch them or spoil them with staples. And wor-ding on the figure should be stenciled on in blockletters.Only the part essential to the article should bereproduced.Histological photographs should always indicatethe magnification ratio and staining method.Captions should be typed onto a separate sheet.Drawings, graphs and diagrams should be produ-ced in black ink on gloss-finish paper or smoothwhite draftsman’s paper, using stencil lettering whe-re necessary. They may also be produced on acomputer.Radiology photographs should be printed on paper.Electrocardiograms, electroencephalograms etc.should be submitted in their original form or photo-graphed, never photocopied.In the case of figures in colour, it should always bestated whether they are to be reproduced in colouror in black and white.Letters, numbers and symbols should be of a size toremain legible when reduced for publication.The ideal sizes for reproduction in this journal arethe following:

— cm 7.2 (base)×cm 4.8 (height)— cm 7.2 (base)×cm 9,8 (height)— cm 15,8 (base)×cm 9,8 (height)— cm 15,8 (base)×cm 18.5 (height): full page

Figures that do not conform precisely to the abovestandards will not be accepted for publication.Any changes to the proofs should be confined totypographical corrections. Any modifications to thetext will be charged to the authors.Corrected proofs should be returned within 15 daysto Medicina dello Sport - Edizioni Minerva Medica -Corso Bramante 83-85 - I-10126 Torino.In the event of delay, the Editorial Board will beentitled to make its own corrections on the basis ofthe original already received.Forms for requests for extracts will be sent out withthe proofs.

Journal printed on acid-free paper.pISSN: 0025-7826eISSN: 1827-1863

139EDITORIALELa Federazione Medico Sportiva Italiana oggi,tra ricerca e professionalitàVeicsteinas A.

145AREA FISIOLOGICARecupero della frequenza cardiaca in tempiultra brevi in atleti di diversi sportOstojic S. M., Calleja-Gonzalez J., Jakovljevic D. G.,Vucetic V., Ahumada F.

153Mantenimento dell’equilibrio nell’esecuzionedel calcio circolare nel karate (Mawashi Geri)Aschieri P. L., Baratto M., Cervera C., Gallamini M.,Lino A., Navarra S.

167Relazione tra momento della giornata e varia-zione della risposta pressoria all’esercizio fisi-co aerobicoDi Blasio A., D’Angelo E., Gallina S., Ripari P.

179AREA MEDICAPatterns elettrocardiografici in atleti ben alle-nati correlati con studi genetici come cause dimorte cardiaca improvvisa inaspettataMacarie C., Stoian I., Barbarii L., Ionescu A., TepesPiser I., Chioncel O., Carp A., Stoian I.

201Sindrome di Kawasaki, esercizio fisico e ido-neità medico-sportiva agonistica: caso clinicoCiccarone G.

209Risposte post-esercizio della pressione arte-riosa, della frequenza cardiaca e del prodottofrequenza/pressione negli esercizi di durata eresistenzaMohebbi H., Rahmani-Nia F., Sheikholeslami VataniD., Faraji H.

221Differenze legate al sesso nella fitness neuro-motoria di bambini del Sud Africa ruraleAmusa L. O., Goon D. T., Amey A. K.

Vol. 63 Giugno 2010 Numero 2

INDICE

Vol. 63, N. 2 MEDICINA DELLO SPORT XVII

MEDICINA DELLO SPORT

239AREA ORTOPEDICAIncidenza di infortuni e malattie alla 32°America’s Cup yacht racingBelli A., Della Bella G., Mollo M. L., Garcovich C.,Foti C.

255Ruolo della risonanza magnetica a basso cam-po nel riconoscimento del segno del meniscogalleggiante in seguito a trauma sportivoFrancavilla G., Iovane A., Sorrentino F., Candela F.,Sutera R., Sanfilippo A., Francavilla V. C., D’ArienzoM.

265Terreni in erba sintetica: rischio di insorgenzadi lesioni muscolo-scheletriche in giovani cal-ciatoriDi Tante V., Stefani L., Pruna R., Mercuri R., Galan-ti G.

277FORUMStress ossidativo e prestazione sportivaDi Mauro D., Pagano F., Bonaiuto M., Speciale F.,Magaudda L., Trimarchi F.

285LA MEDICINA DELLO SPORT … PERSPORTVela: le classi olimpicheFerraris L., Ravaglia R., Scotton C.

299LA MEDICINA DELLO SPORT ... PERSPORT NEI FASCICOLI

303NOTIZIARIO FEDERALE

306CONGRESSI

INDICE

XVIII MEDICINA DELLO SPORT Giugno 2010

Vol. 63 Giugno 2010 Numero 2

Vol. 63, N. 2 MEDICINA DELLO SPORT XIX

MEDICINA DELLO SPORT

139EDITORIALThe Italian Sports Medicine Federation today,between research and clinical workVeicsteinas A.

145PHYSIOLOGICAL AREAUltra short-term heart rate recovery in athle-tes of different sportsOstojic S. M., Calleja-Gonzalez J., Jakovljevic D. G.,Vucetic V., Ahumada F.

153Control of balance during execution of the cir-cular kick in karate (Mawashi geri)Aschieri P. L., Baratto M., Cervera C., Gallamini M.,Lino A., Navarra S.

167Relationship between time of day and varia-tion in blood pressure response to aerobicexerciseDi Blasio A., D’Angelo E., Gallina S., Ripari P.

179MEDICAL AREAElectrocardiographic patterns in highly trai-ned athletes correlated with genetic studies ascauses of unexpected sudden cardiac deathMacarie C., Stoian I., Barbarii L., Ionescu A., TepesPiser I., Chioncel O., Carp A., Stoian I.

201Kawasaki syndrome, physical exercise andsports eligibility: case reportCiccarone G.

209Post-exercise responses in blood pressure,heart rate and rate pressure product in endu-rance and resistance exerciseMohebbi H., Rahmani-Nia F., Sheikholeslami VataniD., Faraji H.

221Gender differences in neuromotor fitness ofrural South African children Amusa L. O., Goon D. T., Amey A. K.

CONTENTS

239ORTHOPEDIC AREAIncidence of injuries and illnesses in 32nd

America’s Cup yacht racingBelli A., Della Bella G., Mollo M. L., Garcovich C.,Foti C.

255Role of low-field magnetic resonance imagingin the detection of floating meniscus sign asconsequence of sport-related traumaFrancavilla G., Iovane A., Sorrentino F., Candela F.,Sutera R., Sanfilippo A., Francavilla V. C., D’ArienzoM.

265Synthetic turf: risk of the onset of muscular-skeletal lesions in young football playersDi Tante V., Stefani L., Pruna R., Mercuri R., Galan-ti G.

277FORUMOxidative stress and sport performanceDi Mauro D., Pagano F., Bonaiuto M., Speciale F.,Magaudda L., Trimarchi F.

285SPORT MEDICINE … FOR SPORTSailing: olympic classesFerraris L., Ravaglia R., Scotton C.

299SPORT MEDICINE … FOR SPORT INPAST ISSUES

303NEWS FROM THE FEDERATION

306CONGRESSES

CONTENTS

XX MEDICINA DELLO SPORT Giugno 2010

The Italian Sports Medicine Federationtoday, between research and clinical work

La Federazione Medico Sportiva Italiana oggi,tra ricerca e professionalità

A. VEICSTEINAS

President of the Scientific and Cultural Committee of the FMSIProfessor of Physiology, Department of Sport, Nutrition and Health Sciences

University of Milan, Centre of Sports Medicine, and Don Gnocchi Foundation, Milan

Vol. 63, N. 2 MEDICINA DELLO SPORT 139

In Sports Medicine, two areas have taken on arole which in my opinion have to be considered

with the maximal attention: scientific researchand the population’s demand for wellbeing. Areasthat are interwoven and about which I shouldlike to say a few words.

Over recent decades, in Italy as in all the mostindustrialised nations, biomedical scientificresearch has experienced an acceleration that itnever saw in the past. The most direct and imme-diate proof of this can be seen in the exponen-tial increase in the number of scientific papersturned up by the search engines, particularlyPubMed. The term ‘Research’ has penetrated themission statements of companies and public bod-ies which, unlike bodies that have always beeninvolved in research, such as Universities, theCNR, IRCCS etc., were without such a tradition inthe past. This sharp acceleration has, at least inpart, been the consequence of a new way of“doing research”, the result of the new tech-nologies and of the acquisition of new knowledgeof the most intimate cell structure.

To remain within the sphere of sports medi-cine, we have moved from a scientific approachbased on the mere description of an event (of aphysiological, biochemical, pathological etc.nature) to an approach which involves thedescription and analysis of the inner mechanismthat produced it. And as the cell is the constituentelement of all living creatures, it is within thecell, in its molecular components and in the inter-action between molecules, that this mechanism

In Medicina dello Sport due realtà hanno assuntoun ruolo che deve essere a mio parere tenuto in

massima considerazione: la ricerca scientifica e larichiesta di benessere della popolazione. Realtà inte-grate tra di loro e sulle quali espongo di seguito le mieconsiderazioni.

In questi ultimi decenni, anche nel nostro, comein tutti i Paesi più industrializzati, la ricerca scien-tifica biomedica ha subito un’accelerazione comenon mai nel passato. La testimonianza più direttae immediata viene dall’esponenziale incrementodel numero di lavori scientifici che emergono con imotori di ricerca, in particolare PubMed. La ricer-ca è entrata nelle “missions” di enti e realtà lavorativeche, a differenza di altri che se ne occupano dasempre, come Università, CNR, IRCCS, ecc., non ave-vano nel passato tale tradizione. Questa forte acce-lerazione è stata, almeno in parte, la conseguenzadi un nuovo modo di “fare ricerca”, frutto dellenuove tecnologie e della acquisizione di nuove cono-scenze sulla struttura più intima della cellula.

Per restare nell’ambito della medicina dello sport,si è passati da un approccio scientifico basato sullamera descrizione di un evento (di carattere fisiolo-gico, biochimico, patologico, ecc.) ad un approccioche prevede la descrizione e l’analisi dell’intimomeccanismo che lo ha prodotto. E poiché la cellulaè l’elemento costitutivo di tutti i viventi, è dentro diessa, nelle sue componenti molecolari e nell’intera-zione tra le molecole, che va ricercato tale mecca-nismo. Nasce e si sviluppa enormemente la biolo-gia molecolare, con le sue ulteriori ramificazioni, la

EditorialEditoriale

MED SPORT 2010;63:139-44

VEICSTEINAS

should be sought. Molecular biology has beenborn and has developed enormously, along withits ramifications, proteomics, transcriptomics,interactomics, metabolomics, and so on.

The second area. Over the same period Italiansociety, following the tendencies in other coun-tries with high standards of living, has demand-ed and is demanding increasingly of the med-ical class greater attention to the prevention andimprovement of the state of health of the popu-lation. From a general demand for a no-diseasecondition we have moved on to the demand forfull psychophysical wellbeing. For its part, epi-demiological research has long established thatphysical exercise, motor activity and sport (withthe due limitations) are among the main promo-tors of wellbeing.

Scientific research through molecular biologyon the one hand and the demand for wellbeingon the other come together in sports medicine.And the Italian Sports Medicine Federation hasnot remained deaf to this momentous transfor-mation in research and the new demands of thepopulation, extending its sectors of interventionto two new fronts. On the one hand, it has con-tinued to support the traditional activities of sportsphysicians and the fight against doping that typ-ified it in past years while adding scientific resarchat molecular level. On the other, it is working totransfer the function of the sports doctor frombeing a mere certifier (of fitness, as in a greatmany cases) to being a physician who prescribesphysical exercise and hence acts as a direct pro-moter of wellbeing for the population.

The Scientific and Cultural Committee, theFMSI body for promoting research, and “Medicinadello Sport”, the sports medicine research journal,have worked in tune with this thinking, addingthese new lines of study and these new popula-tion demands to the traditional themes involv-ing the daily professional activity of the sportsdoctor.

Among the numerous themes of interest to thesports doctor and as part of the “physical exercise-wellbeing” equation, I wish here by way of exam-ple to offer some short notes on a research themethat originates in molecular biology and that issubstantiated by bringing new information to theunderstanding of the molecular mechanisms thatlie at the basis of cardioprotection. Namely wewill attempt to answer the question: “For whatreasons are the subject who engages in physicalactivity of adequate intensity and duration, withcorrect modalities, protected from a heart attack?”

proteomica, la transcritomica, l’interattomica, lametabolomica, e così via.

La seconda realtà. Nello stesso periodo la societàitaliana, trascinata anche dall’orientamento deiPaesi a più elevato tenore di vita, ha richiesto, esempre più richiede, una maggiore attenzione almondo medico verso la prevenzione e il migliora-mento dello stato di salute della popolazione. Dallarichiesta di una condizione di assenza di malat-tia, si è passati alla richiesta del pieno benessere psi-cofisico. Dal canto suo, la ricerca epidemiologicaha ormai stabilito da tempo che l’esercizio fisico,l’attività motoria e lo sport (con le dovute limita-zioni) sono tra i principali promotori di benessere.

Ricerca scientifica attraverso la biologia moleco-lare, da una parte, e richiesta di benessere dall’al-tra, trovano un loro punto di incontro anche nellamedicina dello sport. E la Federazione MedicoSportiva Italiana non è rimasta disattenta rispetto aquesta trasformazione epocale della ricerca e dellenuove esigenze della popolazione, ampliando i pro-pri settori di intervento su due nuovi fronti. Infatti,da un lato, ha affiancato, alle tradizionali attivitàdi formazione del medico dello sport e di lotta aldoping che l’hanno caratterizzata nei lustri passa-ti, la ricerca scientifica, anche a livello molecolare.Dall’altro, si adopera per traghettare il medico del-lo sport da mero medico certificatore (di idoneità,come in moltissimi casi), a medico prescrittore diesercizio fisico e quindi diretto promotore di benes-sere per la popolazione.

Il Comitato Scientifico e Culturale, organo di pro-mozione della ricerca dell’FMSI, e la Rivista“Medicina dello Sport”, organo di diffusione dellaricerca, si sono attivati in sintonia con questi orien-tamenti, aggiungendo ai tradizionali temi specifi-ci orientati all’attività professionale quotidiana delmedico dello sport questi nuovi filoni di studio equeste nuove esigenze della popolazione.

Tra i numerosi temi di interesse del medico del-lo sport e nell’ambito del binomio “esercizio fisico-benessere”, di seguito desidero riportare, a titoloesemplificativo, brevi note su un tema di ricerca,che trae le proprie basi dalla biologia molecolare eche si concretizza portando nuove informazionialla comprensione dei meccanismi molecolari chestanno alla base della cardioprotezione. Si tentacioè di rispondere alla domanda: “Per quali moti-vi il soggetto che pratica attività fisica di adeguataintensità e durata, con corrette modalità, è protet-to dall’infarto?” È certamente un tema di enormeinteresse pratico, il cui approfondimento è anche

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VEICSTEINAS

It is certainly a subject of enormous practicalinterest further study of which is also a challengefor the researcher who has to address the com-plex and simultaneous involvement of the dif-ferent mechanisms of various organ functions inthe impossibility for example of using man as anexperimental model. If in fact we go beyond thelevel of mere epidemiological observation, wefind ourselves needing to analyse organs and tis-sues from the biochemical-molecular viewpointand therefore needing to adopt animal modelsmeaning that laboratory animals have to betrained to carry out physical exercise.

Numerous workers all over the world haveaddressed the theme of cardioprotection. AnItalian group coordinated by myself has beenlooking at this aspect for some years now as partof a multidisciplinary study which involves coop-eration between sports physiologists, biochemists,molecular biologists and internists.

Because of the interesting results obtained andthe confirmation of the role of physical exercisethat is accessible to everybody, not just athletes, Iwish to report the most significant data obtainedby us employing the rat as a model. It was decid-ed to study the effects of aerobic training at twolevels of intensity, both however relatable to ama-teur level intensity for humans. The subjects (youngmale albino rats) were made to run on a rat-spe-cific conveyor belt one hour a day, three days aweek for 10 weeks. Sedentary animals of the sameage were used as controls and a further groupwas represented by rats which, following the train-ing period of 10 weeks, returned to a sedentary lifefor a further 4 weeks to simulate the situationfaced by a person who suspends physical exercise.Apart from the possibility of taking organ and tis-sue samples, the advantages of using an animalmodel are numerous. It is in fact possible to useanimals with the same genetic background, keepthem in identical standard conditions, train themaccording to precise protocols and have themmonitored directly by the experimenter, so reduc-ing the series to be examined.

To assess the effects of aerobic training on car-dioprotection, during the first phase the effects ofexperimental ischaemic damage obtained bycoronary ligature were assessed, followed by aperiod of reperfusion (it is known that the great-est damage to the myocardium are due to thepost-ischaemic reperfusion phase). Quantifyingthe infarcted area, recognised using morpholog-ical criteria, we thus obtained an objective con-firmation of the cardioprotection obtained with

una sfida per il ricercatore, che deve affrontare ilcomplesso e simultaneo coinvolgimento di svariatimeccanismi e diverse funzioni di organi e appara-ti, nell’impossibilità, tra l’altro, di utilizzare l’uo-mo come modello sperimentale. Se infatti si superail livello di mera osservazione epidemiologica, ci sitrova nella necessità di analizzare organi e tessutidal punto di vista biochimico-molecolare e quindinella necessità di adottare modelli animali, checomportano l’allenamento all’esercizio fisico di ani-mali di laboratorio.

Numerosi autori hanno affrontato il tema dellacardioprotezione in tutto il mondo. Un gruppo ita-liano coordinato dallo scrivente sta da qualche annoaffrontando tale aspetto nell’ambito di uno studiomultidisciplinare che vede la collaborazione trafisiologi dello sport, biochimici, biologi molecolari einternisti.

Per gli interessanti risultati ottenuti e per la con-ferma del ruolo offerto dall’esercizio fisico accessi-bile a tutti, non solo dagli atleti, desidero di seguitoriportare i dati più significativi da noi ottenuti uti-lizzando quale modello animale il ratto. Si è sceltodi studiare gli effetti dell’allenamento aerobico, didue livelli di intensità, entrambi comunque ripor-tabili a intensità di livello amatoriale per l’uomo. Isoggetti (ratti albini, maschi, giovani) sono fatti cor-rere su nastro trasportatore specifico per ratti, un’o-ra al giorno per tre giorni alla settimana per 10 set-timane. Come controlli sono utilizzati animali seden-tari di pari età e un ulteriore gruppo è rappresentatoda ratti che, dopo il periodo di allenamento di 10 set-timane sono riportati alla vita sedentaria per ulte-riori 4 settimane, per simulare la situazione cui vaincontro una persona che sospende la pratica del-l’esercizio fisico.

Oltre alla possibilità di prelevare organi e tessu-ti, i vantaggi dell’uso di un modello animale sononumerosi. È infatti possibile utilizzare animali conlo stesso background genetico, mantenerli in con-dizioni standard identiche, allenarli secondo pro-tocolli precisi e tenerli controllati direttamente dal-lo sperimentatore, riducendo con questi accorgi-menti la casistica da esaminare.

Per la valutazione degli effetti dell’allenamentoaerobico sulla cardioprotezione, si sono, in una pri-ma fase, valutati gli effetti di un danno ischemicosperimentale, ottenuto mediante legatura corona-rica, seguita da un periodo di riperfusione (è infat-ti noto che i danni maggiori per il miocardio sonodovuti alla fase di riperfusione post-ischemica).Quantificando l’area infartuata, riconosciuta con


VEICSTEINAS

training. In fact, where the area involved byischaemia is the same, the infarcted area was sta-tistically greater in sedentary subjects than intrained subjects. In addition, cardioprotectionproved to be a function of training intensity andpersisted, albeit at lower levels, after 4 weeks ofdetraining.1 For the study of the biomolecularmechanisms underlying such cardioprotection,the study of transcriptome was used first, name-ly the set of mRNA transcribed in the tissue underexamination. A comparison was then madebetween the mRNA expressed by the myocardi-um of the sedentary rats and the trained rats.This study was associated with the selective studyof some proteins expressed by the tissues. If sucha study is carried out systematicially it is definedas a proteomic study, but the proteome is muchmore complex than the transcriptome and con-siderably more difficult to investigate, so in gen-eral the study is only carried out “by sampling”some proteins of particular interest. Further, noteven proteome study provides complete infor-mation as the mere presence of a protein and itsquantification should at times be assisted by thestudy of its enzymatic activity and its cell locali-sation.

In addition to confirming data obtained byother authors, our studies have highlighted anumber of aspects which I will summarise. Firstit was seen that moderate and continuous aero-bic exercise induces the expression of anti-oxi-dant enzymes and stress proteins in the myocardi-um.2 The presence of both these categories ofcytoprotective molecules is enough to suggestthat the myocardium of a trained subject can bet-ter withstand ischaemic phenomena than that ofa sedentary subject. In fact such episodes involveoxidative stress and damage to cell structureslike DNA, lipids and proteins until cell death.

Another interesting fact obtained concerns thecontrol mechanism of cardiac hypertrophy. Infact, the type of training employed did not causecardiac hypertrophy in spite of the higher loaddemanded of the myocardium. Some data toemerge from our studies evidenced the anti-hypertrophic role performed by caveolin-3, aprotein present in the cell membrane and animportant component of the lipidic structuresknown as caveolae, involved in numerous cell sig-nalling mechanisms. In the cardiomyocytes oftrained subjects, this protein finds its greatestexpression for at least 24-48 h from the last train-ing session.3 The increase in the capillary densi-ty of the myocardium also contributes to pro-

criteri morfologici, si è così ottenuto un riscontroobiettivo della cardioprotezione indotta dall’alle-namento. Infatti, a parità di area interessata dal-l’ischemia, l’area infartuata è risultata statistica-mente maggiore nei soggetti sedentari che in quelliallenati. Inoltre, la cardioprotezione è risultata fun-zione dell’intensità dell’allenamento e persistente,anche se a livelli minori, dopo 4 settimane di detrai-ning 1. Per lo studio dei meccanismi biomolecolarisottesi a tale cardioprotezione, ci si è avvalsi in pri-mis dello studio del trascrittoma, ossia dell’insiemedegli mRNA trascritti nel tessuto in esame. Si sonoquindi confrontati tra di loro gli mRNA espressi dalmiocardio dei ratti sedentari e di quelli allenati. Atale studio si è affiancato quello selettivo di alcuneproteine espresse dai tessuti stessi. Se tale studio vie-ne compiuto sistematicamente, esso si definisce stu-dio proteomico, ma il proteoma è molto più com-plesso del trascrittoma e notevolmente più difficile daindagare, quindi in genere lo studio viene effettua-to solo “per campionatura” di alcune proteine diparticolare interesse. Inoltre, anche lo studio pro-teomico non fornisce informazioni complete, inquanto la mera presenza di una proteina e la suaquantificazione vanno a volte affiancate dallo stu-dio della sua attività enzimatica e della sua loca-lizzazione cellulare.

Oltre a confermare dati ottenuti da altri autori,i nostri studi hanno messo in luce alcuni aspetti cheriassumo di seguito. Innanzitutto, si è visto che l’e-sercizio aerobico moderato e continuativo induce l’e-spressione nel miocardio di enzimi antiossidanti edi “proteine da stress” 2. La presenza di entrambequeste categorie di molecole citoprotettive suggerisceda sola come il miocardio di un soggetto allenato pos-sa resistere meglio di quello di un soggetto sedenta-rio a fenomeni ischemici. Infatti tali episodi com-portano stress ossidativo, danno a strutture cellu-lari come DNA, lipidi e proteine, fino a morte cellu-lare.

Un altro dato interessante ottenuto riguarda ilmeccanismo di controllo dell’ipertrofia cardiaca.Infatti, il tipo di allenamento utilizzato non ha cau-sato ipertrofia cardiaca, nonostante il maggiorecarico richiesto al miocardio. Alcuni dati emersidai nostri studi hanno messo in luce il ruolo anti-ipertrofia esercitato dalla caveolina-3, una protei-na presente nella membrana cellulare e compo-nente importante di alcune strutture lipidiche deno-minate caveolae, coinvolte in numerosi mecca-nismi di segnalazione cellulare. Nei cardiomiociti deisoggetti allenati, tale proteina resta infatti espressa


VEICSTEINAS

tecting it from ischaemic damage. Another studyoffers proof of this.4 As these are anatomic struc-tures, a certain time lapse is necessary both fortheir formation and for the re-establishing of thecapillarisation typical of the myocardium ofsedentary subjects. This explains both the partialpersistence of cardioprotection following detrain-ing, and shows that the cardioprotective effectsof chronic exercise, namely of long-term training,differ in certain aspects from the cardioprotectiveeffects of so-called “ischaemic pre-conditioning”,which is experimentally carried out also by meansof acute individual exercises of considerableintensity.

From an analysis of the results obtained, wecan suggest that moderate training shares cer-tain signalling aspects with ischaemic precondi-tioning, particularly the formation of oxygen rad-ical species, but it makes it possible to obtainthe same benefits without either damage to ordanger for health.

Still on the subject of signalling, our data sug-gest that transitory, very slight episodes of cardiacischaemia, as might occur in the first few minutesof physical exercise, when the cardiorespiratorysystem has not yet reached a metabolic steadystate condition, might perform a cardioprotec-tive role.5 We have in fact observed the increaseof an HIF1-α master gene expression. Theincrease in the HIF1-α gene suggested starting anew series of experients financed, as before, bythe Ministry of Research and the University (aswell as private Foundations), aimed at studyingthe cardioprotective role of experimental inter-mittent hypoxia. This practice, currently sug-gested for athletes (“train low, sleep high”) for thepurpose of inducing an increase in haematocrit,could also be an aid for the person unable tocarry out physical exercise, but who needs tostrengthen his cardiac defences. Once again theworlds of sport and health come together withprofit.

Finally, I wish to mention another study carriedout by our group which has enabled us to eval-uate how training induces the expression ofparaoxonases, enzymes known for their anti-oxi-dising role as regards LDL 6. This informationadds further data to our knowledge of the knownbeneficial effects of physical exercise on cardio-vascular health.

maggiormente per almeno 24-48 h dall’ultimo alle-namento 3. Anche l’aumento della densità capilla-re del miocardio contribuisce a proteggerlo dal dan-no ischemico. Un altro studio effettuato porta provein tal senso 4. Trattandosi di strutture anatomiche,è necessario un certo lasso di tempo sia per la loro for-mazione sia per il ripristino della capillarizzazionetipica del miocardio dei soggetti sedentari. Ciò giu-stifica sia la persistenza parziale della cardioprote-zione in seguito a detraining, sia dimostra che glieffetti cardioprotettivi dell’esercizio cronico, ossiadell’allenamento condotti a lungo, differiscono peralcuni aspetti dagli effetti cardioprotettivi del cosid-detto “precondizionamento ischemico”, che vienesperimentalmente effettuato anche tramite singoliesercizi acuti di notevole intensità.

Dall’analisi dei risultati ottenuti, possiamo sug-gerire che l’allenamento moderato condivide con ilprecondizionamento ischemico alcuni aspetti disignaling, in particolare la formazione di specieradicaliche dell’ossigeno, ma consente di ottenere glistessi benefici senza danno né pericoli per la salu-te.

Sempre in tema di signaling, i nostri dati sugge-riscono che episodi transitori e modestissimi di ische-mia cardiaca, quali potrebbero essere presenti neiprimi minuti di esercizio fisico, quando il sistemacardiorespiratorio non ha ancora raggiunto unacondizione di steady state metabolico, potrebberosvolgere un ruolo cardioprotettivi 5. Abbiamo infat-ti osservato l’aumento di espressione di un gene“master”, HIF1-α. L’incremento del gene HIF1-α.ha suggerito di iniziare una nuova serie di speri-menti, finanziati, come i precedenti, dal Ministerodella Ricerca e dell’Università (oltre che daFondazioni private), volti a studiare il ruolo car-dioprotettivo dell’ipossia intermittente sperimentale.Tale pratica, attualmente suggerita per l’atleta (“trainlow, sleep high”) allo scopo di indurre un aumentodell’ematocrito, potrebbe essere anche un ausilioper chi si trova nell’impossibilità di svolgere eserci-zio fisico, ma necessita di rafforzare le proprie dife-se cardiache. Ancora una volta, il mondo dello sporte quello della salute si incontrano in modo profi-cuo.

Infine, desidero citarvi un altro studio del nostrogruppo, che ci ha consentito di valutare che l’alle-namento induce l’espressione delle paraossonasi,enzimi noti per il loro ruolo antiossidante nei con-fronti delle LDL 6. Tale dato aggiunge un altro tas-sello alle conoscenze sui noti effetti benefici dell’e-sercizio fisico sulla salute cardiovascolare.


VEICSTEINAS


References/Bibliografia

1) Esposito F, Ronchi R, Milano G,Margonato V, Paracchino E, Di Tullio S,Marini M, Veicsteinas A, Samaja M.Myocardial tolerance to ischemia-reperfu-sion injury is related to training intensityand partially persists after training cessation,submitted.2) Marini M., Lapalombella R., MargonatoV., Ronchi R., Samaja M, Scapin C., GorzaL., Maraldi T., Carinci P.,Ventura C.,Veicsteinas A. Mild exercise training, car-dioprotection and stress gene profile.

European Journal of Applied Physiology2007;99:503-10.3) Giusti B., Marini M., Rossi L., Lapini I.,Magi A., Capalbo A., Lapalombella R., diTullio S., Samaja M., Esposito F., MargonatoV., Boddi M., Abbate R., Veicsteinas A. Geneexpression profile of rat left ventricles revealspersisting changes following chronic mildexercise protocol: implications for cardio-protection. BMC Genomics 2009;10: 342. 4) Marini M., Falcieri E., Margonato V., TreréD., Lapalombella R., di Tullio S., MarchionniC., Burattini S., Samaja M., Esposito F.,Veicsteinas A. Partial persistance of exercise-

induced myocardial angiogenesis following4-wk detraining in the rat. Histochemistryand Cell Biology 2008;129:479-87.5) Samaja M., Veicsteinas A., Milano G.Effects of intermittent versus chronic hypoxiaon myocardial ischemic tolerance. InIntermittent hypoxia. Xi L., Serebrovskaia T.eds. Nova Science Publ., USA. 2009.6) Romani R., De Medio G.E., di Tullio S.,Lapalombella R., Pirisinu I.., Margonato V.,Veicsteinas A., Marini M., Rosi G. Modulationof paraoxonase 1 and 3 expression aftermoderate exercise training in the rat. Journalof Lipid Res 2009;50:2036-45.

Corresponding author: A. Veicsteinas, Presidente del Comitato Scientifico Culturale della FMSI, Ordinario di Fisiologia,Dipartimento di Scienze dello Sport, Nutrizione e Salute, Università degli Studi di Milano, e Centro di Medicina dello Sport,Fondazione Don Gnocchi, Milano, Italia. E-mail: [email protected]

Ultra short-term heart rate recoveryin athletes of different sports

Recupero della frequenza cardiaca in tempi ultra breviin atleti di diversi sport

S. M. OSTOJIC 1, J. CALLEJA-GONZALEZ 2, D.G. JAKOVLJEVIC 3, V. VUCETIC 4, F. AHUMADA 5

1Exercise Physiology Laboratory, Biomedical Sciences DepartmentFaculty of Sport and Tourism, Novi Sad, Metropolitan University, Serbia

2Laboratory of Analysis of Sport Performance, Physical Activity DepartmentFaculty of Sport Sciences, University of the Basque Country, Spain

3Research Centre for Health Studies, Faculty for Society and HealthBuckinghamshire New University, Buckinghamshire, UK

4Department of Kinesiology, Faculty of Kinesiology, University of Zagreb, Zagreb, Croatia5Sobre Entrenamiento Group, Cordoba, Argentina

SUMMARYAim. The main aim of this study was to assess ultra short-term heart rate recovery (HRR) in athletes participating in dif-ferent types of sport activities: 1) continuous (e.g. distance running and cycling), and 2) intermittent sports (e.g. basketball,soccer and handball). Methods. Forty-six male athletes were recruited for the study. Depending on the sport they participated, athletes wereallocated into continuous sports group (CNT, n = 20) or intermittent sports group (INT, n = 19). The two groups werematched for age and physical fitness level. Athletes performed maximal cardiopulmonary exercise test on a treadmillusing the ramp protocol. Immediately upon exercise cessation, subjects undertook supine position with continuous mea-surement of heart rate during the first minute of recovery. Data were analyzed in 10-sec intervals and were comparedbetween the CNT and INT group. Results. Significant difference in the HRR between the CNT and INT group was identified only at 10 and 20 secondsof recovery period (p < 0.05). The INT group demonstrated significantly lower heart rate than CNT group (p < 0.05). Theseresults suggest that athletes engaged in intermittent sports demonstrate faster decrease in the heart rate during the firsttwenty seconds after maximal exercise than their counterparts trained for continuous performance. Conclusion. These results seem to indicate that sports activity and training along with autonomic modulation might haveplayed a role in the ultra short-term cardiovascular responses to all-out exercise.

KEY WORDS: Training - Recovery - Parasympathetic - Endurance - Intermittent.


RIASSUNTOObiettivo. L'obiettivo principale di questo studio è stato di valutare il recupero ultra breve della frequenza cardiaca (FCR)in atleti coinvolti in diversi tipi di attività sportiva: 1) continuativa (per esempio corsa sulla distanza e ciclismo), e 2) sportsintermittenti (per esempio basketball, soccer e pallamano).Metodi Quarantasei atleti di sesso maschile sono stati reclutati per lo studio. In base al tipo di sport che effettuavano,gli atleti sono stati assegnati al gruppo degli sports continuativi (CNT, n = 20) o al gruppo degli sports intermittenti (INT,n = 19). I due gruppi erano simili in termini di età e livello di fitness fisica. Gli atleti hanno effettuato un test da sforzocardiopolmonare massimale su treadmill applicando il protocollo ramp. Immediatamente dopo il termine dello sfor-zo fisico, gli atleti hanno acquisito una posizione supina, con rilevamento continuo della frequenza cardiaca nel pri-mo minuto di recupero. I dati sono stati analizzati ad intervalli di 10 secondi e sono stati confrontati tra il gruppo CNTed il gruppo INT.

Physiological area Area fisiologica

MED SPORT 2010;63:145-52

OSTOJIC ULTRA SHORT-TERM RECOVERY AND SPORT PERFORMANCE

Recovery of the heart rate is the rate at whichheart rate (HR) decreases (or the time taken for

HR to recover) after moderate to heavy exerciseand is dependent at most on the relationshipbetween parasympathetic and sympathetic ner-vous activity.1 HR increases during exercise inresponse to a combination of sympathetic activa-tion and parasympathetic withdrawal, with thereverse occuring during recovery following exer-cise.2 Recovery HR is known to change withendurance training and in diseased states.3). Severalauthors found recovery HR to be accelerated inendurance athletes but blunted in patients withheart failure.4-6 However, there are no data to indi-cate whether recovery HR is a sensitive measure ofautonomic control and whether recovery HR canbe used as a marker representing the body’s capac-ity to respond to training. Type of training andperformance are additional factors that can influ-ence recovery HR response, since the physiolog-ical adaptations of trained individuals may altermany aspects of exercise metabolism.

Short and Sedlock 7 showed that throughoutthe recovery period the group of trained athleteswith superior aerobic capacity had a consistent-ly lower HR as compared to untrained subjects butthere is no clear explanation regarding this phe-nomenon. According to our knowledge it seemsthat none study analyzed recovery HR after max-imal exercise in athletes engaged in different typeof sport activities (e.g. intermittent and continuous)with similar aerobic fitness. Moreover, data arelacking to confirm the time course of recoveryHR during the first 20-30 seconds of recovery(ultra short-term recovery), which could be ofparticular interest for programming training insport and exercise. Therefore, the main aim ofthe present study was to investigate whether dif-ferent types of sport activities (intermittent vs.continuous sports) influence HR responses duringthe 10-seconds intervals of the first min of recov-ery after maximal exercise in male athletes.

I l recupero della frequenza cardiaca rappresen-ta la velocità con cui la frequenza cardiaca (FC)

diminuisce (o il tempo impiegato dalla FC per recu-perare) dopo uno sforzo moderato intenso ed è estre-mamente dipendente dalla relazione esistente tral’attività nervosa parasimpatica e simpatica.1 La FCaumenta durante lo sforzo fisico in risposta allacombinazione dell’attivazione simpatica e dell’ini-bizione parasimpatica, che è l’opposto a ciò che siverifica durante il recupero dopo lo sforzo.2 La FC direcupero cambia con l’allenamento di endurance ein determinate condizioni patologiche.3 DiversiAutori hanno dimostrato che la FC di recupero èaccelerata negli atleti sottoposti a sforzi di endu-rance, ma ridotta nei pazienti affetti da insuffi-cienza cardiaca.4-6 Tuttavia, non vi sono dati perconcludere se la FC di recupero sia un parametrosensibile del controllo autonomico e se la FC di recu-pero possa essere impiegata come marcatore dellacapacità dell’organismo a rispondere ad uno sfor-zo. La tipologia di allenamento e la performancesono ulteriori fattori che possono influenzare larisposta in termini di FC di recupero, poiché gliadattamenti fisiologici di soggetti allenati possonoalterare numerosi aspetti del metabolismo durantee dopo lo sforzo fisico.

Short e Sedlock 7 hanno dimostrato che durantetutto il periodo di recupero, il gruppo di atleti alle-nati con una capacità aerobica superiore avevariportato una FC significativamente inferiore, rispet-to a soggetti non allenati, tuttavia non vi è ancorauna chiara spiegazione di questo fenomeno. A nostraconoscenza, nessuno studio ha fino ad ora analiz-zato la FC di recupero dopo uno sforzo massimalein atleti impegnati in diverse tipologie di attivitàsportive (intermittente e continua) con fitness aero-bica similari. Inoltre, mancano dati per conferma-re il decorso temporale della FC di recupero duran-te i primi 20-30 secondi di recupero (recupero ultra-breve), che potrebbe essere di particolare interesse perprogrammare l’allenamento in ambito sportivo.Pertanto, l’obiettivo principale di questo studio eradi analizzare se tipologie differenti di attività spor-tive (sports intermittenti vs. continui) influenzino le


Risultati. Una differenza statisticamente significativa in termini di RFC tra il gruppo CNT ed il gruppo INT è stata iden-tificata soltanto a 10 ed a 20 secondi del periodo di recupero (p < 0,05). Il gruppo INT ha riportato una frequenza car-diaca significativamente inferiore rispetto al gruppo CNT (p < 0,05). Questi risultati indicano che gli atleti coinvolti insports intermittenti riportano una più veloce riduzione della frequenza cardiaca nei primi venti secondi dopo unosforzo massimale, rispetto agli atleti allenati per una performance continua. Conclusioni Questi risultati sembrerebbero indicare che l’attività sportiva e l’allenamento insieme alla modulazione auto-nomica giocherebbero un ruolo nelle risposte cardiovascolari ultra-brevi allo sforzo massinale.

PAROLE CHIAVE: Allenamento - Recupero - Parasimpatico - Endurance - Intermittente.

ULTRA SHORT-TERM RECOVERY AND SPORT PERFORMANCE OSTOJIC

Materials and methods

Participants

Forty four healthy young male athletes wererecruited from different sports. All participantswere actively engaged in consistent exercisetraining programme over the previous at leastfour years. Exclusion criteria included: (1) a his-tory of heart diseases, (2) a musculoskeletal dys-function, (3) known metabolic disease, (4) use ofany performance enhancing substance withinthe past 14 days, (5) smoking, or (6) an impairedresponse to stress test. All participants gave theirinformed consent and voluntarily participatedin the study. The subjects had a mean age of21.9 ± 1.8 years, mean body mass 81.0 ± 6.4 kg,and mean height 184.4 ± 5.9 cm (Table I).Participants were classified into two groups basedon predominant type of previous training andperformance requirements, determined asdescribed below.

Athletes were allocated into continuous (CNT)group (those participating in continuous sportssuch as distance running and cycling) or inter-mittent (INT) group (those engaged in intermit-tent sports such as basketball, soccer and hand-ball). All participants were fully informed ver-bally and in writing about the nature anddemands of the study as well as the known healthrisks. They completed a health history question-naire and informed that they could withdrawfrom the study at any time. Upon initial recruit-ment, all but five met the inclusion criteria totake part in the study. Finally the CNT groupconsisted of 20 athletes and INT group consistedof 19 athletes.

risposte in termini di FC durante gli intervalli di 10secondi del primo minuto di recupero dopo unosforzo massimale in atleti di sesso maschile.

Materiali e metodi

Partecipanti

Quarantaquattro atleti di sesso maschile in buo-na salute sono stati reclutati da diverse disciplinesportive. Tutti i partecipanti erano attivamente impe-gnati in un programma di allenamento costantealmeno negli ultimi quattro anni. I criteri di esclu-sione erano: (1) pregressa storia di patologie car-diache, (2) una disfunzione muscolo-scheletrica,(3) nota patologia metabolica, (4) assunzione diqualsiasi sostanza che migliori la prestazione negliultimi 14 giorni, (5) fumo di sigaretta, oppure (6)un’alterata risposta al test da stress. Tutti i parteci-panti hanno fornito il loro consenso informato edhanno partecipato in maniera volontaria allo stu-dio. I soggetti avevano un’età media di 21,9 ± 1,8anni, un peso corporeo medio di 81,0 ± 6,4 kg, edun’altezza media di 184,4 ± 5,9 cm (Tabella I). I par-tecipanti allo studio sono stati suddivisi in due grup-pi in base alla tipologia predominante del prece-dente allenamento e ai requisiti di performance,determinati come di seguito riportato.

Gli atleti sono stati suddivisi nel gruppo “continuo”(CNT) (coloro che praticavano sports continui comela corsa sulla distanza e il ciclismo) o nel gruppo“intermittente” (INT) (coloro che erano impegnati insports intermittenti come il basketball, il soccer e lapallamano). Tutti i partecipanti sono stati comple-tamente informati oralmente e per iscritto circa lanatura e gli obiettivi dello studio, come pure circa irischi correlati alla salute noti. Essi hanno compilatoun questionario riguardante il loro stato di salute ederano informati del fatto che avrebbero potuto riti-rarsi dallo studio in qualsiasi momento. Al terminedel reclutamento iniziale, tutti i soggetti tranne cin-que hanno soddisfatto i criteri di inclusioni per par-tecipare allo studio. Pertanto, il gruppo CNT eracostituito da 20 atleti, e il gruppo INT era costituitoda 19 atleti.

Procedure sperimentali

Tutte le procedure erano in accordo con laDichiarazione di Helsinki, e lo studio è stato appro-vato dal Comitato Etico locale. Le misurazioni fisio-logiche sono state effettuate nell’ultima settimanadel periodo di allenamento preparatorio per la com-petizione. Nelle 24 precedenti l’esperimento, i soggettinon hanno partecipato a nessuna attività fisica pro-lungata o assunto bevande alcooliche e/o conte-


TABLE I.—Physical and physiological characteristics ofthe athletes engaged in continuous (CNT) and inter-mittent (INT) sportS.TABELLA I. — Caratteristiche fisiche e fisiologiche degliatleti coinvolti in sport continuativi (CNT) e intermit-tenti (INT).

CNT INTgroup group

N 20 19Age (years) 22.0±1.7 21.7±1.8

Height (cm) 184.9±6.1 183.9±5.7

Body mass (kg) 81.2±6.8 80.7±5.9

Body fat (%) 8.7±2.0 8.9±1.8

Maximal oxygen uptake(ml/kg/min) 60.5±4.1 61.2±5.0


Experimental Procedures

All procedures were in accordance with theDeclaration of Helsinki and the study wasapproved by the Faculty Ethics Committee.Physiological measurements were made duringthe final week of preparatory training period forcompetition. In the 24 hours before the experi-ment, the subjects did not participate in any pro-longed exercise or drinking alcoholic and/or caf-feine beverages. Subjects reported to the exercisephysiology laboratory at 10 a.m. after a rest ofbetween 10 and 12 h. Before experimental ses-sion body mass, height and percentage of body fatfrom skinfold thickness were determined for eachsubject. Then the subjects were instrumented formaximal oxygen consumption (VO2max), elec-trocardiogram (ECG) and telemetric heart rate(HR) assessment. Exercise test was performedaccording to individualized ramp protocol up tomaximal symptom-tolerated level using a treadmillsystem (Trackmaster TMX425C, Newton, USA).Gas-exchange data were collected throughout theexercise test using a breath-by-breath metabolicsystem (Vacu-Med CPX, Ventura, USA) withVO2max defined as the highest VO2 achieved dur-ing the test with data smoothed before calculatingVO2 max. The ECG was continuously recordedusing a 12-lead stress analysis system (Custo-MedEC1000, Ottobrunn, Germany) and the heart ratewas also recorded with the HR monitor (PolarS410, Kempele, Finland).

As soon as maximal exercise stress test wascompleted subjects were placed in the supinebody position with the face mask on with con-tinuous 1-minute heart rate recording. The timebetween exercise cessation and undertakingsupine body position was recorded for each par-ticipant and averaged 5.0 ± 1.9 seconds for theINT and 5.4 ± 2.0 seconds for the CNT group. TheECG tracing was reviewed for correct identifica-tion of all beats. The HR during the first minuteof recovery was measured at 10 sec intervalsusing all time points via both HR monitor andECG. The mean of the 2 readings with a coeffi-cient of variation below 10% was used in thestudy. The HR decrease during the recoveryphase was also quantified as percent HR decrease(%HR) from the peak exercise HR (100%) duringthe first min of recovery. The laboratory endpoint committee evaluated all HR recoveryresponses in a blinded fashion and end pointswere determined by unanimous decision. Theathletes were familiar with testing procedures aspart of their regular training process. To ensure

nenti caffeina. I soggetti si sono recati al laborato-rio di fisiologia dell’esercizio alle ore 10 del mattinodopo un periodo di riposo di 10-12 ore. Prima diiniziare la sessione sperimentale, sono stati misuratiil peso corporeo, l’altezza e la percentuale di grassocorporeo dallo spessore della piega cutanea per cia-scun soggetto. Quindi, i partecipanti sono stati valu-tati per quanto riguardava il consumo massimale diossigeno (VO2max), l’elettrocardiogramma (ECG) ela determinazione telemetrica della frequenza car-diaca (FC). Il test fisico è stato condotto sulla base diun protocollo ramp personalizzato fino al livellomassimale sintomo-tollerato, utilizzando un sistemaa treadmill (Trackmaster TMX425C, Newton, USA).I dati relativi allo scambio gassoso sono strati raccoltidurante tutta la durata dell’esercizio fisico utiliz-zando un sistema metabolico respiro-per-respiro(Vacu-Med CPX, Ventura, USA), in cui VO2max eradefinito come il massimo VO2 raggiunto durante iltest. L’ECG veniva registrato in maniera continua uti-lizzando un sistema di analisi a 12 derivazioni(Custo-Med EC1000, Ottobrunn, Germany), e lafrequenza cardiaca veniva registrata attraversol’apposito monitor della FC (Polar S410, Kempele,Finland).

Appena il test da stress fisico massimale venivacompletato, I soggetti venivano posizionati in posi-zione supine con registrazione continua per 1 minu-to della frequenza cardiaca. Il tempo intercorso trail termine dell’attività fisica e l’acquisizione dellaposizione supina è stato registrato per ciascun par-tecipante ed era in media di 5,0 ± 1,9 secondi per ilgruppo INT e 5,4 ± 2,0 secondi per il gruppo CNT. Iltracciato dell’ECG veniva controllato per la corret-ta identificazione di tutti I battiti. La FC durante ilprimo minuto di recupero è stata misurata ad inter-valli di 10 secondi utilizzando sia il monitor dellaFC, sia l’ECG. La media delle 2 letture con un coef-ficiente di variazione inferiore al 10% è stata uti-lizzata nello studio. La riduzione della FC durantela fase di recupero è stata, inoltre, quantificata comeriduzione della FC percentuale (% FC) dalla FC dipicco durante lo sforzo (100%) durante il primominuto di recupero. Un comitato ha, al termine,valutato tutte le risposte della FC di recupero inmaniera “cieca” e gli end points sono stati determi-nati con decisione unanime. Gli atleti conoscevanobene le procedure del test, essendo queste parte delregolare processo di allenamento. Per assicurareche l’ambiente di esercizio fosse appropriatamentecontrollato, il laboratorio è stato mantenuto piùsilenzioso possible durante tutte le procedure dimisurazione. La stanza in cui si sono tenute le pro-ve era mantenuta ad una temperature di 20 ± 3°Ccon un’umidità relativa del 32 ± 5 %.



that the testing environment was appropriatelycontrolled, the laboratory was kept as quiet aspossible during all measurement procedures. Thetesting room was maintained at 20 ± 3°C and 32± 5 % relative humidity.

Statistical Analysis

The data were expressed as means ± SD.Statistical significance was assessed usingStudent’s t test for independent samples. P valuesof less than 0.05 were considered statistically sig-nificant. The data were analyzed using the SPSSversion 14.0 software (SPSS Inc., USA).

Results

Table II displays the recovery HR measure-ments. At the end of exercise (start of recovery),HR was similar in both trials. At the both 10 and20 sec of recovery period, INT group had signif-icantly lower HR as compared to their CNT coun-terparts (P<0.05). There were no differencesbetween groups at other timing intervals of recov-ery for HR responses. Similar results were foundwhen %HR dropouts were compared betweengroups (Figure 1).

Analisi statistica

I dati sono riportati come medie ± SD. LA signifi-catività statistica è stata valutata utilizzando il testt di Student per campioni indipendenti. I valori del-la P inferiori a 0,05 sono stati considerati statisti-camente significativi. I dati sono stati analizzatiutilizzando il programma SPSS versione 14.0 (SPSSInc., USA).

Risultati

La Tabella II riporta le misurazioni della FC direcupero. Al termine dello sforzo (inizio del recupe-ro), la FC era simile in entrambi i bracci di studio.Sia a 10 sia a 20 secondi di recupero, il gruppo INTaveva una FC significativamente inferiori rispettoal gruppo CNT (p < 0,05). Non vi erano differenze trai gruppi ad altri intervalli di tempo di recupero perquanto riguardava le risposte della FC. Risultati ana-loghi sono emersi quando sono state confrontate leriduzioni percentuali della FC tra i gruppi (Figura 1).

Discussione

Questo studio è il primo ad analizzare l’influenzadi differenti discipline sportive sul recupero ultra-breve della frequenza cardiaca in atleti di sessomaschile. I risultati ottenuti in questo studio indicanoche gli atleti impegnati in sports di enduranceintermittente avevano un recupero più rapido dellaFC a 10 e 20 secondi dopo un esercizio massimale,rispetto agli atleti impegnati in sports continui confitness aerobica analoga. Questi risultati indicanoche RFC in tempi ultra-brevi possono essereinfluenzati dalla tipologia di attività sportivapraticata da atleti ben allenati.


TABLE II.—Heart rate responses during the study.TABELLA II. — Risposte in termini di frequenza car-diaca durante lo studio.

CNT INTgroup group

FC al picco (b/min) 195±6 197±6

FCR 10 sec (b/min) 191±7 188±6*

FCR 20 sec (b/min) 188±8 183±9*

FCR 30 sec (b/min) 180±7 178±9

FCR 40 sec (b/min) 173±8 172±8

FCR 50 sec (b/min) 166±8 165±7

FCR 60 sec (b/min) 155±11 157±9

HRR - heart rate recovery. * Indicates significant differencebetween the groups at p < 0.05.

103

HR

pea

k (%

)

98

93

88

83

7810 20 30 40 50 60

Recovery (sec)

**

INT group CNT group

Figure 1.—Heart rate decrease during recovery quantifiedas per cent heart rate decrease from the peak exerciseheart rate (HR peak). Abbreviations: INT athletes enga-ged in intermittent sports; CNT athletes engagged in con-tinuous sports; *indicates significant difference between INTand CNT at p<0.05.Figura 1. — Riduzione della frequenza cardiaca duran-te il recupero quantificata con percentuale di riduzione del-la frequenza cardiaca dalla frequenza cardiaca al piccodi esercizio (FC di picco). Abbreviazioni: INT: atleti coin-volti in sport intermittenti; CNT: atleti coinvolti in sportcontinuativi. *Indicata una differenza statisticamentesignificativa tra il gruppo INT ed il gruppo CNT ad un valo-re di p<0,05.


Discussion

The present study is the first to analyse theinfluence of different sport disciplines on ultrashort-term heart rate recovery in male athletes.The results obtained in this study suggest thatthe athletes engaged in intermittent endurancesports had faster recovery of the HR at 10 and 20sec after maximal exercise compared to athletesengaged in continuous sports with similar aerobicfitness. These results indicate that the ultra short-term HRR may be influenced by the type of sportactivity in well trained athletes.

The rapid recovery in HR following moderate-to-heavy exercise may be an important mecha-nism in preventing excessive cardiac work, withimportant implications for training. Several inves-tigators showed that endurance-trained athleteshave faster HRR compared with sedentary sub-jects.6-8 It is pressumed that the recovery in HRafter all-out exercise is mediated by intrinsic, neur-al, and humoral factors.9 Recent studies haveobserved a coordinated interaction of parasym-pathetic re-activation and sympathetic withdraw-al, with parasympathetic re-activation occurringfaster, and therefore playing the more importantrole in the early deceleration of heart rate.2, 10, 11 Itseems that inactive recovery from dynamic exerciseis associated with the cessation of primary exercisestimulus from the cerebral cortex, which is respon-sible for the initial drop of heart rate.1 Pierpontand Voth 12 provided time constants for parasym-pathetic reactivation of 44 seconds and for sym-pathetic withdrawal of 65 seconds, underliningother mechanisms of recovery HR control. Otherfactors contributing to HR recovery after exerciseare thought to be slower changes in the stimuli tometaboreceptors and baroreceptors accompanyingclearance of metabolites and delayed eliminationof body heat and catecholamines.13 Nevertheless,parasympathetic activation is considered to be themain mechanism underlying exponential car-diodecceleration after exercise.9 The recovery in HRafter high intensity exercise was found to be fasterin those individuals who had a higher aerobiccapacity 8 although the precise physiological mech-anisms remain to be elucidated.

The ultra short-term post-exercise recovery HRhas not been previously reported in athletes.However, according to work rate analysis, averagetime to recover after high intensity running bouts isless than 15 seconds in intermittent exercise.14

Therefore, faster ultra short-term cardiovascularresponse demonstrated through lower recoveryHR at a given time during the recovery periodreflects a positive adaptation to intermittent

Il rapido recupero della FC dopo un eserciziomoderato-intenso potrebbe essere un importantemeccanismo nel prevenire l’eccessivo lavoro car-diaco, con importanti implicazioni per l’allena-mento. Diversi Autori hanno dimostrato che atletiallenati sulla resistenza hanno un più rapido RFCrispetto a soggetti sedentari.6-8 Si suppone che ilrecupero della FC dopo un esercizio intenso siamediato da fattori intrinseci, nervosi, ed umora-li.9 Recenti studi hanno osservato un’interazionecoordinata della riattivazione parasimatica e del-l’inibizione simpatica, con una più rapida riatti-vazione parasimpatica, che quindi giocherebbe unruolo più importante nella iniziale riduzione del-la frequenza cardiaca.2, 10, 11 Sembrerebbe che ilrecupero inattivo da un esercizio dinamico siaassociato alla cessazione dello stimolo dell’esercizioprimario dalla corteccia cerebrale, che è respon-sabile dell’iniziale caduta della frequenza cardia-ca 1 Pierpont e Voth 12 hanno stabilito un tempocostante per la riattivazione parasimpatica di 44secondi e per l’inibizione simpatica di 65 secondi,sottolineando altri meccanismi di controllo dellaFC di recupero. Altri fattori che contribuiscono alrecupero della FC dopo attività fisica potrebberoessere modificazioni più lente negli stimoli ai meta-borecettori ed ai baro recettori associati alla clea-rance dei metaboliti e alla eliminazione ritardatadel calore corporeo e delle catecolamine.13

Nonostante ciò, l’attivazione parasimpatica è con-siderata il meccanismo principale alla base dellacardiodecelerazione esponenziale dopo esercizio.9

Il recupero della FC dopo uno sforzo fisico ad ele-vata intensità è risultato essere più rapido in queisoggetti che possedevano una maggior capacitàaerobica (8) sebbene i meccanismi fisiologici pre-cisi siano ancora da chiarire.

Il recupero in tempi ultra brevi dopo attività fisicadella FC non è stata finora analizzato in atleti.Tuttavia, in base all’analisi del carico di lavoro, iltempo medio per recuperare dopo gare di ocrsa adelevata intensità è inferiore a 15 secondinell’esercizio intermittente.14 Pertanto, una rispostacardiovascolare più rapida in tempi ultra brevidimostrata attraverso una minor FC di recupero adun dato momento durante il periodo di recuperoriflette un adattamento positivo all’allenamento diendurance intermittente e probabilmente unasuperiore capacità nella performance.15 Si potrebbesupporre che gli atleti con minor FC di recuperodurante i primi 20 secondi dopo lo sforzo fisico sianomeglio adattati allo sforzo massimale a causa didiversi possibili meccanismi (ripristino del tonoparasimpatico, modificazioni del volume plasmatico,accumulo di fattori metabolici). In questo studio,abbiamo dimostrato che la FC di recupero a 10 ed



endurance training and possibly superior capacityin performance events.15 It could be postulatedthat athletes with lower recovery HR during thefirst 20 seconds post-exercise are better adaptedto maximal exercise due to several possible mech-anisms (i.e. restoration of parasympathetic tone,changes in plasma volume, accumulation of meta-bolic factors). In the present study we found thatrecovery HR at 10 and 20 seconds post-exerciseare accelerated in athletes engaged in intermitentendurance activities as compared to athletesengaged in continuous sports with simliar VO2max.Several authors shown that endurance-trained ath-letes have faster HR responses after the cessation ofexercise compared with sedentary subjects.3, 6, 8

This could be due to increased parasympathetictone in trained athletes along with withdrawal ofsympathetic stimulation that contributes to thedeceleration of heart rate after the cessation of exer-cise. Yamamoto et al.5 found association betweenan increase of parasympathetic tone and acceleratedrecovery HR after endurance training. However,no study was found in the literature with com-parasion between recovery HR in athletes withsimilar VO2max from different sports and/or trainingstatus. In the present study both groups had a sim-ilar VO2max. In contrast to the long-term HR recov-ery,16 is seems that ultra-short term HR recovery isdependant on the type of exercise as the resultsfrom the present study suggest. According to this,it seems that type of endurance activity/training(continuous vs. intermittent) per se could inducechanges in recovery HR. It could be further postu-lated that the HR in athletes trained for intermittentsports decreases rapidly during the first 20 secondsupon exercise cessation (ultra short-term HR recov-ery). Possible underlying mechanisms for a rapid HRdecrease in the INT group may include the fol-lowing: 1) rapid changes in maximal left ventricu-lar (LV) performance with increased ejection frac-tion and myocardial contractility 17 induced by inter-mittent exercise in addition to plasma volume dis-turbances with increased LV filling;18 2) changesin myocardial lactate and/or nitric oxide metabo-lism;19 and 3) changes in gene expression 20 whichrequires further investigation. While the presentstudy was unique in its assessment of ultra short-term recovery HR and analysis of relations betweenrecovery HR and type of sports activity, there weretwo major limitations. Firstly, the small number ofsubjects could lead to overestimation in differencesbetween the INT and CNT groups. Secondly,although the passive recovery mode in the presentstudy was frequently used,13, 21 it does not reflectsthe real sport situation with jogging or walkingduring recovery. Further investigations should eval-

a 20 secondi dallo sforzo fisico era accelerata negliatleti impegnati in attività di durata intermittenterispetto agli atleti impegnati in sports continui consimili VO2max. Diversi Autori hanno dimostrato cheatleti allenati sulla resistenza avevano risposte intermini di FC più rapide dopo la cessazione dellosforzo fisico rispetto a soggetti sedentari.3, 6, 8 Ciòpotrebbe essere dovuto all’aumentato tonoparasimpatico negli atleti allenati in associazioneall’inibizione della stimolazione simpatica checontribuisce alla decelerazione della frequenzacardiaca dopo la cessazione dell’esercizio.Yamamoto et al. 5 hanno riscontrato un’associa-zione tra l’aumento del tono parasimatico el’accelerato recupero della FC dopo un allenamentodi resistenza. Tuttavia, nessuno studio finorapubblicato in Letteratura ha confrontato la FC direcupero in atleti con analoghi VO2max provenientida diversi sports e/o stato di allenamento. In questostudio, entrambi i gruppi avevano un VO2max simile.A differenza del recupero della FC a lungotermine,16 sembrerebbe che il recupero della FC intempi ultrabrevi dipenda dal tipo di esercizio, comei risultati di questo studio suggeriscono. In accordoa ciò, sembrerebbe che la tipologia di attività/allenamento di endurance (continua vs.intermittente) di per sè può indurre modificazioninella FC di recupero. Si potrebbere inoltre supporreche la FC in atleti allenati per sports intermittentidiminuisca rapidamente durante i primi 20 secondidalla cessazione dell’esercizio (recupero della FC intempi ultra-brevi). Possibili meccanismi sottostantiper una rapida diminuzione della FC nel gruppoINT potrebbero includere i seguenti: 1) rapidemodificazioni del lavoro massimale del ventricolosinistro (VS) con aumentata frazione di eiezione econtrattilità del miocardio (17) indotte dall’eserciziointermittente oltre che alterazioni del volumeplasmatico con aumentato riempimento del VS;18 2)modificazioni nel metabolismo del lattato e/odell’ossido nitrico miocardico;19 e 3) alterazioninell’espressione genica 20 che richiedono ulterioristudi approfonditi.

Sebbene questo studio fosse unico nella valuta-zione della FC di recupero in tempi ultra brevi enell’analisi tra FC di recupero e tipologia di attivitàsportiva, vi erano due limiti principali. In primoluogo, il limitato numero di soggetti arruolati potreb-be condurre ad una sovrastima delle differenzeosservate tra il gruppo INT ed il gruppo CNT. Insecondo luogo, sebbene la modalità di recupero pas-sivo sia stata frequentemente utilizzata in questostudio,13, 21 ciò non riflette la reale situazione spor-tiva nel caso del jogging durante il recupero. Ulterioristudi dovranno valutare: 1) l’effetto di differentiprotocolli di recupero sul RFC in tempi ultra brevi;



2) la correlazione esistente tra la FC di recupero inbreve tempo e le modificazioni acute nel volume edintensità o frequenza dell’allenamento.

Conclusioni

Secondo i risultati di questo studio, gli atleti impe-gnati in sports di endurance intermittente riporta-no una più rapida FC di recupero nei primi 10 e 20secondi dopo uno sforzo massimale rispetto agli atle-ti impegnati in attività di endurance continua. Larilevazione della FC di recupero ultra-breve dopouno sforzo massimale permetterebbe all’allenatoredi monitorare facilmente la risposta degli atleti allosforzo e, possibilmente ottimizzare la prescrizionedegli esercizi di allenamento. I risultati di questostudio sembrerebbero supportare le teorie dell’inte-razione coordinata del controllo meccanico, umo-rale ed autonomico durante il recupero ultra-brevedallo sforzo fisico, mentre il recupero della FC doposforzo fisico non dovrebbe essere utilizzata comesolo indice della funzione vagale.

uate: 1) the effect of different recovery protocols onultra short-term HRR; 2) the correlation betweenshort-term recovery HR and acute changes in train-ing volume and intensity or frequency.

Conclusions

Results from the present study suggest that ath-letes engaged in intermittent endurance sportsdemonstrate faster recovery HR during the first 10and 20 seconds following maximal exercise thanthose athletes engaged in continuous enduranceactivities. Measuring ultra short-term recovery HRafter all-out exercise may enable coaches to easilymonitor athletes’ respond to exercise and possiblyoptimizing exercise training prescription. The resultsof the present study seems to support theories ofcoordinated interaction of mechanical, humoraland autonomic control during exercise short-termrecovery and does not support using exercise HRrecovery as index of vagal function alone.



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Acknowledgements.—Acknowledgements. The paper is the equal work of all authors. The authors declare no conflict of inte-rest. Study was partly supported by the Serbian Ministry of Science (Grant No. 145082). Received on October 5, 2009 - Accepted for publication on May 3, 2010.Corresponding author: Assoc. Prof. Sergej M. Ostojic, MD, MSc, PhD, Exercise Physiology Lab., Biomedical Sciences Dept.,Faculty of Sport and Tourism, Metropolitan University, Radnicka 30/II, Novi Sad 21000, Serbia. E-mail: [email protected]

Control of balance during executionof the circular kick in karate

(Mawashi geri)Mantenimento dell’equilibrio nell’esecuzionedel calcio circolare nel karate (Mawashi geri)

P. L. ASCHIERI 1, M. BARATTO 2, C. CERVERA 2, M. GALLAMINI 2, A. LINO 3, S. NAVARRA 2*

1University of L’Aquila, L’Aquila, Italy2Medical Divison RGM SpA, Italy3FIJLKAM, Ostia Lido, Roma, Italy

SUMMARYThe aim of this study was to test for differences in control of balance during the execution of the circular kick (mawashigeri) executed in two different ways. Twenty-two elite athletes in two karate specialties (kumite – sparring; kata – form)were asked to execute the preparatory phase of delivering the circular kick starting from the guard position and tomaintain this position with eyes closed and the supporting leg (left and right) either stretched or slightly bent.Posturographic analysis confirmed greater efficiency/efficacy of the movement with the supporting leg slightly bent inall subjects and brought to light numerous other considerations.

KEY WORDS: Martial arts - Sports - Physical fitness.


MED SPORT 2010;63:153-66

RIASSUNTO

Scopo del lavoro è la verifica di un’eventuale differenza nelle prestazioni di mantenimento della postura durante l’e-secuzione di una tecnica di karate consistente in un calcio circolare effettuato con due modalità differenti. A 22 atletidi eccellenza delle due specialità del KARATE [Combattimento (KUMITE) e Forme (KATA)] è stato chiesto di eseguirela parte preparatoria della tecnica in oggetto partendo da postura di guardia e di mantenere quindi la postura ad occhichiusi con l’arto di appoggio sia teso sia semipiegato in esecuzione sia destra (DX) sia sinistra (SX). La maggiore effi-cienza/efficacia del movimento con arto d’appoggio semipiegato è stata confermata su tutti gli atleti, portando alla lucenumerose interessanti considerazioni.

PAROLE CHIAVE: Arti marziali - Sport - Esercizio fisico.

Karate refers to a martial art in which oppo-nents use percussion techniques to deliver a

strike to vulnerable body targets:1) at close range with the lower extremities2) at medium range with the upper extremities;

I l Karate è un sistema di combattimento che uti-lizza tecniche di percussione su bersagli corpo-

rei vulnerabili: 1) a lunga distanza per mezzo degli arti inferiori;2) a media distanza per mezzo degli arti superiori;3) a contatto fisico per mezzo di proiezioni (atter-

ramenti) con percussione finale.*Authors are listed in alphabetical order.

ASCHIERI CONTROL OF BALANCE DURING EXECUTION OF THE CIRCULAR KICK

3) in full contact with knock-down and finalpercussion.

Karate requires rapid decision-making process-es and concentration, activation of motor pro-grams adequate for the purpose, and an effectorthat can carry them out optimally. For safety rea-sons during sparring and tournaments, these swiftmovements must be abruptly stopped before theydeliver the kinetic energy to the target. This block-ing requires that the motor program activatingthe kinetic chain be composed of a sequence ofphases executed in substantially the same fashionor with slight adjustments, whereas the final phase(last segment of the course of movement) is mod-ulated according to the information processed bythe visual analyzer. Basically, a program is acti-vated that produces a movement which duringthe final segment of the path of movement isguided in full acceleration to the target andstopped at the last moment before impact.

This type of action demands perfect integrationbetween the proprioceptive and exteroceptive sys-tems, and highly developed cognitive skills, giventhe extremely short time for executing these com-plex operations and actions. For the upper extrem-ities, achieving this ability is relatively difficult, andeven more so for the lower extremities in which theproblems are much more demanding. It is extreme-ly difficult to keep balance when standing on oneleg, adjusting a posture that permits maintenanceof balance, with quick and appropriate correc-tions, while executing movements (with a widerange of motion) with the other leg, which requirepaths that are difficult to see and extremely rapid,aimed under visual guidance to the target, and tostop the movement at the last moment so that theimpact on the target is willfully controlled.

Maintenance of dynamic balance on one leg isthe prerequisite condition for performing thetechnique successfully with the other lowerextremity.

Mawashi geri (circular kick)

Used at long range, this technique entails strik-ing vulnerable targets on the torso or head withthe inset of the foot by throwing a kick that fol-lows a semicircular path. The objective of themovement is to produce and deliver a highamount of kinetic energy, hitting the target withthe striking foot at a downward angle, under thelimitations described above.

Questo sistema di combattimento richiede pro-cessi decisionali rapidissimi e risolutivi, l’attivazio-ne di programmi motori adeguati allo scopo ed uneffettore in grado di realizzarli in maniera ottima-le. Nel Karate, sia per consentire la pratica in sicu-rezza, sia per consentire lo svolgimento delle com-petizioni, è fatto obbligo di arrestare azioni rapi-dissime prima che scarichino sul bersaglio l’energiacinetica prodotta. Questo tipo di inibizione richie-de che il programma motorio che attiva la catenacinetica sia costituito da una serie di fasi che sisvolgono sempre allo stesso modo, o con piccoliaggiustamenti, mentre la fase finale (ultimo seg-mento di traiettoria) è modulata secondo le infor-mazioni dell’analizzatore visivo. Sostanzialmenteviene lanciato un programma che realizza un movi-mento, che nell’ultimo segmento di traiettoria vieneguidato in piena accelerazione sul bersaglio e ini-bito all’ultimo istante, prima dell’impatto.

Questo tipo di azione richiede una perfetta inte-grazione tra il sistema propriocettivo e quello este-rocettivo ed anche capacità cognitive molto evolu-te, dati i tempi ristrettissimi a disposizione per ope-razioni e azioni così complesse.

Già per quanto riguarda le azioni con gli artisuperiori ottenere questa abilità è relativamente dif-ficile, ma lo è ancor di più per le abilità nell’uso degliarti inferiori, in cui i problemi da risolvere sono mol-to più complessi. Infatti è estremamente difficile anda-re rapidissimamente in equilibrio su un arto, orga-nizzando una postura che consenta il mantenimentodell’equilibrio, con la possibilità di istantanei ed ade-guati aggiustamenti, mettendo in azione l’altro artocon movimenti (ad ampia escursione articolare) cherichiedono la descrizione di traiettorie difficilmentedecifrabili ed estremamente rapide, da guidare “avista” sul bersaglio, nonché arrestare l’azione all’ul-timo istante di modo che l’impatto col bersaglio avven-ga in maniera controllata.

La gestione dell’equilibrio dinamico in appoggiomonopodalico è la condizione da realizzare perpoter consentire il successo alla tecnica da realizzarecon l’altro arto inferiore.

Il calcio circolare (Mawashi geri)

È una tecnica che viene impiegata a lunga distan-za ed ha lo scopo di colpire con il dorso del piede ibersagli vulnerabili del tronco o il capo realizzan-do una traiettoria semicircolare. L’azione ha l’o-biettivo di produrre e scaricare un’elevata quan-tità di energia cinetica, impattando con movimen-to il più possibile perpendicolare al bersaglio, fermerestando le limitazioni sopra descritte.


CONTROL OF BALANCE DURING EXECUTION OF THE CIRCULAR KICK ASCHIERI

From a motor perspective, one of the lowerlimbs carries the body’s weight, together withthe pelvis and torso, maintains balance, whilethe other leg is used for striking the target. Themovement must be performed in the shortesttime possible, with maximum power and alonga path that is difficult to see. The phases of themovement are illustrated in Figures 1-3. For com-parison, the movement executed with the sup-porting bent is shown in Figures 2A, 3A and withthe leg extended in Figures 2B,3B.

This complex movement is performed in acoordinated sequence, starting from the initialguard stance (one foot in front of the other withrespect to the torso) and under the followingconditions:

1) shift the body weight to one leg, while mov-ing the other;

2) arrange the supporting leg, pelvis, torso andhead into a posture that will allow the other legto be thrown along a path that is difficult to seeand interpret, while maintaining optimal balance;

3) align the thigh to the target so that the legand foot can perform the final segment of themovement (extension);

4) strike, or extend (activating the quadriceps)the leg-foot segment to the target.

To ensure that all this occurs smoothly, themotor program must recruit motor unites of var-ious different muscle groups that activate in suc-cession and/or simultaneously leverage on thebone joints, subordinating each partial phase ofthe movement to the need to create optimal bio-mechanical conditions in which the striking limbcan effectively carry out its task.

Supporting limb:1) support and attain balance of the entire

body with the leg slightly bent, while the other leglifts the thigh to the torso and heel is brought tothe leg, closing the joint angles;

2) extrarotate the leg to open the hip and toincline the pelvis (pivoting), aligning the torso andhead, while the striking leg, by activating the adduc-tors, is positioned for the final segment of the path.

Pelvis, torso, head:1) the pelvis is inclined (pivoting) and direct-

ed toward the target;2) the torso, because of spinal flexibility, is

arched so as to offer a limited target and to main-tain balance; the arms are held with fists aimedtoward the target in a defense stance;

3) the head is positioned so as to provide the

Dal punto di vista motorio uno degli arti viene uti-lizzato per sostenere il peso del corpo e per gestire l’e-quilibrio assieme al bacino e al tronco, mentre l’al-tro viene indirizzato sul bersaglio. Tutta l’azionedev’essere realizzata in un tempo minimo, con lamassima potenza e con traiettoria difficilmenteintercettabile.

Il gesto in oggetto è presentato per fasi nelle Figure1-3. Nelle fotografie è inoltre evidente il confronto frail gesto atletico eseguito a gamba di appoggio piegata(Figure 2A,3A) e tesa (Figure 2B, 3B).

Si tratta di un atto motorio complesso che insequenza coordinata, partendo dalla postura ini-ziale di guardia (un arto in appoggio avanzato el’altro in appoggio arretrato rispetto al tronco) deverealizzare una serie di condizioni:

1) trasferire il peso del corpo su un solo arto, met-tendo in azione l’altro;

2) organizzare arto d’appoggio, bacino, troncoe testa secondo una postura che metta in condizio-ne l’arto controlaterale di agire secondo una traiet-toria tesa e difficilmente percepibile e decifrabile edin accelerazione, mantenendo l’insieme in condi-zioni ottimali d’equilibrio;

3) allineare il segmento coscia sul bersaglio perconsentire a gamba e piede di realizzare l’ultimosegmento di movimento (estensione);

4) colpire, ovvero estendere (azione del quadri-cipite) il segmento gamba-piede fino al bersaglio.

Al fine di rendere possibile tutto ciò il program-ma motorio deve reclutare le unità motorie dei varidistretti muscolari che azionano in successione e/ocontemporaneamente le rispettive leve ossee, subor-dinando ogni fase parziale del movimento allanecessità di creare condizioni biomeccaniche otti-mali all’arto d’attacco per svolgere efficacemente ilcompito assegnato.

Arto di appoggio:1) sopportare e garantire in semipiegamento l’e-

quilibrio dell’intera massa corporea, mentre l’altroarto flette la coscia sul tronco e la gamba sulla coscia(chiusura degli angoli);

2) effettuare una extrarotazione allo scopo diliberare l’articolazione coxo-femorale e consentireal bacino di inclinarsi (a sbalzo) con postura defi-lata del tronco e del capo, mentre l’arto presceltoper l’attacco, azionando i muscoli abduttori, si posi-ziona per l’ultimo segmento di traiettoria.

Bacino, tronco, capo:1) il bacino inclinato a sbalzo, e orientato sul

bersaglio;2) il tronco, grazie alla mobilità del rachide,

organizzato in modo da dare bersaglio limitato efavorire l’equilibrio, le braccia a presidio e difesa del-la propria vulnerabilità;

3) il capo posizionato in modo da garantire all’a-




Base position.Guard posture with left leg forward and kneeslightly bent; right leg to the rear; arms withfists raised to defend targets.

Phase 1.Supporting leg slightly bent; striking legwith closed joint angles on the sagittal plane.

Phase 2.Extrarotation of the supporting leg, maintainingit slightly bent; pelvis inclined, thigh of the strikingleg adducted with heel touching the thigh; appropriatebending of the torso. Notice that the head is keptvertical, with the line of sight aimed at the kneeof the striking leg.

Phase 3.Extension of the attack leg, maintaining the

supporting leg slightly bent. Arched chest

and upper limbs counterbalance the greater

extension of the striking leg.

Figure 1.—Dynamics of the circular kick (mawashi geri). Base position.Figura 1. — La dinamica del movimento Mawashi indicativa.


vestibular and visual analyzer with the condi-tions for optimal function for the activity involvedin achieving balance and to collect information onthe spatiotemporal parameter and to carry outthe final phase.

Striking leg:1) the thigh is raised sideways to the torso and

the heel drawn to the thigh in order to lift andadvance the rear foot toward the target;

2) the thigh is adducted and aligned to the tar-get, maintaining the leg bent, during extrarotationof the supporting leg which inclines the pelvis forpivoting in unison with the torso;

3) the leg is extended to the thigh and the footis thrown in full acceleration to the target; theleg is snapped back at the last moment to avoidinjuring the opponent.

Exit from field of action, ensuring safety con-ditions:

— When the attack movement is made, all thebody’s segments are set in motion according to amotor program trained to swiftly drop back from(posture and guard) the opponent’s field of actionand to permit efficacious control (neutralization)of the opponent’s reaction in case of failure.

— This final phase is a structural part of themotor program of sparring techniques in karatewhich include closing in and dropping back outof the field of action. This motor action is so con-ceived as to meet the tactical need to make itdifficult for the opponent to see and decipher, yetable to produce elevated acceleration of the foot,and hence to produce a considerable amount ofkinetic energy and be modified in its final path inrelation to the target.

nalizzatore vestibolare e a quello visivo condizionidi funzionamento ottimali per l’attività connessaall’equilibrio e per raccogliere informazioni relati-ve ai parametri spazio-temporali realizzati e darealizzare nell’ultima fase.

Arto di attacco:1) flettere la coscia sul tronco e la gamba sulla

coscia con lo scopo di sollevare e avanzare il piedearretrato verso il bersaglio;

2) abdurre e allineare sul bersaglio il segmentocoscia, mantenendo flessa la gamba, durante l’ex-trarotazione dell’arto di appoggio, che posiziona asbalzo il bacino e defila il tronco;

3) estendere la gamba sulla coscia e guidare il pie-de in piena accelerazione sul bersaglio ed arresta-re il movimento all’ultimo istante per evitare dan-ni all’avversario.

Uscita dal campo d’azione, realizzazione dellacondizione di sicurezza:

— Effettuato il movimento di attacco, tutti isegmenti del corpo vengono messi in azione secon-do un programma motorio finalizzato ad uscirein modo razionale (postura e guardia) nel piùbreve tempo possibile dal campo d’azione del-l’avversario ed a consentire un controllo efficace(neutralizzazione) della sua reazione in caso diinsuccesso.

— Quest’ultima fase è parte strutturale del pro-gramma motorio delle tecniche del Karate da com-battimento che prevede un’azione di attacco eduna successiva messa in sicurezza. L’atto moto-rio in oggetto è concepito in funzione dell’esigen-za tattica di renderlo difficilmente percepibile edecifrabile dall’avversario, capace di produrreun’elevata accelerazione del segmento piede, quin-di di produrre considerevoli quantità di energiacinetica, e poter essere modificato nella traietto-ria finale in funzione del bersaglio vulnerabile dacolpire.


Figure 2.—Kick preparation: A) stance with bent leg; B)stance with extended leg.Figura 2. — Gesto preparatorio al kick: A) con gambad’appoggio piegata; B) con gamba d’appoggio tesa.

Figure 3.—Kick shooting: A) stance with bent leg; B) stan-ce with extended leg.Figura 3. — Lancio del kick: A) con gamba d’appoggiopiegata; B) con gamba d’appoggio distesa.


Sensorimotor functionsand specific coordination

The movement may be successfully executedwhen the activities of the exteroceptive and pro-prioceptive-kinesthetic systems developed at thelevel of afferent synthesis (associative areas) arehighly integrated. At this point, the decision-mak-ing processes characterizing the formulation of theplan of action and the choice of motor program, aswell as activation of the response and control sys-tem, may be carried out quickly, efficiently, effi-caciously, and rapidly activate the effector, andaccording to automated executive parameters.

It is also known that maintenance of balanceleads to a complex interaction involving variouscontrol networks such as passive mechanisms(stiffness), active mechanisms of anticipation,and active feedback control mechanisms.Numerous studies have demonstrated the need ofthis interaction.1-9 The first two aspects, i.e., deepsensitivity and execution time, are closely linkedto the extent to which trained “deep sensitivity”can reduce and optimize execution time.10

The networks controlling motor action arehighly complex and involve exteroceptors, pro-prioceptors, associative areas, memory mecha-nisms, ideation, integration and control and mech-anisms actuated in a nearly inextricable web ofanticipatory and retroactive functions applied tobiomechanical actuators with widely varyingresponse dynamics. It is clear that the shift offunctions controlling the movement toward actu-ating mechanisms, in which the cortical areasless are less involved, contributes decisively toachieving greater speed of execution. One of theobjectives of training is to train the athlete toacquire a proprioceptive sensitivity that is able tomanage a complex movement, without requiringcomplex, higher decisional processing: the move-ment must be automatic at least in its initial basicphases, especially at elite performance levels.


The exercise was performed with the athletepositioned with one foot on a force platform.The athlete was then asked to execute the circularkick, standing on one leg extrarotated and theother adducted and flexed, and to keep this pos-ture, with eyes closed for at least 10 sec. Therecording was started immediately after the begin-ning of the kick.

Le funzioni sensomotorie e lacoordinazione specifica

Il gesto può essere effettuato con successo a con-dizione che sia stata sviluppata un’elevata inte-grazione tra l’attività del sistemi esterocettivo e pro-priocettivo-cinestesico a livello di sintesi afferente(aree associative). A quel punto i processi decisionaliche caratterizzano la formulazione del progettod’azione e la scelta del programma motorio, nonchél’attivazione del sistema di risposta e controllo, si pos-sono svolgere in modo tempestivo, efficiente/effica-ce e mettere in azione l’effettore tempestivamente esecondo parametri esecutivi automatizzati.

È d’altra parte noto che il mantenimento dellasituazione di equilibrio comporta una complessainterazione di diverse maglie di controllo fra le qua-li si riconoscono meccanismi passivi di tipo visco-ela-stico (la “stiffness”), meccanismi attivi di anticipa-zione e meccanismi attivi di controllo in retroa-zione. Numerosi studi hanno dimostrato la necessitàdi tale interazione 1-9.

In particolare i primi due aspetti, e cioè la “sen-sibilità profonda” ed il “tempismo esecutivo” sonostrettamente connessi nella misura in cui un’alle-nata “sensibilità profonda” riduce ed ottimizza itempi di esecuzione 10.

È bene ricordare che le maglie che controllanol’atto motorio sono assai complesse e coinvolgonoesterocettori, propriocettori, aree associative, mec-canismi di memoria, ideazione, integrazione e con-trollo e meccanismi attuativi in una pressoché ine-stricabile ragnatela di funzioni anticipative eretroattive applicate ad attuatori biomeccanici condinamiche di risposta ampiamente variabili. È inogni caso evidente che lo spostamento delle funzio-ni di controllo del gesto motorio verso meccanismiattuativi che meno coinvolgono le zone corticalicontribuisce in modo decisivo alla maggior velocitàdi esecuzione. Fra gli obiettivi dell’allenamento vi èappunto quello dell’addestramento dell’atleta all’ac-quisizione di una sensibilità propriocettiva capacedi gestire un movimento complesso senza richiede-re le complesse attività decisionali di livello supe-riore: il gesto motorio deve cioè essere automatizzatoalmeno nelle sue prime fasi fondamentali, tantopiù nella pratica sportiva di eccellenza.

Materiali e metodi

L’esercizio è stato eseguito facendo posizionare l’a-tleta con un piede sulla piattaforma di forza, chie-dendogli di eseguire il movimento di Calcio Circolare(in appoggio monopodalico extra ruotato con l’ar-



The population was 22 subjects (14 males and8 females; mean age, 23.1 years (M=24, F=20.7)];mean height 173.1 cm (M=177.6, F=165.2) with-out health conditions excluding them from karatetournaments, and with a Romberg quotient (RQ)which at instrumental testing was within the nor-mal limits (Figure 4); (the three showed subjectswith an altered RQ performance substantiallyhomogeneous with the mean of the overall sam-ple).

The decision to have the subjects performthe exercise with eyes closed was dictated by theneed to eliminate the visual reference present insparring (kumite) and in the execution of theforms (kata). This enabled us to evaluate pro-prioceptive function for maintaining balancelike that used for the execution of the Rombergtest.1-3

Readings were taken using a static force plat-form with 4 load cells (Argo, RGMD, Genoa).Although this instrument cannot measure thetangential components of the constraint reac-tion, it can provide partial indications.Furthermore, the instrument has a large platformsurface area (600 by 600 mm) needed for exe-cution of the circular kick and a high samplingfrequency (100 Hz) which allows analysis ofsway density parameters 4 and provides data forobtaining a reliable harmonic analysis even withshort measurement times.5 The force platformmeasures the instantaneous position of centerof pressure which, by balancing the couple pro-duced by the force of weight, ensures mainte-nance of the upright position. All test parametersare relative to the path followed by the center ofpressure.

Analysis of the circular kick

For the purpose of this study, the circular kickwas broken down into three phases (Figure 1):

— bending of the supporting leg, lifting of thethigh of the striking leg, drawing of the heel to thethigh (angle closure);

— extrarotation of the supporting leg andadduction of the thigh of the striking leg;

— extension of the striking leg.As the second phase is the most critical in the

execution of the movement, i.e., throwing thekick, we wanted to verify the proprioceptivecapability of the subjects in this phase, attempt-ing to measure instrumentally and quantitativelythe effect of different executions (one more spon-taneous and less efficient – supporting leg extend-

to controlaterale abdotto e flesso) e di rimanerequindi in quella postura, ad occhi chiusi, per alme-no 10 sec. La registrazione veniva avviata imme-diatamente prima dell’inizio del movimento.

Gli atleti selezionati (14 M e 8 F età media 23,1(M=24,4, F=20,7), Altezza media 173,1 cm(M=177,6 cm; F=165,2 cm) risultavano privi dipatologie inibenti l’attività agonistica specifica epresentavano un Quoziente di Romberg (QR) che,al test strumentale, risultava nella norma (Figura 4)(anche i tre atleti che presentano un QR alterato, nel-l’esecuzione del test hanno mostrato prestazionisostanzialmente omogenee alla media del campio-ne considerato).

La scelta di chiedere l’esecuzione ad occhi chiu-si era dovuta alla necessità di eliminare il riferi-mento visivo presente nel Combattimento (kumite)e nell’esecuzione delle Forme (kata). Ciò avrebbereso possibile la valutazione della funzionalità pro-priocettiva per il mantenimento della postura inanalogia a quanto praticato per l’esecuzione delTest di Romberg 1-3.

I rilievi sono stati eseguiti su piattaforma di forzastatica a 4 celle di carico (RGM-ARGO) pur sapendoche tale strumento, privo di capacità di misura del-le componenti tangenziali della reazione di vinco-lo, avrebbe fornito indicazioni parziali; ma dettaapparecchiatura è stata scelta per le notevoli dimen-sioni della superficie utile (600 x 600mm) – neces-sarie per l’esecuzione del gesto – e per l’elevata fre-quenza di campionamento (100 Hz) che avrebbeconsentito di analizzare i parametri di SwayDensity 4 e di derivare una attendibile analisi armo-nica anche a fronte di rilievi di durata contenuta 5.

Come è noto la Piattaforma di Forza misura laposizione istantanea del COP (Center of Pressure)punto di applicazione della pressione che, bilan-ciando la coppia prodotta dalla forza peso, assicu-ra il mantenimento della posizione eretta. Tutti iparametri del test sono perciò sempre relativi allatraiettoria seguita dal COP.


5

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

SWAY PATH (mm/s)

SWA

Y A

RE

A (

mm

2 /s) 4.5

43.5

32.5

21.5

10.5

00

Sample of normality

Figure 4.—Romberg Quotient.Figura 4. — Quoziente di Romberg.


ed; the other smoother and more efficient – sup-porting leg slightly bent).

Data analysis

Transitory and regime

In relation to the modalities of execution ofthe exercise, we analyzed the phase of move-ment to assume the position (defined as transi-tory) and the phase of movement of the posi-tion (defined as regime) separately. Thanks tothe capabilities of the software program used fordata analysis, we were able to compare the totalrecordings to those without the initial transitoryphase. Table I reports the parameters used for thiscomparison. Table II reports the correlation coef-ficient between the two series of parameters. Nosignificant difference was noted in any of theparameters examined. An evaluation of the entirerecording was then performed on a wider timeinterval of the signal.* The transitory phase wasnearly constant at 2.6 sec, without noteworthydiscrepancies or differences between the two

La scomposizione del gesto motorio nel CalcioCircolare (Mawashi Geri)

Per comodità di studio il gesto motorio è statoscomposto in tre fasi (Figura 1):

— piegamento dell’arto d’appoggio, flessione sultronco della coscia dell’arto di attacco e flessionedella gamba sulla coscia (chiusura degli angoli);

— extrarotazione dell’arto d’appoggio e abdu-zione della coscia dell’arto di attacco;

— estensione della gamba dell’arto di attacco.Poiché la fase più critica nell’esecuzione del

MAWASHI è la seconda, cioè il “caricamento” del cal-cio, si è deciso di verificare la capacità propriocet-tiva degli atleti proprio in tale fase cercando altre-sì una verifica strumentale e quantitativa degli effet-ti di esecuzioni diverse (una – più spontanea e menoefficiente – a gamba d’appoggio tesa, l’altra – fun-zionalmente più valida e di maggior efficienza – agamba d’appoggio piegata).

Analisi dei dati

Transitorio e regime

In relazione alle modalità di esecuzione dell’e-sercizio si sono considerate separatamente la fasedi movimento per assumere la posizione (definitotransitorio) e la fase di mantenimento della posi-zione (definito regime). Sfruttando le caratteristi-che del software di analisi, è stato possibile porre aconfronto le registrazioni dell’intera acquisizionecon quelle prive del transitorio iniziale. (I parame-tri esaminati per confronto sono dettagliati in TabellaI). Come mostra la tabella che esprime i coefficientidi correlazione fra le due serie di parametri (TabellaII), non si osserva una significativa differenza inalcuno dei parametri esaminati: per il seguito dellostudio si è perciò proceduto ad eseguire la valutazionesulla intera registrazione sfruttando così una mag-gior estensione temporale del segnale*. Merita sotto-lineare come il transitorio sia risultato apprezza-bilmente costante e pari a 2,6 sec senza evidenzia-re particolari scostamenti o differenze fra i diversi tipidi gesto (ds/sn, tesa/semipiegata).

Calcio circolare a destra e a sinistra

Non sono inoltre emerse significative differenzefra l’esecuzione del mawashi in appoggio sulla gam-


TABLE I.—Study parameters.TABELLA I. — Parametri esaminati.

— ST (Medium time of permanence on the istanta-neous center of stability)*

— SD (Medium spatial distance among the istanta-neous center of stability)

— SP (Sway Path medium oscillation velocity)— SA (Sway Area medium oscillation width)

*The Stay time parameter has a dynamic opposite that of theothers: higher values indicate better conditions of balance; whe-reas for SD, SP and SA, lower values indicate better conditions ofbalance.

TABLE II.—Correlation between total data (transitory +regime) and regime data.TABELLA II. — Correlazione fra dati totali (transito-rio+regime) e dati di regime.

Param. Cr

SP 0,93SA 0,85ST 0,72SD 0,93

*La bontà dei parametri, ed in particolare l’analisi armo-nica, dipendono in gran parte dal numero di dati dispo-nibili. La campionatura alla frequenza di 100 Hz rendepossibile una valutazione attendibile dei parametri su untracciato di almeno 10 secondi (1000 punti).

*The goodness of the parameters, and of harmonic analy-sis in particular, depends in large part on the number ofavailable data. A sampling frequency of 100 Hz permitsreliable evaluation of parameters on a tracing of at least 10sec (1000 points).


types of movement (supporting leg extendedversus bent; right versus left leg).

Circular kick with right or left supporting leg

No significant differences were recorded whenthe subject used the right or left leg as the sup-porting leg (Table III), which was expected, giv-en the training program components that specif-ically develop bilateral ability in relation to theneed to modulate tactical behavior typical of mar-tial arts.

Balance during the circular kick with the sup-porting leg extended or bent

Statistically significant differences (Table IV)emerged for efficacy of control when the circu-lar kick was executed correctly (supporting legslightly bent to enhance posture dynamics) orincorrectly with the supporting leg extended (acommon error). A theoretically correct posturecan be seen not only in the efficacy of the dynam-ic in tournaments, as qualitatively scored by thejudges, but also by the evaluation of motor con-trol and energy consumption. The agreementbetween the values of the sway (sway path andsway area) (Figure 5) and structural parameters(mean stay time and mean spatial distance)(Figure 6) suggest that better balance is achievedwith the supporting leg slightly bent. The figuresillustrate this difference clearly:

ba destra o sinistra a gamba semipiegata (TabellaIII): ciò era evidentemente da attendersi date lecaratteristiche dell’allenamento che cura specifica-tamente la capacità bilaterale in relazione alle esi-genze collegate alla modulabilità del comporta-mento tattico delle discipline di combattimento.

L’equilibrio nel calcio circolare con gamba d’ap-poggio tesa e semipiegata

Sono al contrario emerse differenze (Tabella IV)statisticamente assai significative nell’efficacia delcontrollo fra l’esecuzione del Calcio Circolare in for-ma corretta (ovvero con l’arto d’appoggio semipiega-to, per favorire la dinamicità della postura) rispetto aquella con arto d’appoggio teso (errore frequente-mente compiuto dagli atleti). La postura teoricamen-te corretta si rivela tale, quindi, non solo per l’effica-cia della dinamica in combattimento osservata inmodo qualitativo dai tecnici, ma anche sulla basedella valutazione del controllo motorio e del consumoenergetico. L’esame dei parametri di Sway (Sway Pathe Sway Area) (Figura 5) e l’esame dei parametri strut-turali (Mean Stay Time e Mean Spatial Distance)(Figura 6) sono concordi nel suggerire una maggiorstabilità nella posizione a gamba semipiegata.

I dati riportati nei grafici rendono immediata-mente percepibile la differenza:

1) La Sway Path (proporzionale alla velocitàmedia di oscillazione)*, che rappresenta una misu-ra dell’entità del moto oscillatorio e la Sway Area(superficie spazzata dal raggio che collega il centrodella traiettoria seguita dal COP ed il suo baricen-tro, anch’essa normalizzata alla durata di acqui-sizione), che rappresenta l’ampiezza di tali oscil-lazioni, risultano significativamente più basse –indicando una minor instabilità – nel rilievo ese-guito ad arto d’appoggio semipiegato;

2) I parametri di Sway Density, che rappresentanola caratteristica di organizzazione dell’equilibrio


TABLE III.—Correlation between circular kick with rightor left supporting leg bent.TABELLA III. — Correlazione fra dati Mawashi ds e datiMawashi sn (gamba semipiegata).

Parameters Mean DX Mean SX cr

SP 342,24 398,38 0,72SA 7889,45 7095,83 0,68ST 0,09 0,07 0,66SD 53,76 57,98 0,66

TABLE IV.—Parameters and variations.TABELLA IV. — Parameters and variations.

Variation (%) Variation (%) Variation (%) Parameter of the leaning of the extended of the extended leg vs. p

semi-bended leg leg the semi-bended leg

ST 5,43 19,19 Diminished –32,26 0,005SD 3,37 32,33 Increased +88,51 0,005SP 20,72 7,42 Increased +100,45 0,005SA 4,69 19,86 Increased +254,27 0,005

*Il parametro SP (Lunghezza della traiettoria seguitadal COP during test) è normalizzato alla durata di acqui-sizione e ha la dimensione di una “velocità”.


1) the sway path (proportional to the meanspeed of oscillation)* represents a measure ofthe dimension of oscillatory motion and the swayarea (surface covered by the radius connectingthe baricenter of the trajectory with all the tra-jectory points. Also such value is normalized tothe acquisition time), which represents the ampli-tude of the oscillations, are significantly lower,indicating less instability, in the measurementtaken with the supporting leg bent slightly;

2) the sway density parameters, which repre-sent the characteristics of the organization of bal-ance as measured by the mean stay time of theinstantaneous centers of balance and the dis-tance between the next centers of balance ormean spatial distance, demonstrate a better orga-nizational ability to execute the circular kickwhen the supporting leg is slightly bent. Themean stay time changes in sign opposite to theother parameters, i.e., the better the stay time,the higher its value, whereas for the other para-meters, the better they are the lower their value.

Table IV reports the variation in percent of theparameters for the supporting leg when extend-ed versus when bent, as well as the normalizeddifference between the parameters recorded dur-ing the exercise carried out in the same way butwith the other leg used as the supporting leg.From this comparison, the difference betweenmovement executed when then supporting legwas extended or bent emerge even more clear-ly, as does the much narrower range of variabil-

attraverso la misura del tempo medio di perma-nenza sui centri istantanei di stabilità (Mean StayTime, ST) e della distanza fra i successivi centri distabilità (Mean Spatial Distance, SD), esprimonoanch’essi una miglior capacità organizzativa nel-l’esecuzione del movimento ad arto di appoggiosemipiegato. Si noti come il parametro ST si modi-fichi, come logico, con segno opposto agli altri para-metri (migliora cioè con la crescita del suo valorementre tutti gli altri parametri migliorano con laloro diminuzione).

Le variazioni percentuali dei parametri ad artod’appoggio teso rispetto a quelli ad arto semipiega-to sono riportate in tabella (Tabella IV) a fiancodelle differenze normalizzate fra i parametri regi-strati nella esecuzione dell’esercizio con le stessemodalità ma con diversa gamba di appoggio. Ciòrende ancor più evidente sia la differenza fra lamodalità ad arto semipiegato vs arto teso, sia lamolto minor variabilità fra le esecuzioni a dx e a sxcon analoghe modalità.

L’efficienza del gesto motorio

Merita sottolineare che alla maggior efficacia dicontrollo si affianca anche una molto maggior effi-cienza energetica. Questo emerge dai valori di poten-za associati alle diverse armoniche presenti nelmovimento, legate alla quantità di “adattamenti”eseguiti per il mantenimento dell’equilibrio: il valo-re significativamente minore (Potenza ArmonicaTotale) riscontrato nell’esecuzione ad arto d’ap-poggio semipiegato ne è la prova evidente (Figure 7,8). L’entità sorprendente di tale differenza suggeriscel’opportunità di un ulteriore approfondimento per


16000

100 200 300 400 500

SWAY PATH (mm/s)

600

SWA

Y A

RE

A (

mm

2 /s)

14000

12000

10000

8000

6000

4000

2000

00

Leg extended Leg slightly bent

Figure 5.—Sway area versus sway path.Figura 5. — Sway area versus sway path.

Figure 6.—Mean stay time and mean stay distance betweeninstantaneous centers of stability.Figura 6. — Tempo permanenza medio e distanza mediafra centri istantanei di stabilità.

0.25

50 60 70 80 90Distance (mm)

100

Tim

e (s

)

0.2

0.15

0.1

0.05

00

Leg extended Leg slightly bent

40302010

*SP parameter (lenght of the path described by the COPduring test) is normalized to the acquisition time and it hasthe dimension of a “speed”.


ity between the same movements executed whenthe supporting leg is extended or slightly bent.

Efficiency of motor movement

Greater efficacy of control is accompanied bygreater energy efficiency. This emerges from thepower values associated with the different har-monics in the movements, linked to the quanti-ty of adjustments made to maintain balance. Thesignificantly lower value (total harmonic power)found when the kick was thrown with the sup-porting leg slightly bent is proof of this (Figu-res 7, 8). The surprising degree of difference sug-gests an opportunity for further study to under-stand the interaction between the biomechanical,control, and intrinsic neuromuscular componentsin order to elucidate the mechanisms underly-ing traumatic injury and functional overloadingdisorders. This is particularly relevant as con-cerns athletic performance: the possibility to havea motor control strategy which, while optimizingefficacy, would also permit saving energy, wouldmean a gain in the availability of metabolicresources needed for participating in numerousmatches following in close succession with shortrecovery time, as typically occurs in tournaments.

We also observed a significant and homoge-nous harmonic power reduction in the slightlybent leg execution mode over the whole har-monic spectrum as expressed in terms of rela-tive composition in the three bands.

Does the low-frequency component reflect corti-cal control activity?

The low-frequency component predominatesin the composition, which is also determined by

cercare di comprendere l’interazione tra le compo-nenti biomeccaniche, quelle di controllo e quelleneuromuscolari intrinseche anche ai fini di unamigliore comprensione degli eventi traumatici epatologici da sovraccarico funzionale. Tale nota-zione appare di particolare rilievo alla luce delleesigenze prestazionali: la possibilità di disporre diuna strategia di controllo motorio che, pur otti-mizzando l’efficacia, consente un risparmio ener-getico, va a tutto vantaggio della disponibilità del-le risorse metaboliche necessarie per affrontare l’e-levato numero di combattimenti in successione conpoco tempo di recupero che sono tipiche di unagara.

Notevole risulta infine osservare come la signifi-cativa riduzione della potenza armonica sia distri-buita in modo omogeneo su tutto lo spettro di fre-quenza considerato (0,01-1,2 Hz) e cioè che in ter-mini percentuali della potenza totale misurata, lecomponenti nelle tre bande hanno valori apprez-zabilmente costanti.

La componente a Bassa Frequenza riflette l’atti-vità di controllo corticale?

Nella composizione prevale in ogni caso la com-ponente a bassa frequenza (Tabella V) che è deter-


9000

Subjects

8000

7000

6000

5000

0

4000

3000

2000

1000

Leg slightly bent Leg extended

Figure 7.—Total harmonic power (mm2/Hz).Figura 7. — Potenza armonica totale (mm2/Hz).

3000

2500

2000

1500

1000

0

500

Totalpower HF

Totalpower MF

Totalpower LF

Right legextended

Right legslightly bent

Left legextended

Left legslightly bent

Figure 8.—Mean harmonic power (mm2/Hz).Figura 8. — Potenza armonica media (mm2/Hz).

TABLE V.—Distribution of harmonic power.TABELLA V. — Distribuzione relativa della potenzaarmonica

Total Harm. Pwr %

LF 70,72

MF 13,02

HF 16,26


the movement (Table V). Comparison of the com-position of the power calculated from the totalmeasurements and those calculated only fromthe regime tracing (Figure 9) shows a significantvariation only in the low-frequency components.As mentioned, no other parameter measured orcalculated of the two modalities of execution(total recording and recording of the transitoryphase) was found to be appreciably modified.This observation could provide further confir-mation that the characteristics of voluntary motoraction are substantially recognizable only in thelow-frequency components. Moreover, this couldfurnish a useful aid in the development of strate-gies for recognizing suspected malingering behav-ior in the evaluation of functional deficits (e.g.,evaluation of alterations caused by whiplash).11

The relationship between Sway Area and SwayPath

Of particular interest is the comparison of therelationship between Sway Area and Sway Path.As shown in Figure 10, this relationship is sub-stantially improved when the supporting leg isslightly bent. Since this relationship is propor-tional to the radius of the circle described by thepath of the center of pressure (Figure 11), it fol-lows that its reduction leads to better stability ofthe spatial parameter, which, in turn, benefits theattack technique.

Homogeneity of the benefit of execution with thesupporting leg slightly bent

Finally, it is also interesting to note that thedifference between normalized “benefits” has

minata anche dal gesto motorio: il confronto fra lecomposizioni delle potenze calcolate sui rilievi tota-li e le analoghe calcolate solo sul tratto a regime(Figura 9) evidenzia infatti una significativa varia-zione della sola componente a bassa frequenza.Come già indicato nessun’altro parametro rilevatoo calcolato nelle due modalità (registrazione tota-le e registrazione priva del transitorio) risulta apprez-zabilmente modificato. La notazione potrebbe costi-tuire una importante conferma delle caratteristi-che dell’atto motorio volontario sostanzialmentericonoscibile solo nelle componenti a bassa fre-quenza. Tale indicazione potrebbe costituire unprezioso riferimento per lo sviluppo di strategie tesea riconoscere comportamenti artefatti nella valu-tazione dei deficit funzionali (es. valutazione del-le alterazioni da “colpo di frusta”) 11.

Il rapporto fra Sway Area e Sway Path

Appare di particolare interesse il confronto fra irapporti di Sway Area e Sway Path. Illustrati inFigura 10, mostrano come il rapporto sia sostan-zialmente migliorato nella postura ad arto di appog-gio semipiegato. Poiché tale rapporto è proporzionaleal raggio del cerchio equivalente descritto dallatraiettoria del COP (Figura 11), è evidente che unasua riduzione si traduce in una migliore stabilità delriferimento spaziale a tutto beneficio della preci-sione della tecnica d’attacco.

Omogeneità del beneficio nell’esecuzione a gam-ba semipiegata

Appare infine interessante notare che le diffe-renze fra i “benefici” normalizzati non trova alcu-na evidente correlazione con l’attitudine destro/mancino degli atleti.


25

20

15

10

0

5

Leg extended Leg slightlybent

Bipedalathletes

Bipedalnorm

Figure 9.—Composition of harmonic power (mm2/Hz).Figura 9. — Composizione potenza armonica (mm2/Hz).

2500

2000

1500

1000

0

500

Totalpower LF

Totalpower MF

Regime Total

Totalpower HF

Figure 10.—Sway areas versus sway path.Figura 10. — Rapporto tra Sway Area e Sway Path.


not evident correlation with whether the athleteis right- or left-hand dominant.

Conclusions

The results of this study provide evidence con-firming greater efficiency/efficacy of the circular kick

Conclusioni

Nell’osservare come gli esiti di questo studio con-fermino la maggiore efficienza/efficacia del gestoatletico eseguito secondo le indicazioni dei tecnici,si deve sottolineare come la metodica utilizzata perquesto studio, semplice, rapida e non invasiva, pos-


The circle described by the path of the center of pressure is proportional to the path of the extended foot, leadingto variation in accurately delivering the strike. However, the exact proportion cannot be easily calculated.

Assuming the COP trajectory as a circle and remembering that the ratio between the Circle Area (πR2)-in thiscase the Sway Area - and its Circumference (2πR) - in this case the Sway Path - is equal to half the Radius(R/2), we can derive that the Sway Area over Sway Path ratio is expressing the magnitude of the oscillation.

Figure 11.—Oscillation and precision.Figura 11. — Oscillazioni e precisione.


when executed as indicated by instructors. Moreover,this simple, rapid and non-invasive method mayoffer a useful aid for the quantitative evaluation of per-formance of the movement. Of particular relevancefor further study are the results of the harmonicanalysis, which appear to evince specific character-istic of the various networks controlling posture.

sa risultare di notevole aiuto per valutare in modoquantitativo la prestazione nell’esecuzione del gestoatletico. Appaiono di particolare interesse per ulte-riori approfondimenti le riflessioni sulle analisiarmoniche che sembrerebbero poter evidenziare lecaratteristiche specifiche delle diverse “maglie” dicontrollo della postura.



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Received on April 21, 2010 - Accepted for publication on May 21, 2010.Corresponding author: A. Lino, FIJLKAM, Ostia Lido, Rome, Italy. E-mail: [email protected]

Relationship between time of day andvariation in blood pressure response to

aerobic exerciseRelazione tra momento della giornata e variazione della

risposta pressoria all’esercizio fisico aerobico

A. DI BLASIO 1, E. D’ANGELO 2, S. GALLINA 1, P. RIPARI 1, 3

1Department of Human Movement Sciences, “G. d’Annunzio” University, Chieti, Italy2Faculty of Motory Science of Education, “G. d’Annunzio” University, Chieti, Italy

3University Center of Sports Medicine, “G. d’Annunzio” University, Chieti, Italy

SUMMARYAim. Physical exercise is widely used in primary and secondary prevention of hypertension. National and interna-tional guidelines recommend type, frequency, intensity, duration and energy expenditure of exercise, but suggest noth-ing about the time of day for exercise. This study investigated blood pressure response during aerobic exercise and 30min of recovery according to time of day.Methods. Twenty-eight sedentary male university students (25±2 yrs) underwent a physical fitness examination before enter-ing the study. Subjects took part in 3 training sessions scheduled 1 week apart at 3 different times of day (9.30 AM; 2 PM;and 6.30 PM). Training was performed on a Recumbent Bike. Each session consisted of 10 min of warm-up at 55%HRmax,35 min at 70%HRmax, 5 min of cool-down, followed by 30 min of recovery while sitting on the bike. Blood pressure andratings of perceived exertion were measured during training; during recovery, blood pressure only was measured.Results. ANOVA for repeated measures showed a best trend of diastolic blood pressure during training and recovery whenexercise was performed at 6.30 PM. Ratings of perceived exertion were higher during the morning session. No differ-ences were noted for in systolic blood pressure trends.Conclusions. Early evening physical exercise seems to optimize its positive effect on the reduction of diastolic bloodpressure.

KEY WORDS: Blood pressure - Physical exertion - Exercise.


MED SPORT 2010;63:167-78

RIASSUNTOObiettivo. L’esercizio fisico, quale mezzo di prevenzione primaria e secondaria nei riguardi dell’ipertensione arterio-sa è ormai pratica diffusa. Le principali linee guida nazionali ed internazionali ne consigliano tipologia, frequenza, inten-sità, durata e dispendio calorico, ma nulla è definito riguardo al momento della giornata. Scopo dello studio è stato inda-gare la risposta pressoria durante esercizio fisico di tipo aerobico e nei successivi 30 minuti, in 3 diversi orari.Metodi. Ventotto studenti universitari, sedentari (25±2 anni), sono stati reclutati dopo visita medico-sportiva che ne haaccertato lo stato di salute e l’idoneità alla partecipazione. Ognuno di essi è stato sottoposto a 3 sedute di allenamen-to, distanziate di una settimana l’una dall’altra, in orari diversi (9:30, 14:00, 18:30) su Recumbent Bike. La seduta eracomposta da 10 minuti di riscaldamento al 55% della FCmax, 35 minuti di lavoro al 70% della FCmax e 5 minuti didefaticamento. Al termine della prova i partecipanti hanno osservato 30 minuti di recupero sulla bike. Sono state misu-rate la risposta pressoria e di sensazione soggettiva di fatica alla prova e quella pressoria nel recupero.Risultati. La RM-ANOVA ha evidenziato un diverso e miglior andamento della risposta pressoria diastolica durante laprova ed una sua maggiore riduzione nel recupero, quando questa era effettuata alle 18:30. La sensazione soggettivadi fatica è stata maggiore di mattina. Nessuna differenza è stata registrata nella risposta sistolica. Conclusioni. La pra-tica dell’esercizio fisico nel tardo pomeriggio/prima serata sembra ottimizzare l’effetto ipotensivo indotto dall’eserci-zio sulla pressione arteriosa diastolica.

PAROLE CHIAVE: Pressione arteriosa - Sforzo fisico - Esercizio.

DI BLASIO RELATIONSHIP BETWEEN TIME OF DAY AND VARIATION IN BLOOD PRESSURE RESPONSE TO AEROBIC EXERCISE

Physical exercise has unquestionable healthbenefits for cardiovascular, musculoskeletal

and metabolic function and is prescribed for pri-mary and secondary prevention.1, 2 One of theconditions that can greatly benefit from acute andchronic training is hypertension. A reduction inblood pressure in hypertensive subjects has beenobserved to continue up to 22 hours after exer-cise,3 suggesting that with appropriately plannedtraining a stable weekly reduction can beachieved. Guidelines by national and interna-tional medical societies 3, 4 on the correct admin-istration of exercise and individualization of theright dose 1-4 indicate type, frequency, intensity,duration of exercise and energy expenditure inorder to attain positive results. Missing from theseparameters, however, is circadian variation in bio-rhythms, which could affect acute and chronicblood pressure response to physical activity. Anumber of steps in this direction have been under-taken, most likely motivated by evidence that cir-cadian variation in blood pressure is linked tothe incidence of cardiovascular events which arenoted to peak between 6 AM and 12 PM.5, 6 In twodifferent studies, Jones et al.7, 8 investigated therelationship between time of day and reactivity ofblood pressure. In the first, they studied the effectof daily living on blood pressure variation; in thesecond, blood pressure response to the same typeof exercise practiced at different times of day.They found that in daily living blood pressurereactivity to variation in exercise intensity wasgreater when exercise was performed in the morn-ing. Corroborating this finding are the observationsfrom their second study in which they noted anincrease in blood pressure in the 20 minutes aftera single morning session of intensive aerobic exer-cise and a different post-exercise response ofblood pressure measured in the afternoon.

Taken together, their findings suggest that forobtaining optimal blood pressure managementexercise is best performed in the afternoon.However, since scheduling physical exercise isoften dictated by work and family commitments,research into the effect of time of day on bloodpressure response to physical activity needs totake into account a wider time window.

With this study we investigated blood pres-sure response during aerobic exercise and in the30 minutes post-exercise at the 3 different hoursof day workers and homemakers (the latter pre-ferring the morning time slot) most often attenda fitness center.


L’effetto positivo dell’esercizio fisico sulla salutecardiovascolare, muscolo-scheletrica e metabo-

lica è dimostrato al punto da consigliarne la prati-ca ai fini di prevenzione primaria e secondaria 1, 2.Una delle patologie che può trarre beneficio daglieffetti del training fisico, acuto e cronico, è l’iper-tensione arteriosa. Infatti, la pratica motoria indu-ce una riduzione pressoria post-esercizio che, nei sog-getti ipertesi, è stata osservata protrarsi fino a 22ore dopo l’interruzione 3, pertanto, con la giustaprogrammazione, se ne può ottenere una stabileriduzione settimanale. Tutte le grandi società dicategoria, sia nazionali che internazionali 3, 4, han-no emanato linee guida per la corretta sommini-strazione dell’esercizio e per l’individuazione dellasua giusta dose 1-4 consigliandone tipologia, fre-quenza, intensità, durata e dispendio calorico aifini del raggiungimento di risultati positivi. Tuttavia,le variazioni dei ritmi biologici, che potrebbero inci-dere notevolmente sulla differente risposta pressoriaacuta e cronica all’esercizio fisico, non sono stateancora incluse tra i parametri considerati. Diversisono i passi fatti in questa direzione, spinti, proba-bilmente, dall’evidenza che la variazione circa-diana della pressione arteriosa è simile a quella del-l’incidenza degli incidenti cardiovascolari, il cuipicco si registra tra le 6:00 e le 12:00 5, 6. Jones et al.7,

8 hanno effettuato due diversi studi riguardo allarelazione tra momento della giornata e variazio-ne della risposta pressoria al movimento. Nel pri-mo, hanno indagato l’effetto del daily living sullavariazione pressoria; nel secondo, la risposta pres-soria allo stesso esercizio praticato in due orari diver-si. Le evidenze emerse sono state che, nella vita quo-tidiana, la reattività pressoria alla variazione del-l’intensità dell’attività fisica è più alta di mattina.Tale risultato è complementare a quelli ottenuti nelsecondo studio, in cui gli autori hanno osservato, dimattina, un incremento pressorio nei 20 minutisuccessivi ad una singola seduta di esercizio adintensità aerobica, mentre, nel pomeriggio, la rispo-sta è stata diversa.

Le suddette esperienze consigliano l’utilizzo del-l’esercizio pomeridiano ai fini di un ottimale mana-gement pressorio. Tuttavia, molto spesso, la sceltafinale, operata dalle persone, viene spesso condi-zionata dalle proprie attività in ambito lavorativo efamiliare. Pertanto, è importante allargare il cam-po di indagine riguardante l’effetto del momentodella giornata sulla risposta pressoria, ad un nume-ro maggiore di orari.

Scopo del presente studio è stato indagare la rispo-sta pressoria durante esercizio fisico di tipo aerobi-co e nei successivi 30 minuti, nei 3 orari maggior-mente scelti da lavoratori e dalle casalinghe (e.g.queste ultime utilizzano per lo più l’orario mattuti-no) che frequentano i centri fitness.

RELATIONSHIP BETWEEN TIME OF DAY AND VARIATION IN BLOOD PRESSURE RESPONSE TO AEROBIC EXERCISE DI BLASIO


Study population

The study population was 28 male sedentaryuniversity students (mean age, 25±2 years;range, 23-32). Physical examination of fitness forparticipation in the study included measure-ment of basal blood pressure, body composi-tion, heart rate at rest, and heart rate after exer-tion, as determined by the Harvard step testmodified according to Monotoye.9, 10 Excludedfrom the study were subjects with cardiovas-cular conditions or past acute or chronic con-ditions that might have altered physiologicresponse to exercise or precluded participa-tion. None were smokers; none were underpharmacologic treatment either during the studyperiod or in the 6 months prior to the beginningof the study. Subjects were defined as sedentaryif in the 12 months before the start of the studythey had not regularly practiced physical exer-cise (≥2 times weekly) and were not employedin an occupation that required more than usu-al physical effort than for activities of daily liv-ing (walking, stair climbing, use of bicycle forcommuting).

Physical fitness examination

The physical fitness examination was per-formed in groups of 5 subjects at the SportsMedicine Center of the University of Chieti-Pescara at 9.30 AM, under controlled condi-tions of ambient temperature (21-23 °C) andrelative humidity (50%). Subjects presented after12-h overnight fasting. None had exerted max-imal force the day before the examination.11

Body composition was analyzed by means of amonofrequency bioimpedensometric method(EFG Akern, Pontasieve, Italy). Subjects wereseated upright on a non-conducting bed for 10minutes, then asked to lie supine. The upperlimbs were positioned at a 30° angle from thetrunk, and the lower limbs at a 45° angle fromone another. Four electrodes (PG 500 FIAB,Vicchio, Italy) were placed on the right side ofthe body: 2 on the dorsum of hand (1 distaland 1 proximal to the wrist); 2 on the dorsumof foot (1 distal and 1 proximal to the ankle) atleast 5 cm apart.12 Body weight (kg) and height(cm) were measured using a medical scale (Seca220, Hamburg, Germany), rounded off to thenearest cg or cm, with the subject in stocking

Materiali e metodi

Popolazione

Lo studio è stato condotto su 28 studenti univer-sitari sedentari, non fumatori, di sesso maschile e dietà compresa tra i 23 ed i 32 anni (25±2). Una visi-ta medico-sportiva preliminare ha permesso di accer-tarne l’idoneità alla partecipazione al protocollosperimentale. Sono state valutate la pressione arte-riosa basale, la composizione corporea, e la fun-zionalità cardiaca basale e dopo sforzo, quest’ulti-ma mediante Harvard Step Test modificato secondoMontoye 9, 10. E’ stata inoltre esclusa la presenza dipatologie cardiovascolari e di altre patologie pre-gresse, acute e/o croniche che potessero alterare lerisposte fisiologiche all’esercizio o comprometternel’esecuzione. Nessuno era in trattamento farmaco-logico al momento della sperimentazione e nessunolo era stato nei sei mesi precedenti. I partecipantisono stati considerati sedentari qualora, nel corsodegli ultimi 12 mesi, non avessero preso parte a pro-grammi di esercizio fisico regolare (≥2 sedute setti-manali) e non fossero stati stabilmente occupati inattività lavorative che avessero potuto innalzare illivello di attività fisica quotidiana al di sopra diquello usualmente registrato nelle normali attività(camminare, fare le scale, prendere la bici per spo-starsi da un luogo all’altro).

Visita medico-sportiva

La visita è stata effettuata di mattina a partiredalle ore 9:30 ed in gruppi da cinque, presso ilCentro di Medicina dello Sport dell’Università degliStudi Chieti-Pescara. La temperatura degli ambien-ti era costante e controllata (21-23 °C) con una per-centuale d’umidità relativa pari al 50%. I parteci-panti si sono recati alla visita a digiuno dalle pre-cedenti 12 ore. Nessuno ha effettuato sforzi massi-mali il giorno precedente.(11) La valutazione dellacomposizione corporea è avvenuta mediante meto-dica bioimpedenzometrica monofrequenza (EFGAkern, Pontassieve, Italia). L’esame è stato effettua-to in posizione supina su lettino non conduttore,dopo 10 minuti di posizione clinostatica. Gli artisuperiori erano separati dal tronco da un angolodi 30°, mentre quelli inferiori erano separati traloro da un angolo di 45°. Per l’effettuazione dell’e-same sono stati applicati sul lato destro del corpo 4elettrodi (PG 500 FIAB, Vicchio, Italia): 2 sono sta-ti posizionati sul dorso della mano (i.e. uno in posi-zione distale ed uno in posizione prossimale rispet-to al polso) e 2 sul dorso del piede (i.e. uno in posi-zione distale ed uno in posizione prossimale rispet-to alla caviglia) ad una distanza minima tra diloro di 5 cm.12 Peso (in kg) e statura (in m) sono sta-ti misurati rispettivamente, con approssimazione



feet and light clothing. Arterial blood pressurewas measured using a mercury sphygmo-manometer (Erkemeter 3000, Erka, Bad Tölz,Germany) and auscultation.13, 14 The mean of 3consecutive measurements was taken as thebaseline value at entry into the study. Heartrate at rest was measured by palpation of theright radial pulse after 10 minutes in the supineposition, followed by 12-lead EKG (P8000Esaote, Florence, Italy) to check for the relia-bility of the pulse measurements. The Harvardstep test modified according to Monotoye 9, 10

was performed, the immediate recovery index(IRI) calculated, and supine EKG carried out.The IRI was calculated from the radial pulsevalues recorded by palpation in the 60-90-sec-ond recovery interval. These values were thenentered into the equation for calculating theIRI:

18000/(5*5 number of pulses in the 60-90-second interval).

Study protocol

The study setting was the Sports TherapyCenter, University of Chieti-Pesacra. Under stan-dard conditions of temperature and humidity,subjects trained once a week for 3 weeks at dif-ferent times of day (9.30 AM, 2 PM, 6.30 PM).Each session was scheduled 1 week apart; assign-ment of time of day was random. Subjects weretold to eliminate stimulating food or drink fromtheir diet during the study period. Subjects cameto the session after 3 hours of fasting; clothing wasa cotton short sleeve shirt, shorts, and runningshoes. Tests were performed on a RecumbentBike Advance Lux (Panatta Sport, Apiro, Italy).Seat height was regulated so that the rear angleof the knee was 165-170° at maximal leg exten-sion during pedalling. The session was subdi-vided into 10 minutes of warm-up at 55% maxi-mal heart rate (HRmax), 35 minutes of work-out at70% HRmax, and 5 minutes cool-down. Pedallingrate was set to 70 per minute during the entiretest. Working HR was calculated according to theequation:

% work (e.g., 0.55) * (208 – (0.7 * subject age)) 15

Each session concluded with 30 minutes ofrecovery with the subject seated on the cycle.Heart rate was recorded and monitored using aPolar S810-i cardiofrequenzometer (Polar,

all’etto ed al centimetro, mediante bilancia bascu-lante con statimetro (seca 220, Amburgo,Germania), senza scarpe ed in abiti leggeri. La pres-sione arteriosa è stata misurata mediante sfigmo-manometro a mercurio (Erkemeter 3000, Erka, Badtolz, Germania) e metodica auscultatoria 13, 14. Lamedia di tre misurazioni consecutive è stata utiliz-zata come valore basale per il reclutamento. La rile-vazione della frequenza cardiaca basale è avve-nuta mediante metodica palpatoria su polso radia-le destro, dopo 10 minuti di riposo in posizione supi-na, cui è seguita la registrazione del tracciato elet-trocardiografico (ECG), mediante metodica a 12derivazioni (P8000 Esaote, Firenze, Italia), che hacontrollato l’affidabilità della misurazione palpa-toria. L’esecuzione dell’Harvard Step Test modifi-cato secondo Montoye 9, 10 è stata seguita dal calcolodell’indice di recupero immediato (I.R.I.) e dallaregistrazione del tracciato ECG in posizione supina.Il punteggio I.R.I. è stato calcolato partendo dalnumero di pulsazioni rilevate al polso radiale tra il60° ed il 90° secondo di recupero mediante metodicapalpatoria da personale medico. Il valore misuratoè stato poi inserito nella formula successiva per ilcalcolo dell’I.R.I.:

18000/(5,5 * numero di pulsazioni tra il 60° ed il90° secondo di recupero)

Protocollo sperimentale

I partecipanti si sono allenati per 3 volte, in ora-ri diversi (9:30, 14:00, 18:30), presso il Centro diSport-Terapia dell’Università degli Studi di Chieti-Pescara, in ambiente a temperatura ed umiditàstandardizzate 11. Ciascuna seduta è stata distan-ziata dall’altra di una settimana e l’ordine di ese-cuzione è stato assegnato in maniera random. Pertutta la durata della sperimentazione i partecipan-ti non hanno assunto sostanze alimentari eccitan-ti ed alcool. Ogni prova è stata preceduta da tre oredi digiuno; anche l’abbigliamento è stato standar-dizzato: maglietta di cotone a maniche corte, pan-taloncini corti e scarpe da running. Le sedute d’al-lenamento sono state effettuate su Recumbent BikeAdvance Lux (Panatta Sport, Apiro, Italia). La rego-lazione del sedile è avvenuta ai fini del raggiungi-mento di un angolo posteriore del ginocchio di 165-170° nel momento della massima estensione dellagamba durante la pedalata. Il lavoro era suddivisoin 10 minuti di riscaldamento al 55% della massi-ma frequenza cardiaca (FCmax), 35 minuti di lavo-ro al 70% della FCmax e 5 minuti di defaticamento.La frequenza delle pedalate effettuate in un minu-to è stata settata a 70 per tutta la durata della pro-va. Le frequenze cardiache di lavoro sono state cal-colate utilizzando la seguente formula:



Kempele, Finland) and continued through tothe end of the recovery period. Arterial bloodpressure was measured using a mercury sphyg-momanometer and auscultation of the left armafter 10 minutes of rest with the subject seatedon the cycle (T0), at 10, 25, 25, and 50 minutesof exercise, and at 5, 10, 15, and 30 minutes ofrest. Systolic (SBP) and diastolic blood pressure(DBP) values were calculated from the averageof 3 consecutive measurements taken 1 minuteapart at these time points.13, 14 Mean arterialblood pressure was calculated using the equa-tion:

((SBP – DBP) /3) + DBP).

Subjective rating of perceived exertion (RPE)according to the 15-point Borg scale was mea-sured at 10, 20, 25, 30, 45, and 50 minutes ofexercise by the same physician. 16

Statistical analysis

Descriptive statistics are expressed as themean±standard deviation (SD). ANOVA forrepeated measure and post-hoc analyses wereapplied to test for the effect of time of day (inde-pendent variable) on HR, DBP and SBP response,and RPE (dependent variables), as well as fortrends in the variation of SBP and DBP. Deltawas calculated by subtracting the SBP and DBPvalues recorded during exertion and recoveryfrom basal values measured before the begin-ning of each session. The same statistical testswere applied to check for the effect of bodyweight and the interaction between body weightand time of day of exercise on blood pressureresponse.

% di lavoro (e.g. 0.55) * (208 – (0.7 * età del sog-getto)) 15

L’allenamento è sempre stato seguito da 30 minu-ti di recupero in posizione seduta sulla cyclette. Laregistrazione ed il monitoraggio della frequenzacardiaca sono avvenuti mediante cardiofrequen-zimetro Polar S810-i (Polar, Kempele, Finlandia) esono stati continui fino alla fine dei 30 minuti direcupero. La rilevazione della pressione arteriosa èstata effettuata con sfigmomanometro a mercurio emetodica auscultatoria sul braccio sinistro, dopo10 minuti di riposo in posizione seduta sulla cyclet-te (T0), al 10°, 25°, 45° e 50° minuto di lavoro ed al5°, 10°, 15°, e 30° minuto di recupero. Il valorepressorio sistolico e diastolico ai minuti sopra cita-ti è il risultato della media di tre misurazioni con-secutive, distanziate tra loro di un minuto 13, 14. Lapressione arteriosa media è stata calcolata secondola formula:

((pressione arteriosa sistolica – pressionearteriosa diastolica) / 3) + pressione arteriosa dia-

stolica

Durante l’esercizio, si è provveduto anche allaregistrazione della sensazione soggettiva di fatica aT0, ed al 10°, 20°, 25°, 30°, 45° e 50° minuto dilavoro, utilizzando la scala di Borg a 15 categorie(RPE).(16) Tutte le misurazioni sono state effettuatedallo stesso medico esperto.

Analisi statistica

I risultati dell’analisi descrittiva del campionesono riportati sotto forma di media e deviazionestandard. La RM-ANOVA e l’analisi post-hoc sonostate utilizzate per verificare l’effetto del momento


TABLE I.—Characteristics of the study subjects.TABELLA I. — Analisi descrittiva del campione.

N=28

Body weight (kg) 77.38±6.28Height (m) 1.78±0.04Body-mass index (kg/m2) 24.24±1.72Fatty mass (% of body weight) 19.3±3.5Systolic blood pressure (mm Hg) 119.78±4.79Diastolic blood pressure (mm Hg) 75.86±5.27Heart rate at rest (bpm) 60.95±8.56Immediate recovery index 54.25±4.53

Plus-minus values are means ±SD.

160

150

140130

120

110100

90

8070

60

Hea

rt r

ate

(bpm

)

Time (min)

9.30 AM

2 PM

6.30 PM

1 11 21 31 41 51 61 71

Figure 1.—Trend for heart rate during exercise and reco-very. Heart rate (bpm) Time (min).Figura 1. — Andamento della frequenza cardiaca duran-te la fase di esercizio e di recupero.


Results

Table I reports the characteristics of the studypopulation: all subjects were classified as nor-motensive, overweight on average, and with car-diovascular fitness within the reference limits.10

Figure 1 illustrates the HR trend during exer-tion and recovery. ANOVA for repeated measuresshowed an obvious within-subjects difference (F

(1, 81) =1.270; P=0.014), which reflects the changein HR over time (i.e., warm-up, work-out, cool-down, recovery), and no between-subjects dif-ference (F (1, 81) =0.769; P=0.470), which mirrorsthe HR trend of the 3 times of day of exercise ses-sions.

Analysis of SBP in relation to time of dayshowed no difference for T0 or for response toexercise (Table II); whereas DBP at T0 was high-er at 6.30 PM (81.39±5.7 mmHg) than at 9.30

della giornata (variabile indipendente) sull’anda-mento della frequenza cardiaca, sulla risposta pres-soria diastolica e sistolica e su quella della RPE(variabili dipendenti). La stessa analisi è stata effet-tuata sull’andamento della variazione della pres-sione arteriosa sistolica e diastolica. Il calcolo deldelta è stato ottenuto sottraendo ad ogni valore sisto-lico e diastolico registrato nella seduta (prova e recu-pero), quello dei rispettivi basali misurati prima del-l’inizio d’ogni prova. Le stesse analisi sono stateeffettuate per verificare sia l’influenza dello statoponderale dei partecipanti sia l’influenza dell’inte-razione di quest’ultimo con il momento della gior-nata in cui si pratica esercizio, sulle risposte fisio-logiche indagate.

Risultati

Nella Tabella I sono riportate le caratteristichedella popolazione esaminata: i soggetti, tutti nor-


TABLE II.—Trend of systolic blood pressure (in mm Hg) measured at exercise sessions at three times of day.TABELLA II. — Andamento della pressione arteriosa sistolica in relazione all’orario in cui si pratica esercizio. Dati.

9.30 AM 2 PM 6.30 PM

At baseline (T0) 115.61±8.93 116.41±9.28 119.75±9.34At 10 min of exercise 150.89±18.08 146.97±12.73 149.29±15.23At 25 min 157.96±15.06 155.13±12.06 152.96±14.63At 40 min 160.11±15.63 153.81±13.22 156.46±16.42At 50 min 137.96±12.73 132.94±17.62 141.68±15.61At 5 min of recovery 120.46±8.81 117.34±7.8 122±8.91At 10 min 113.89±7.08 133.31±8.44 114.88±7.75At 15 min 112.61±7.31 109.59±8.82 112.79±6.47At 30 min 109.57±5.66 111.06±6.06 112.29±7.21

Plus-minus values are means ±SD.

TABLE III.—Trend of diastolic blood pressure (mm Hg) measured at exercise sessions at three times of day.TABELLA III. — Andamento della pressione arteriosa diastolica in relazione all’orario in cui si pratica esercizio.Dati.

9.30 AM 2 PM 6.30 PM

At baseline (T0) 75.75±5.72 75.22±4.11 81.39±5.7a, b

At 10 min of exercise 78.25±3.66 79.11±4.9 81.21±4.46a, b

At 25 min 79.08±3.68 81.63±5.32 81.07±3.63a, b

At 40 min 79.88±4.49 81.11±5.52 79.32±4.66At 50 min 77.75±4.5 77.48±6.04 76.89±3.39At 5 min of recovery 76.25±5.78 76.15±4.67 77.36±4.58At 10 min 75.92±5.73 75.63±6.05 78.11±5.73At 15 min 75.58±6.35 72.89±8.72 77.86±4.98b

At 30 min 73.92±5.38 73.6±6.11 77.57±7.66a, b

adiastolic blood pressure at 6.30 PM ≠ that at 9:30 AM; bdiastolic blood pressure at 18:30 ≠ that at 2 PM. Plus-minus values are means±SD


AM (75.79±5.69 mmHg) or at 2 PM (75.34±3.91mmHg) (P<0.001). ANOVA for repeated mea-sures of DBP response showed a differencebetween the 3 sessions both within-subjects (F (1,

81) =2.772; P=0.001) and between-subjects (F (1,

81) =3.837; p=0.02). Table III reports the trenddata for DBP response to exercise at 6.30 PMversus the other 2 times of day. Analysis of thedelta of DBP response confirmed the within-subjects (F (1, 81) =2.091; p=0.011) and between-subjects difference (F (1, 81) =7.749; p=0.01)between the 3 times of day: the trend for theevening session differed from that of the other 2sessions (Figure 2). Post-hoc analysis in bothcases confirmed the difference in trends forevening DBP values versus those of the other 2sessions, whereas no difference emergedbetween response to exercise at 9.30 AM and at2 PM. Analysis of the mean BP trend in relationto time of day revealed only a within-subjectsdifference (F (1, 81) =1.983; P=0.012) (Figure 3).Analysis of RPE showed differences within-sub-jects (F (1, 81) =4.411; P=0.001) and between-sub-jects (F (1, 81) =8.095; P=0.001) (Figure 4; Table IV).In this case, post-hoc analysis confirmed worsescores for RPE during the morning session thanfor the afternoon and evening sessions, whichwere substantially similar.

Since the mean fatty mass percentage and thestandard deviation of this value showed that apart of the sample was normoweight (% fatty

motesi, presentavano una composizione corporea,in media, indicativa di sovrappeso ed un livello difitness cardiocircolatorio considerato sufficientesecondo i valori di riferimento.(10)

La Figura 1 mostra l’andamento della frequenzacardiaca durante la fase di esercizio e durante quel-la di recupero. La RM-ANOVA ha mostrato una ovviadifferenza within-subjects (F(1, 81)=1,270, P=0,014),che rispecchia la modificazione nel tempo della fre-quenza cardiaca (i.e. riscaldamento, esercizio, defa-ticamento, recupero), e nessuna differenza between-subjects (F(1, 81)=0,769, P=0,470) che testimonia unsostanziale identico andamento della frequenzacardiaca nei tre orari in cui i partecipanti si sonoesercitati.

L’analisi dell’andamento della risposta sistolicanon ha mostrato differenze, in relazione al momen-to della giornata, sia nel valore a T0 che nella rispo-sta all’esercizio (Tab. II). Di contro, a T0 la pressio-ne arteriosa diastolica è risultata più alta alle 18:30(81,39±5,7 mm Hg) rispetto alle 9:30 (75,79±5,69mmHg) ed alle 14:00 (75,34±3,91 mmHg)(P<0,001). La RM-ANOVA eseguita sulla rispostapressoria diastolica evidenzia una differenza trale tre prove sia within (F(1,81)=2,772, P<0,001) chebetween-subjects (F(1,81)=3,837, P=0,02). La TabellaIII mostra i dati del diverso andamento della rispo-sta diastolica quando l’esercizio è effettuato di sera,rispetto agli altri due momenti della giornata.L’analisi del delta della risposta diastolica confermala differenza sia within (F(1,81)=2,091, P=0,011)che between-subjects (F(1,81)=7,749, P=0,01) tra itre momenti della giornata: l’andamento serale è


Time (min)

141210

86420

-2-4

-12

-6-8

-10

Cha

nge

in d

iast

olic

blo

od p

ress

ure

(mm

Hg)

9.30 AM 2 PM 6.30 PM

Time (min)

115

110

105

100

80

95

90

85

Mea

n bl

ood

pres

sure

(m

mH

g)

9.30 AM 2 PM 6.30 PM

T0 10° 25° 40° 50° 5°rec

10°rec

15°rec

30°rec

Figure 2.—Variation in diastolic blood pressure in rela-tion to time of day of session. Change in diastolic bloodpressure (mmHg). Time (min).Figura 2. — Variazione della pressione arteriosa diastoli-ca in relazione all’orario in cui si pratica esercizio fisico.

Figure 3.—Trend of mean blood pressure in relation totime of day of session. Mean blood pressure (mm Hg)Time (min).Figura 3. — Andamento della pressione arteriosa media inrelazione all’orario in cui si pratica esercizio.


mass <18), we repeated the analysis accordingto weight class. Table V shows the resultsobtained with the Mann-Whitney test to comparethe characteristics of the normoweight (% fattymass <18) and the overweight (% fatty mass>18) subgroups. Except for differences in anthro-pometry and fitness, no other differencesemerged from the comparison. After enteringweight class as an independent variable, ANO-VA for repeated measures showed no effect offatty mass on HR response or on blood pres-sure reactivity to physical exercise. No differ-ences between the 2 groups emerged even whenthe effect of fatty mass was added to that ofinteraction with time of day (fatty mass * time ofday). In our sample, the only independent vari-able that had an effect on blood pressureresponse was time of day.

diverso dagli altri (Figura 2). L’analisi post-hoc, inentrambi i casi, ha confermato la diversità dell’an-damento della pressione diastolica serale rispettoagli altri due momenti della giornata, mentre nes-suna differenza è stata rilevata tra la risposta all’e-sercizio effettuato alle 9:30 e quello alle 14:00.L’esame dell’andamento della pressione arteriosamedia in relazione al momento della giornata haevidenziato la sola differenza within-subjects(F(1,81)=1,983, P=0,012) (Figura 3). L’analisi dellarisposta dell’RPE ha evidenziato differenze sia within(F(1,81)=4,411, P<0,001) che between-subjects(F(1,81)=8,095, P=0,001) (Figura 4,Tabella IV). Inquesto caso, la post-hoc analisi ha confermato lapeggiore risposta mattiniera all’esercizio dell’RPErispetto agli altri due momenti, che non hanno gene-rato risposte differenti tra di loro (14:00 vs. 18:30).

Poiché dall’osservazione del valore medio dellapercentuale di massa grassa e di quello di devia-zione standard del campione si evinceva che unaparte del campione esaminato si trovava in unacondizione di normopeso (massa grassa %<18) si èprovveduto a ripetere le indagini effettuate anche inbase alla classe ponderale di appartenenza. LaTabella V mostra i risultati del test di Mann-Whitney,utilizzato per confrontare le caratteristiche del sot-togruppo normopeso (massa grassa %<18) e sovrap-peso (massa grassa %>18). Nessuna differenza, oltrequella antropometrica e di fitness, è stata eviden-ziata. La RM-ANOVA, eseguita inserendo la classeponderale di appartenenza come variabile indi-pendente, non ha evidenziato alcuna influenzadella massa grassa sulla risposta della frequenzacardiaca e su quella pressoria all’esercizio fisico. Idue gruppi non sono risultati divergere nemmenoquando all’effetto della massa grassa si è aggiuntoquello dell’interazione col momento della giornata(massa grassa * momento della giornata). L’unicavariabile indipendente che, nel nostro campione,ha esercitato influenza sulle risposta pressoria è sta-to il momento della giornata di esercitazione.


Time (min)

9.30 AM 2 PM 6.30 PM

T0 10° 20° 25° 30° 40° 50°

17

15

13

11

9

7

5

Rat

ing

of p

erce

ived

exe

rtio

n

Figure 4.—Rating of perceived exertion in relation to timeof day of session. Rating of perceived exertion Time (min).Figura 4. — Risposta della sensazione soggettiva di faticain relazione all’orario in cui si pratica esercizio fisico.

TABLE IV.—Rating of perceived exertion recorded at exercise sessions at three times of day.TABELLA IV. — Risposta della sensazione soggettiva di fatica in relazione all’orario in cui si pratica eserciziofisico.

9.30 AM 2 PM 6.30 PM

At baseline (T0) 6±0 6±0 6±0At 10min 10.75±1.42c 9.74±2.37 9.68±2At 20 min 12.42±1.41c 10.93±2.49 10.46±1.85At 25 min 13.04±1.48c 11.41±2.25 10.75±1.83At 30 min 13.33±1.71c 11.78±2.54 10.93±1.99At 40 min 13.83±1.94c 12.33±2.77 11.32±2At 50 min 12.96±2.62c 10.96±3.03 10.64±1.85

acrating of perceived exertion recorded at 9.30 AM > than that at 2 PM and 6.30 PM. Plus-minus values are means ±SD


Discussion

Our preliminary data show and conclusionsthat, in a population of healthy, normoweightsubjects, physical exercise taken at different timesof day exerts a different effect on diastolic bloodpressure trend and variation. These changes weremost evident for the evening session (Figures2,3, Table III), when, although the basal DBPvalues were higher than those measured at the 2sessions earlier in the day (Table III), a decreas-ing trend was noted to occur already at the firstmeasurement, whereas in the sessions at the oth-er times of day a reduction in blood pressurebegan only between the end of the work-outphase and the beginning of cool-down, returningto the basal level, and then decreasing furtherstarting from 10 minutes of recovery. TableIII,Figure 2 illustrate the benefit of evening exer-cise on blood pressure when exercise is targetedto HR: in the late afternoon, when blood pressureis normally higher, the DBP response to physicalexercise is optimized because, as our data show,already at the beginning a gradual reduction wasrecorded which at the end of the recovery peri-od was greater in absolute terms versus the oth-er times of day. This advantage could be exploit-ed for optimizing the treatment of hypertension.

Although it is well-established that exercise-induced reduction in blood pressure is directlyproportional to basal pressure values,3, 17 in oursample this would explain only the greater reduc-tion in DBP recorded at the evening sessionsover the other 2 sessions. However, the hemo-dynamic and pathophysiological causes under-lying the different trends remain unclear: a reduc-tion in blood pressure at the evening sessionsversus an initial increase followed by a decreaseat the other 2 sessions (Table III,Figure 2). In

Discussione

I nostri dati preliminari hanno evidenziato come,in una popolazione di soggetti sani e normotesi, l’e-sercizio fisico, effettuato in differenti momenti del-la giornata influisca sull’andamento e sulla varia-zione della pressione arteriosa diastolica. Tali modi-ficazioni interessano la seduta serale (Figure2,3,Tabella III). Di sera, infatti, sebbene i valori del-la pressione diastolica basale siano risultati maggioririspetto a quelli delle altre sedute (Tabella III), han-no mostrato un trend decrescente già dalla primamisurazione, mentre, negli altri orari la riduzioneè iniziata solo tra la fine della fase di lavoro e l’ini-zio di quella di defaticamento, raggiungendo ilvalore basale, e riducendosi rispetto ad esso, sol-tanto a partire dal 10° minuto di recupero. LaTabella III, ed ancor meglio la Figura 2, mostrano ilvantaggio pressorio fornito dall’esercizio fisico pra-ticato nel tardo pomeriggio quando l’esercizio èsomministrato a frequenza cardiaca target: nel tar-do pomeriggio, quando la pressione arteriosa risul-ta fisiologicamente più elevata, si ottimizza la rispo-sta diastolica all’esercizio fisico poiché, fin dall’i-nizio, si registra una sua costante riduzione che,alla fine della fase di recupero è maggiore, in terminiassoluti, rispetto agli altri orari sperimentati e ciòpotrebbe essere sfruttato per ottimizzare il tratta-mento dell’ipertensione.

Sebbene sia ormai riconosciuto che la riduzio-ne pressoria da esercizio fisico è direttamente pro-porzionale ai valori pressori basali 3, 17, tale riscon-tro, nel nostro caso, spiegherebbe solo la maggioreriduzione della pressione arteriosa diastolica regi-strata di sera rispetto a mattina e metà giornata;per converso, sono ancora da chiarire le cause emo-dinamiche e fisiologiche responsabili del diversotrend pressorio registrato tra la prova delle 18:30(i.e. riduzione) e quella delle 9:30 e delle 14:00 (i.e.incremento e poi riduzione) (Tabella III,Figura 2).Infatti, in base all’assenza di differenze tra ipertesie normotesi nella reattività pressoria all’attività fisi-


TABLE V.—Characteristics of the study subjects categorized by body composition.TABELLA V. — Analisi descrittiva del campione categorizzato per composizione corporea.

% fatty mass <18 % fatty mass >18 P value(N=11) (N=17)

Body-mass index (kg/m2) 23.57±1.42 24.88±1.83 <0.001Fatty mass (% of body weight) 16.73±1.52 22.31±2.30 <0.001Systolic blood pressure (mm Hg) 118.5±9.21 116.26±9.89 0.300Diastolic blood pressure (mm Hg) 76.53±5.12 78.64±6.48 0.111Heart rate at rest (bpm) 62.64±7.99 59.27±9.15 0.370Immediate recovery index 56.35±6.91 50.62±5.07 0.024

Plus-minus values are means ±SD


their study, Jones et al. 7 noted no difference inblood pressure response to daily physical activ-ity between hypertensives and normotensives;accordingly, we expected to find the same trendfor DBP with a different delta, depending on thetime of day, over the entire study period. Instead,we found different trends and deltas during thework-out phase and different deltas during therecovery phase (Table III, Figure 2) The hypoth-esis that may in part explain our observationsstarts from the assumption that DBP response toexercise may shift from a decrease to an increaseof even 20 mm Hg 18, 19 depending on whetherexercise is moderate or highly intensive. Whencompared to HR, the RPE scores (Figure 4) sug-gest that the same HR value on exertion corre-sponds to a different level of exercise intensitydepending on the time of day. This observationis in agreement with numerous other studieswhich demonstrated that peak aerobic perfor-mance is achieved in late afternoon-evening ascompared with lower morning VO2max, accom-panied also by a slower HR response.20 Hill,21 ina study using stationary cycles, observed thatmorning VO2max and stimulation of the aerobicsystem are lower than those noted for the after-noon by 7 and 6%. This functional response couldlead to more intense and longer muscle con-traction, in the morning and at equal HR, sec-ondary to the use of greater external workloadnecessary to reach target HR. Consequently, onemay observe an increase in peripheral vascularresistance,18 which is normally higher during themorning,8 and greater oxygen consumption andRPE. As described by Palatini,18 interruption ofthese stimuli could lead to a rapid return of bloodpressure to normal values. In our sample, thesechanges appear to occur between the end ofwork-out and the beginning of cool-down (TableIII, Figure 2) (i.e., as muscular contractionsbecome less intense), followed by a reductionin DBP which continues until the end of therecovery phase in the morning and the after-noon. Together with, or independently of thecircadian variation in work capacity, as reportedin the literature, circadian variation in fibrino-gen, lipoperoxides, prostaglandin,22 thromboxaneand prostacyclin,23 platelet count,23-26 and nitricoxides 27-29 could help to explain the differenttrends we observed. During the evening, bloodviscosity, platelet aggregation, and coagulatingfactor levels are lower than earlier in the day,while nitric oxide, which is known to exert a

ca giornaliera, osservata da Jones et al. 7, avremmodovuto riscontrare, in base all’orario, uno stessotrend diastolico, con un delta diverso, per tutto ilperiodo di osservazione. Al contrario, ciò che si èregistrato sono stati diversi trend e delta durante lafase di lavoro e differente delta durante quella direcupero (Tabella III,Figura 2). L’ipotesi che tentaparzialmente di spiegare quanto da noi osservato,parte dall’assunzione che la risposta diastolica ad unesercizio può spostarsi dal decremento ad un incre-mento, anche di 20 mmHg 18, 19, a seconda che sipratichi un esercizio di modesta od alta intensità.L’osservazione della risposta della sensazione sog-gettiva di fatica all’esercizio (Figura 4), parificato perfrequenza cardiaca, suggerisce che una stessa fre-quenza cardiaca di lavoro corrisponde ad un’in-tensità di lavoro diversa secondo il momento dellagiornata. Tale dato è confermato da numerosi stu-di, che avrebbero verificato come il picco della perfor-mance aerobica si raggiunga nel tardo pomerig-gio/prima serata vs. un minore VO2max mattinie-ro, accompagnato, inoltre, da una più lenta rispo-sta della frequenza cardiaca 20, Hill 21, in uno stu-dio condotto sulla bike, ha osservato che il VO2maxe l’attivazione del sistema aerobico mattinieri sonominori rispetto a quelli pomeridiani del 7% e 6%.Tale risposta funzionale comporterebbe, di matti-na ed a parità di frequenza cardiaca, contrazionimuscolari più intense e più lunghe, secondarie all’u-tilizzo di un maggior carico di lavoro esterno, neces-sario per raggiungere la frequenza cardiaca tar-get. Come conseguenza, si assisterebbe ad un incre-mento delle resistenze vascolari periferiche 18, giàfisiologicamente più alte al mattino 8, ed a consumodi ossigeno e sensazione soggettiva di fatica maggiori.L’interruzione di tali stimolazioni, porterebbe, comeosservato da Palatini 18, ad un rapido ritorno pres-sorio ai valori normali. Nel nostro caso, le modifi-cazioni sopra descritte sembrano coincidere con ilpassaggio dalla fase di lavoro a quella di defatica-mento (Tabella III,Figura 2) (i.e. da contrazionimuscolari intense a meno intense) cui segue una len-ta riduzione della pressione diastolica, che conti-nua fino alla fine della fase di recupero, sia al mat-tino, sia a metà giornata. Congiuntamente, o indi-pendentemente dalla variabilità circadiana dellacapacità prestativa riscontrata dalla letteratura, lavariazione circadiana di fibrinogeno, lipoperossidi,prostaglandine 22, trombossano e prostacicline 23,della conta ed aggregazione piastrinica 23-26 e del-l’ossido nitrico 27-29 potrebbero aiutare a spiegare ildiverso andamento osservato. Infatti, di sera, laviscosità ematica, l’aggregazione piastrinica e laconcentrazione dei fattori coagulanti risultano piùbasse, congiuntamente a più alti livelli di ossidonitrico che hanno un noto effetto vasodilatatore. Lapratica dell’esercizio fisico serale potrebbe slaten-



dilatory effect, is higher. When practiced in theevening, physical exercise could optimize thepositive effect of these physiological conditions,stimulating the early beneficial DBP responsenoted to occur during exercise at the other 2times of day in this study. Our data need to beconfirmed in a larger sample, also given the factthat our sample consisted of young, healthymales. This has been corroborated by resultsfrom the analyses, taking into account the effectof weight class of our sample on blood pressureresponse: no difference in basal values or inblood pressure response between normoweightand overweight subjects and no difference inmean abnormal values. The lack of significantdifferences in the analysis of variation in SBPresponse in relation to time of day may be linkedto the use of HR measurement as the referenceparameter. The choice of an indirect method todetermine HR on exertion (i.e., the use of a for-mula based on age) was dictated by the need toreproduce under experimental conditions anunfortunate practice still widespread in fitnessassessment: the absence of preliminary stresstesting to determine maximum values and to testcardiocirculatory fitness under stress at the end.

Our results disagree in part with those report-ed by Jones et al.8 While both showed that DBPresponse to exercise was worse in the morningsessions, the post-exercise DBP trends differed.Unlike Jones et al.,8 in our sample, we found nomorning increase, whereas the SBP responsecould not be compared because of the differentways exercise intensity was administered. Ourresults suggest that physical exercise taken inthe evening hours is an ideal intervention tooptimize the effect of aerobic movement onblood pressure management. Unquestionably,the lack of complex methods to measure bloodpressure and to control relative cardiocirculatoryparameters represents the main limitation ofthis study; nonetheless, our data may provide abasis for future studies that include monitoringof blood parameters which we think may con-cur in the determination of the responses weobserved.

tizzare ed ottimizzare l’effetto positivo di tali con-dizioni fisiologiche, generando la precoce e favore-vole risposta diastolica osservata rispetto agli altridue momenti della giornata sperimentati. I nostridati, in ogni modo, devono essere confermati dauna maggiore casistica, tenendo anche presenteche la popolazione da noi testata era giovane ed insalute. Ciò è stato corroborato anche dai risultatiottenuti dalle analisi effettuate, tenendo conto del-l’influenza dello stato ponderale dei partecipantisulle risposte fisiologiche esaminate: l’assenza di dif-ferenze nei valori basali e nelle risposte pressorietra i partecipanti normopeso e quelli sovrappeso,nonché l’assenza di valori medi patologici. L’assenzadi differenze significative nell’analisi della varia-zione della pressione sistolica, in relazione almomento della giornata, potrebbe essere principal-mente legata all’utilizzo della frequenza cardiacaquale metodo di parificazione del lavoro. La sceltadella metodica indiretta per la determinazione del-le frequenze cardiache di lavoro (i.e. utilizzo diuna formula basata sull’età) è stata dettata dall’e-sigenza di ricalcare, nella sperimentazione, un’a-bitudine purtroppo ancora molto diffusa nell’am-biente del fitness: l’assenza di prova da sforzo pre-liminare per la determinazione dei massimali edal fine di testare la salute cardiocircolatoria sottostress.

I nostri risultati, differiscono in parte da quelliottenuti da Jones et al.8, infatti, se in entrambi si sot-tolinea la peggiore risposta diastolica all’eserciziopraticato la mattina, diverso è il trend diastolicopost-esercizio. Nel nostro caso, non si registra l’in-cremento mattutino segnalato nel loro lavoro, men-tre non comparabile è la risposta sistolica per viadella diversa modalità di somministrazione dell’in-tensità di lavoro. L’analisi e la discussione dei nostririsultati suggeriscono la pratica dell’esercizio fisicoin prima serata quale ideale intervento per ottimiz-zare l’effetto del movimento aerobico sul managementpressorio. Senza dubbio, l’assenza di metodiche com-plesse per la misurazione pressoria e per il controllodei parametri cardiocircolatori ad essa correlati,rappresenta la principale limitazione di questo stu-dio che, tuttavia, può gettare le basi per ulteriori e piùapprofondite indagini che prendano in considera-zione anche il monitoraggio di quei parametri ema-tici che riteniamo plausibilmente possano concor-rere nella determinazione delle risposte osservate.


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Received on March 4, 2009 - Accepted for publication on May 19, 2010.Corresponding author: A. Di Blasio, University Center of Sports Medicine, Viale Abruzzo 322, 66100 Chieti, Italy. E-mail: [email protected]

Electrocardiographic patterns in highlytrained athletes correlated with geneticstudies as causes of unexpected sudden

cardiac deathPatterns elettrocardiografici in atleti ben allenati correlati

con studi genetici come cause di morte cardiacaimprovvisa inaspettata

C. MACARIE 1, I. STOIAN 1, L. BARBARII 2, A. IONESCU 3,I. TEPES PISER 1, O. CHIONCEL 1, A. CARP 1, I. STOIAN 3

1National Institute of Cardiovascular Diseases, Bucharest, Romania2National Institute of Forensic Medicine “Mina Minovici”, Bucharest, Romania

3National Institute of Sports Medicine, Bucharest, Romania

SUMMARYAim. Electrocardiograms in elite endurance athletes sometimes show bizarre, training-unrelated patterns suggestive ofinherited channelopathies (Brugada syndrome, long QT syndromes) and cardiomyopathies (hypertrophic cardiomyopathy,arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy) responsible for unexpected sudden cardiac death. The athletes, most ofthem without symptoms and in good athletic condition, present normal clinical exams.For the correct diagnosis they mustbe meticulously investigated and specific genetic testing also carried out. Objective: to correlate 12-lead electrocardiographic(ECG) patterns, uncommon and training-unrelated conditions suggestive of inherited channelopathies and cardiomy-opathies with specific genetic analysis, in asymptomatic athletes with normal physical exams and echocardiographic data.Methods. Prospective study (2004-2008) of ECG in standard and higher V1-V3 in athletes and normal age-matched seden-tary subjects. Genetic analysis for ECG abnormalities suggestive of inherited channelopathies and cardiomyopathies.347 athletes (190 seniors, 157 juniors, mean age 20; 200 subjects, mean age 21 (Controls-505 normal sedentary). Results. Seniors. RSR’(V1-V3), 45 (23.68%)-5 with borderline Brugada sign. V1-V3 ST-segment elevation-upward con-vexity-and negative T-wave, 34 (17.89%). Brugada 1 sign, 1 (0.52%) - no SCN5A abnormalities; 3 (1.57%) epsilon waves-no gene mutations. Juniors. Upright J wave in 43 (27.38%); V1-V3 ST segment elevation, 39 (24.84%) athletes, 9(5.73%) of which with borderline Brugada sign;gene duplications: KCN (n=1) and SCN5A (n=1) in two of them. BifidT wave in 39 (24.84%), 5 of which with QTc (0.48sec-0.56sec) and KCN gene mutations.Conclusion. Asymptomatic endurance athletes sometimes present uncommon and training-unrelated ECG patterns.Theconfirmation of the disease-through specific tests including genetic analysis-in a few cases, suggests that the majorityof athletes have training related ECG abnormalities. Preparticipation screening (physical examination, 12-lead ECG) and6-12 month follow-up are mandatory in the identification of athletes with sudden cardiac death risk diseases. KEY WORDS: Endurance athlete-Electrocardiography-Genetic analysis.


RIASSUNTO

Obiettivo. Gli elettrocardiogrammi in atleti di endurance di elite talvolta mostrano pattern bizzarri, non correlati conl’allenamento, suggestivi per canalopatie (sindrome di Brugada, sindromi del QT lungo) e per cardiomiopatie eredita-rie (cardiomiopatia ipertrofica, cardiomiopatia ventricolare destra aritmogenica) responsabili di morte cardiaca improv-visa inaspettata. Gli atleti, la maggior parte dei quali senza sintomi e in buone condizioni atletiche presentano esamiclinici nella norma. Per una corretta diagnosi, essi devono essere meticolosamente indagati, utilizzando anche test gene-tici particolari. Correlare i patterns elettrocardiografici (ECG) a 12 derivazioni, condizioni infrequenti e non correlateall’allenamento suggestive per canalopatie e cardiomiopatie ereditarie con specifiche analisi genetiche, in atleti asin-tomatici con esame obiettivo e dati ecocardiografici nella norma.Metodi. Studio prospettico (2004-2008) di ECG in derivazioni standard e V1-V3alte in atleti e soggetti sedentari sani

Medical areaArea medica

MED SPORT 2010;63:179-99

MACARIE ELECTROCARDIOGRAPHIC PATTERNS IN HIGHLY TRAINED ATHLETES CORRELATED WITH GENETIC STUDIESAS CAUSES OF UNEXPECTED SUDDEN CARDIAC DEATH

The medical profession and athletes communityare extremely interested in early identifica-

tion of the risk of sudden cardiac death in athletes.Preparticipation screening guidelines for athletictraining have been formulated by many scientif-ic medical groups.1-7 Frequent causes of suddencardiac death in under-35-year-old athletes arehypertrophic cardiomyopathy (HCM) in 50% ofathletes, idiopathic left ventricular cardiomyopa-thy in 18%, coronary artery abnormalities in 14%,arrhythmogenic right ventricular cardiomyopathy(ARVC), in 2.23-20% of athletes.8 In 3% pf cases,sudden cardiac death is associated with normal-ly structured hearts. Inherited cardiac chan-nelopathies (Brugada syndrome, long QT syn-dromes, idiopathic ventricular fibrillation, poly-morphic ventricular tachycardia) could be causes.8In the absence of any echocardiographic structuralabnormalities, establishing the diagnosis is oftendifficult especially because the electrocardiogramsof trained athletes often present findings consid-ered abnormal by usual standards. Correct man-agement includes detailed athlete’s history, 12-lead electrocardiography, additional electrocar-diographic tests (i.e. 24 h heart rhythm ambulatorymonitoring, Ajmaline provocative test) and some-times, targeted genetic analysis.9-11

A genotype-phenotype analysis based on theelectrocardiographic findings in elite enduranceathletes was the purpose of our study.


Study population

ENDURANCE ATHLETES

347 intensively trained athletes (Caucasians),participants in sporting activity with high car-

La classe medica e la comunità degli atleti sonoestremamente interessate nell’identificazione

precoce del rischio di morte cardiaca improvvisanegli atleti. Le linee guida per lo screening prepar-tecipazione per l’allenamento atletico sono state for-mulate da diversi gruppi medici scientifici 1-7. Causefrequenti di morte cardiaca improvvisa in atleti dietà inferiore ai 35 anni sono la cardiomiopatia iper-trofica (HCM) nel 50% degli atleti, la cardiomiopa-tia ventricolare sinistra idiopatica nel 18%, le alte-razioni delle arterie coronariche nel 14%, la car-diomiopatia ventricolare destra aritmogenica(ARVC), nel 2,23-20% degli atleti 8. Nel 3% dei casi,la morte cardiaca improvvisa è associata a cuori astruttura assolutamente normale. Canalopatie car-diache ereditarie (sindrome di Brugada, sindromidel QT lungo, fibrillazione ventricolare idiopatica,tachicardia ventricolare polimorfa) possono essereuna causa 8. In assenza di qualsiasi alterazionestrutturale ecocardiografica, porre la diagnosi èspesso difficile soprattutto poichè gli elettrocardio-grammi di atleti allenati spesso presentano dellecaratteristiche considerate anomale rispetto aglistandard usuali. Una corretta valutazione includeuna dettagliata anamnesi dell’atleta, un elettro-cardiogramma a 12 derivazioni, ulteriori esamielettrocardiografici (monitoraggio per 24 h del rit-mo cardiaco, il test provocativo di Ajmaline) e inalcuni casi, particolari analisi genetiche 9-11.

L’obiettivo del nostro studio era rappresentato daun’analisi genotipo-fenotipo basata sui rilevamen-ti elettrocardiografici in atleti di elite di endurance.

Materiali e metodi

Popolazione di studio

ATLETI DI ENDURANCE

Sono stati arruolati 347 atleti (Caucasici) benallenati, partecipanti ad attività sportive con eleva-


sovrapponibili per età. Analisi genetiche per alterazioni ECG suggestive per canalopatie e cardiomiopatie ereditarie. 347atleti (190 seniors, 157 juniors, età media 20; 200 soggetti, età media 21 (Controlli-505 soggetti normali sedentari).Risultati. Seniors. RSR’(V1-V3), 45 (23.68%) — 5 con segno borderline di Brugada. Sovraslivellamento del tratto ST inV1-V3 – convessità verso l’alto — e onde T negative, 34 (17,89%). Segno di Brugada 1, 1 (0,52%)-assenza di altera-zioni SCN5A; 3 (1,57%) onde epsilon-assenza di mutazioni genetiche. Juniors. Onde J in 43 (27,38%); sopraslivella-mento del segmento ST in V1-V3, 39 (24,84%) atleti, 9 (5,73%) dei quali con segno borderline di Brugada;duplicazionigenetiche: KCN (n=1)e SCN5A (n=1) in due di loro. Onde T bifide in 39 (24,84%), 5 dei quali con QTc (0.48 sec-0.56sec)e mutazioni del gene KCN.Conclusioni. Gli atleti di endurance asintomatici talvolta presentano patterns ECG infrequenti e non correlati all’alle-namento. La conferma della presenza di una patologia-attraverso tests specifici tra cui analisi genetiche –solo in alcu-ni casi,indica che la maggior parte degli atleti riporta alterazioni ECG correlate all’allenamento. Lo screening prepar-tecipazione (esame obiettivo ECG a 12 derivazioni) e i controlli a 6-12 mesi sono mandatori per identificare gli atleticon patologie a rischio di morte cardiaca improvvisa.PAROLE CHIAVE: Atleti di endurance - Elettrocardiografia - Analisi genetiche.

ELECTROCARDIOGRAPHIC PATTERNS IN HIGHLY TRAINED ATHLETES CORRELATED WITH GENETIC STUDIES MACARIEAS CAUSES OF UNEXPECTED SUDDEN CARDIAC DEATH

diovascular burden were enrolled.12, 13 The sportswere canoeing, rowing, football, hockey, tennis,athletics, swimming.

There were 190 senior and 157 junior ath-letes.13 Senior athletes had trained intensively for20-27 hrs /week for >5 years and participated inWorld Championships and Olympic Games.

The junior primary and final selections were atthe age of 12-14 years old and 17-18 years oldrespectively.

SEDENTARY HEALTHY POPULATION (CONTROLS)

The apparently normal (asymptomatic, nor-mal physical examination, no detectable cardio-vascular risk factors) sedentary population 14, 15

505 subjects, were participants investigated forwork eligibility at our Cardiology Departmentand volunteer medical students.

Exclusion criteria for control subjects werecoronary artery disease, valvular / congenital dis-eases, cardiomyopathies, heart failure, cardio-vascular drug therapy.

None of the athletes and controls were receiv-ing medication.

The protocol was approved by the HospitalEthics Committee and informed consent wasobtained from all subjects enrolled in the study.

Study protocol

CLINICAL EXAMINATION

The cardiologic examination included detailedpersonal and family history and complete phys-ical examination.16, 17

STANDARD 12-LEAD ELECTROCARDIOGRAPHY (ECG)

ECG was recorded with a digital machine(MACC 5500 GE Medical Systems, Milwau-kee,Wiscounsin,USA) in all athletes and controls.

ECG measurements were computer-assistedand independently manual controlled by twoexperienced electrocardiographe readers (CM,IS)unaware of the clinical data or sport category.18,

19, 20 Disagreements regarding the measurementswere resolved by consensus. An average of 3-5cardiac cycles was used.

Tracings were obtained > 24 hours after the lastathletic activity.

Recordings in higher right precordial V1-V3intercostal spaces (six new positions: -1V1 to -1V3;-2V1 to -2V3) to detect the Brugada signs wereperformed in all athletes and sedentary normalsubjects.21-23

to carico cardiovascolare 12, 13 Gli sports eranocanoa, canottaggio, football, hockey, tennis, atleti-ca, nuoto.

Vi erano 190 atleti senior e 157 atleti junior (13).Gli atleti senior si erano allenati in maniera inten-siva per 20-27 ore /settimana per >5 anni ed han-no partecipato a Campionati del Mondo e GiochiOlimpici.

Le prime selezioni junior e quelle finali avveni-vano all’età di 12-14 anni e di 17-18 anni, rispet-tivamente.

POPOLAZIONE SANA SEDENTARIA (CONTROLLI)

I 505 soggetti della popolazione sedentaria appa-rentemente sana (asintomatica, con esame obietti-vo di norma, senza evidenti fattori di rischio car-diovascolare 14, 15 erano soggetti valutati per l’ele-gibilità presso il nostro Dipartimento di Cardiologiae studenti volontari di Medicina.

I criteri di esclusione per i soggetti controllo era-no la coronaropatia, patologie valvolari/congeni-te, cardiomiopatie, insufficienza cardiaca, terapiafarmacologica cardiovascolare.

Nessuno degli atleti e del controllo era in terapiafarmacologica.

Il protocollo è stato approvato dal Comitato Eticodell’Ospedale e tutti i soggetti arruolati nello studiohanno fornito il proprio consenso informato.

Protocollo di studio

ESAME OBIETTIVO

La valutazione cardiologica prevedeva una det-tagliata anamnesi personale e familiare e un com-pleto esame obiettivo 16, 17.

ELETTROCARDIOGRAMMA (ECG) STANDARD A 12 DERIVA-ZIONI

L’ECG è stato registrato con un apparecchio digi-tale (MACC 5500 GE Medical Systems, Milwau-kee,Wiscounsin,USA) in tutti gli atleti e i controlli.

Le misurazioni ECG erano computer-assistite econtrollate manualmente in modo indipendente dadue esperti repertanti gli elettrocardiogrammi (CM,IS) ignari dei dati clinici o della categoria sportiva18, 19, 20. I disaccordi relativi alle misurazioni sonostati risolti in maniera collegiale. È stata utilizzatauna media di 3-5 cicli cardiaci.

I tracciati sono stati registrati >24 ore dopo il ter-mine dell’ultima attività atletica.

Le registrazioni delle derivazioni precordiali destreV1-V3 in spazi intercostali superiori (sei nuove posi-zioni: -1V1 fino a -1V3; -2V1 fino a -2V3) per rico-noscere i segni di Brugada sono state effettuate in tut-ti gli atleti e in tutti i soggetti sani sedentari 21-23.



Ajmaline provocative test in standard 12-leadECG and upper right V1-V3 precordial lead posi-tions was indicated according to the currentguidelines.24

ECG parameters were evaluated according toactual criteria.18, 19

STANDARD ELECTROCARDIOGRAPHIC VARIABLES.DEFINITIONS

We used the current electrocardiographic cri-teria 18, 19 including: 1) normal sinus rhythm: heartrate 60-100 bpm; normal P wave axis; P, QRScomplex, T waves within normal limits; 2) normalQTc (Bazett) ≤ 0.44” in men, ≤ 0.46” in women;3) borderline normal ECG : RSR’ or rSr’ pattern inV1 lead (QRS duration <0.10”, height < 7 mm;r’wave <2 mm and r’< r or S); juvenile T wave(inverted T in V1-V3 precordial leads; usuallydeep < 2mm); 4) Q wave (≤ 0.5 mm in lead III;normal duration ≤ 0.03” and height ≤ 0.4 mm inall leads); 5) J wave (Osborn; deflection distort-ing the QRS-ST junction usually in II, III, V4 to V6leads); 6) upright T wave (beyond normal ≤ 0.5mm in limb leads and ≤ 0.10 mm in precordialleads); 7) bifid T wave (T wave with two peaksdifferent from U wave; possible delayed rightventricular repolarisation).

ST-segment, normally isoelectric (within nor-mal limits: elevation and depression ≤ 0.1mm inlimb leads, elevation ≤ 0.3 mm in V1-V3 precor-dial leads; measurements at 80 ms from the Jpoint).

The ECG patterns in highly trained enduranceathletes were classified according to the crite-ria26:

A. Distinctly abnormal ECG, strongly sugges-tive of cardiovascular disease: 1) striking increasein R or S wave voltage (≥35 mm) in any lead; 2)Q waves ≤4 mm in depth in ≥2 leads; 3) invert-ed T wave > 2mm in ≥2 leads; 4) left bundlebranch block; 5) marked left (≥-30°) or right (≤+110°) QRS axis deviation; 6) Wolff-Parkinson-White pattern.

B. Mild abnormal ECG: 1) increased R or Swave voltage (30 to 34 mm) in any lead; 2) Qwaves 2 to 3 mm in depth, in ≤2 leads; 3) T wave,flat, minimally inverted or particulary tall (i.e.≥15mm) in ≥2 leads; 4) abnormal R wave pro-gression in the anterior precordial leads; 5) RSR’pattern ≥0.12” in V1,V2 leads; 6) right atrialenlargement (P waves ≥2.5mm in lead II); 7) leftatrial enlargement (positive P waves in II leadand /or deep negative P wave in V1); 8) short PRinterval (≤0.12”).

Il test provocative di Ajmaline nell’ECG a 12 deri-vazioni standard e con le derivazioni precordialidestre V1-V3 in posizione più alta è stato effettuatosecondo le attuali linee guida 24.

I parametri ECG sono stati valutati secondi gliattuali criteri 18, 19.

VARIABILI ELETTROCARDIOGRAFICHE STANDARD. DEFINIZIONI

Abbiamo utilizzato gli attuali criteri elettrocar-diografici (18,19), tra cui: 1) normale ritmo sinu-sale: frequenza cardiaca 60-100 bpm; normale assedell’onda P; P, complesso QRS, onde T entro i normalilimiti; 2) QTc normale (Bazett) ≤ 0,44” nel maschio,≤ 0,46” nelle femmine; 3) ECG normale borderli-ne: pattern RSR’ o rSr’ pattern nella derivazione V1(durata QRS < 0,10”, altezza < 7mm; onda r’ <2mm e r’< r o S); onda T giovanile (T invertite nellederivazioni precordiali V1-V3; solitamente profon-de < 2mm); 4) onde Q (≤ 0,5 mm nella derivazioneIII; durata normale ≤ 0,03”e altezza ≤ 0,4 mm in tut-te le derivazioni); 5) onde J (Osborn; deflessioneche distorce la giunzione QRS-ST solitamente nellederivazioni II, III, da V4 fino a V6); 6) onde T ver-ticali (oltre il normale ≤ 0,5 mm nelle derivazionidegli arti e ≤ 0,10 mm nelle derivazioni precordia-li); 7) onda T bifida (onda T con due picchi differentidall’onda U; possibile ripolarizzazione ritardatadel ventricolo destro).

Segmento ST, normalmente isoelettrico (entrolimiti di normalità: sopraslivellamento e sottoslivel-lamento ≤ 0,1 mm nelle derivazioni degli arti, sopra-slivellamento ≤ 0,3 mm nelle derivazioni precor-diali V1-V3; misurazioni a 80 ms dal punto J).

I patterns ECG negli atleti di endurance ben alle-nati sono stati classificati secondo i seguenti crite-ri 26:

A. ECG francamente alterato, fortemente sugge-stive per patologia cardiovascolare: 1) netto incre-mento del voltaggio delle onde R o S (≥35 mm) inqualsiasi derivazione; 2) onde Q ≤4 mm in profon-dità in ≥2 derivazioni; 3) onde T invertite > 2 mmin ≥2 derivazioni; 4) blocco di branca sinistro; 5)marcata deviazione sinistra (≥-30°) o destra (≥+110°) dell’asse QRS; 6) pattern della sindrome diWolff-Parkinson-White.

B. ECG moderatamente alterato: 1) incrementodel voltaggio delle onde R o S (30 34 mm) in qual-siasi derivazione; 2) onde Q di 2- 3 mm di profon-dità, in ≥2 derivazioni; 3) onde T appiattite, mini-mamente invertite o particolarmente alte (≥15mm)in ≥2 derivazioni; 4) progressione anomala del-l’onda R nelle derivazioni precordiali anteriori; 5)pattern RSR ≥0,12” nelle derivazioni V1,V2; 6) dila-tazione atriale destra (onde P ≥2,5mm nella deri-vazione II); 7) dilatazione atriale sinistra (onde P



C. Normal ECG or ECG with minor alterations(athlete’s heart syndrome): 1) PR interval duration>0.20”; 2) R or S voltage, 25 to 29 mm; 3) earlyrepolarisation (ST elevation ≤2 mm in >2 leads);4) RSR’pattern in V1,V2 of 0.12” in duration); 5)sinus bradycardia < 60 bpm.

For the Brugada syndrome, questionable (bor-derline) Brugada sign, long QT syndromes, poly-morphic ventricular tachycardia, ARVC and HCMthe commonly adopted clinical and electrocar-diographic criteria were used.21-33

Holter monitoring and exercise ECG were indi-cated when necesary.

ECHOCARDIOGRAPHY

Two-dimensional, M-mode, Doppler echocar-diographic studies including TDI analysis wereperformed using a VIVID 3 GE Medical Systems,Milwaukee, Wiscounsin, USA and Aloka αGrosound,Japan) with a 3.5 MHZ transducer.

Images were obtained in multiple cross-sec-tional planes according to the standard criteria.34-

36

End-diastolic and end-systolic left ventricular(LV) cavity diameters and anterior ventricularseptal and posterior wall thickness were obtainedfrom the M-mode echocardiography guided by2D images.The LV mass was calculated using theformula of Devereux.34, 39 The ostia and mostproximal segments of the left and right coronaryarteries were routinely visualised.37-39

Genetic study

Subjects with positive or questionable ECGpatterns of inherited channelopathies/cardiomy-opathies were enrolled.36-38

TECHNIQUES

Genomic DNA (200µl blood)-QiAampDNAblood minikit (Qiagen).

SCN5A and KCN genetic mutation studies wereperformed with Multiplex Ligation-DependentProbe Amplification (MLPA, MRC Holland). SAL-SA P108 for SCN5A and SALSA P114 for KCNQ1,KCNH2, KCNE1, KCNE2, kit were used.


Results are expressed as mean value±SD.Proportions were compared with the chi squaretest, where appropriate.

positive nella II derivazione e/o onde P negative inV1); 8) breve intervallo PR (≤0,12”).

C. ECG normale o ECG con alterazioni minori(sindrome del cuore d’atleta): 1) durata dell’inter-vallo PR >0,20”; 2) voltaggio di R o S, 25-29 mm; 3)precoce ripolarizzazione (sopraslivellamento ST ≤2mm in >2 derivazioni); 4) pattern RSR in V1,V2 didurata di 0,12”); 5) bradicardia sunusale < 60bpm.

Per la sindrome di Brugada, segno dubbio (bor-derline) di Brugada, sindromi del QT lungo, tachi-cardia ventricolare polimorfa, ARVC e HCM sonostati utilizzati i criteri clinici ed elettrocardiografi-ci normalmente adottati 21-33.

Il monitoraggio Holter e l’ECG sotto sforzo sono sta-ti effettuati quando ritenuto necessario.

ECOCARDIOGRAFIA

Studi ecocardiografici bi-dimensionali, M-mode,Doppler con l’analisi TDI sono stati effettuati uti-lizzando un apparecchio VIVID 3 GE MedicalSystems, Milwaukee, Wiscounsin, USA and Aloka αGrosound,Japan) con un trasduttore di 3,5 MHZ.

Le immagini venivano ottenute su piani multiplicross-sezionali secondo i criteri standard 34-36.

La misurazione dei diametri della cavità ventri-colare sinistra (VS) telediastolica e telesistolica, edello spessore del setto ventricolare anteriore e del-la parete posteriore sono state ottenute dall’ecocar-diografo in M-mode guidato da immagini in 2D.La massa VS è stata calcolata utilizzando la for-mula di Devereux 34, 39. Gli osti e i segmenti piùprossimali delle arterie coronarie di sinistra e didestra sono stati visualizzati di routine 37-39.

Studio genetico

I soggetti con patterns ECG positivi o dubbi percanalopatie/cardiomiopatie ereditarie sono statiarruolati 36-38.

TECNICHE

DNA genomico DNA (200µl di sangue) – MinikitQiAampDNA su sangue (Qiagen).

Gli studi della mutazione dei geni SCN5A e KCNsono stati effettuati con Multiplex Ligation-DependentProbe Amplification (MLPA, MRC Holland). Sonostati usati i kit SALSA P108 per SCN5A e SALSA P114per KCNQ1, KCNH2, KCNE1, KCNE2.

Analisi statistica

I risultati sono stati riportati come valori medi ±SD. Le proporzioni sono state confrontate con il testdel chi quadrato, quando appropriato.



Results

Clinical characteristics of study population

We examined 347 athletes (seniors, 190;juniors, 157). Figure 1 shows the athletes’ distri-bution according to the type of sport and level oftraining.

Athletes

There were 272 (78.38%) males and 75 (21.6%)females, age 19.45±4.82 years old (11-37). Theathletes’ demographic data characteristics (seniors

Risultati

Caratteristiche cliniche della popolazione in stu-dio

Sono stati valutati 347 atleti (seniors, 190; juniors,157). La Figura 1 mostra la distribuzione degli atle-ti in base al tipo di sport e livello di allenamento.

ATLETI

Vi erano 272 (78.38%) maschi e 75 (21.6%) fem-mine, età 19.45±4.82 anni (11-37). Le caratteristi-che demografiche degli atleti (seniors e juniors):altezza (cm) 178.08 ± 8.99(140-200), peso (kg)


120

100

80

60

40

20

0

No.

of

athl

etes

Athletes distribution by sport, seniors and juniors

Football Rowing Canoeing Other Tennis Athletics Swimming Rugby

0

46

110

3 0 4 50 0 4 0

18

0

Seniors

Juniors

12

7372

Figure 1.—190 senior and 157 junior athletes and their distribution according to type of sport.Figura 1. — 190 atleti senior e atleti 157 junior e loro distribuzione in base al tipo di sport.

TABLE I.—Senior and junior athlete characteristics.TABELLA I.—Caratteristiche fisiche dei soggetti. Valori espressi in media±SD.

Athlete Nr. M / F Age(y) Height(cm) Weight (Kg) BSA (m2) BP(mmHg) HR(bpm)mean

Seniors 190 149/41 17-24 172-185 75.5-86.03 1.98 110/65 32-100mean 20.5 mean 179.5 mean 80.76 mean 66

Juniors 157 123/34 11-16 169-172 61.3-71.6 1.79 120/75 45-110mean 13.5 mean 170.5 mean 66.45 mean 77

TABLE II.—Sedentary normal subjects group divided by decades of age.TABELLA II.—Gruppi di soggetti sani sedentari suddivisi per decadi di età.

Age (y) N (505) Height (cm) Weight (Kg) BSA (m2) BP(mmHg) HR(bpm)mean

13-20 21 163.1±12.61 54.5±11.95 1.58±0.23 105/75 84±1221-30 179 171.27±11.31 67.33±15.05 1.78±0.19 110/75 82±1431-40 189 171.37±7.53 70.54±14.43 1.83±0.17 120/80 78 ±1141-50 67 168.66±8.36 70.07±10.14 1.79±0.16 125/75 68 ±1551-60 35 168.78±8.91 74.12±8.84 1.78±0.35 130/75 72 ±1561-76 14 172±8.57 77.63±10.34 1.90±0.14 130/85 68±10

N, number, BSA, body surface area, BP, blood pressure,systolic/diastolic; HR, heart rate.


and juniors): height (cm) 178.08±8.99(140-200),weight (kg) 73.70±12.33 (34-109), BSA (m2)1.90±0.19 (1.15-2.37), blood pressure (mmHg)110/65-140/85, heart rate (bpm) 32-110. Detailsof senior and junior characteristics, in Table I.

73.70±12.33 (34-109), BSA (m2) 1.90±0.19 (1.15-2.37), pressione arteriosa (mmHg)110/65-140/85,frequenza cardiaca (bpm) 32-110. I dettagli dellecaratteristiche degli atleti senior e junior sono ripor-tate nella Tabella I.


TABLE III.—12-lead ECG parameters in senior and junior athletesTABELLA III.—Parametri ECG a 12 derivazioni in atleti senior e junior.

12 lead ECG Athletes, seniors N=190 (%) Athletes, juniors N=157 (%)

Ritmo sinusale 190 (100) 156 (99.36)Aritmie 23 (12.10) 19 (12.10)WPW 1 (0.52) 1 (0.63)Std RSR’ V1-V3 (mm) 16 (8.42) NS 9 (5.73) NSAlto RSR’ V1-V3 (mm)_ 45 (23.68) * 26 (16.56) *J>0.5 V1-V3 (V4) (mm) 50 (26.31) NS 43 (27.38) NSST- segm elev. V1-V3 (V4) (mm) 34 (17.89) NS 39 (24.84) NST >15 mm V1-V3 (V4) 23 (12.10) NS 31 (19.74) NST invertite ≥2 mm (V2-V4) 8 (4.21) NS 9 (5.73) NSOnda T bifida 23 (12.10) NS 39 (24.84) NSOnda Epsilon 3 (1.57) —Segno di Brugada 1 1 (0.52) —Osborn 47 (24.73) 37 (23.56)Intervallo QTc (0.48”- 0.56”) 8 (4. 21) 7 (4. 45)

SR, sinus rhythm; Arrhyth, arrhythmias; WPW, Wolff- Parkinson-White; Std RSR’, standard RSR’ in V1-V3 leads; High RSR’, higher inter-costal spaces; ST- segm, ST-segment elevation myocardial injury like; T>15mm, positiveT wave >15mm; * p < 0.01; NS, nonsignifi-cant.

V1

V2

V3

V4

V5

V6

V1

V2

V3

V4

V5

V6aVF

aVL

aVR

I

II

III

A B

Figure 2.—A) Senior athlete, 25 yo, with spontaneous Brugada sign 1 on 12-lead ECG. B) Same athlete, 2 months later.Figura 2. — A) Atleta senior, 25 anni, con segno spontaneo di Brugada 1 all’ECG a 12 derivazioni. B) Stesso atleta, 2mesi più tardi.


CONTROLLI

505 soggetti sedentari sani, 284 (56.23%) maschi,221(43.76%) femmine, età 34.93±10.88 anni (13-76). I dati demografici dell’intera coorte (n=505)dei soggetti sedentari suddivisi per decadi di etàsono riportati nella Tabella II.

Dati elettrocardiografici

Tutti i parametri elettrocardiografici negli atleti(n=347) sono riassunti nella Tabella III.

ATLETI SENIOR

Il pattern RSR nelle derivazioni precordiali alteV1-V3 era presente in 45 (23.68%) atleti ed era asso-ciate a sopraslivellamento ST in 34 (17.89%). Unsopraslivellamento arrotondato del segmento ST, sug-gestivo per il segno di Brugada 1 in una sola deri-vazione (V1) era presente in 5 soggetti con soprasli-vellamento ST. Il test provocative di Ajmaline eranegativo in 2 atleti, mentre 3 atleti hanno rifiutatoil test. Un atleta con tipico segno di Brugada 1(0.52%) (Figura 2) nella derivazione precordialeV1, aveva un test di Ajmaline non conclusivo, mauno studio EP positivo per induzione di tachicardiaventricolare. Onde T bifide associate con prolunga-to intervallo QTc (0.48”-0.56”) sono state registratein 8 (4.21%) atleti. In 3 (1.57%) atleti, è stata regi-strata un’onda epsilon. Battiti ventricolari comples-si prematuri nel monitoraggio ambulatoriale delle 24h sono stati registrati in 23 (12.10%) atleti.

Tutti gli atleti presentavano pattern elettrocar-diografici nella norma.

ATLETI JUNIOR

Il pattern RSR (altezza di R 2.18±0.56 mm) è sta-to registrato nelle derivazioni precordiali superioriV1-V3 in 26 atleti (16.56%); un segno di Brugadadubbio (borderline) (sopraslivellamento “coved” delsegmento ST in una derivazione precordiale-V1standard/alta) è stato rilevato in 9 (5.73%) atleti. Iltest provocativo di Ajmaline è risultato negativo in4 atleti (rifiutato da 5). Tra i juniors, la più eleva-ta incidenza di alterazioni all’ECG a 12 derivazio-ni era relativa all’elevazione dell’onda J (1.32±0.63mm) in 43 (27.38%) atleti, e al sopraslivellamentodel segmento ST (altezza 2.39±0.79 mm, misurataa 80 ms dal punto J) con convessità verso l’alto segui-ta da un’onda T negativa in 39 (24.84%) atleti(Tabella III). Un prolungato intervallo QTc (0.48’’-0.56’’) è stato documentato in 7 (4.45%) atleti e in5 atleti esso era associato ad onde T bifide.

La risposta ECG allo sforzo rimane inalterata nei5 atleti con QT lungo e l’intervallo QT si è legger-mente accorciato (<15%) in 2 juniors.

Controls

505 normal sedentary subjects, 284 (56.23%)males, 221(43.76%) females, age 34.93±10.88years old (13-76). The demographic data of theentire cohort (n=505) of sedentary subjects select-ed by decades of age is summarised in Table II.

Electrocardiographic findings

All electrocardiographic parameters in athletes(n=347) are summarised in Table III.

SENIOR ATHLETES

RSR’ pattern in high V1-V3 precordial leadswas noted in 45 (23.68%) athletes and was asso-ciated with ST elevation in 34 (17.89%). Coved STsegment elevation, suggestive of Brugada 1 signin one lead only (V1) was present in 5 ST eleva-tion subjects. The provocative Ajmaline test wasnegative in 2 athletes and 3 athletes refused thetest. One typical Brugada 1 sign athlete (0.52%)(Figure 2) in precordial V1, had nonconclusiveAjmaline test, but positive EP study for ventricu-lar tachycardia induction. Bifid T waves associatedwith prolonged QTc interval (0.48”-0.56”) wasrecorded in 8 (4.21%) athletes. In 3 (1.57%) ath-letes, epsilon wave was recorded. Complex pre-mature ventricular beats on 24h ambulatory mon-itoring were recorded in 23 (12.10%) athletes.

All athletes had normal exercise ECG record-ings.

JUNIOR ATHLETES

RSR’(R’height 2.18±0.56mm) pattern wasrecorded in the V1-V3 upper precordial leads in26 athletes (16.56%); questionable (borderline)Brugada sign (coved ST segment elevation inone precordial lead-V1 standard / high) was not-ed in 9 (5.73%) athletes. Ajmaline provocativetest was negative in 4 athletes (refused by 5). Injuniors, the highest incidence of 12-lead ECGabnormalities was for J wave elevation (1.32±0.63mm) in 43 (27.38%) athletes, and ST-segmentelevation (height 2.39±0.79mm, measured at 80ms from J point) with upward convexity followedby a negative T-wave in 39 (24.84%) athletes(Table III). Prolonged QTc interval (0.48’’-0.56’’)was documented in 7 (4.45%) athletes and in 5athletes was associated with bifid T waves.

The ECG response to exercise remainsunchanged in the 5 long QT athletes and the QTinterval shortens slightly (<15%) in2 juniors.



Holter (24 h) revealed PVC (n=23 seniors) andPAC in 19 (12.10%) juniors; Wenckebach AV block(n=2 seniors), Wolff-Parkinson-White syndrome(one senior athlete;one junior athlete).

Echocardiography

SENIORS

The echocardiographic data were normal inall, except in one athlete with epsilon wave andechocardiography suggestive of ARVC that wasalso MRI confirmed. The echocardiographicresults are summarised in Table IV.

JUNIORS

Bicuspid aortic valve in one athlete; the anom-alous origin of the right coronary artery from theleft Valsalva sinus, confirmed by angiography –one athlete; hypertrophic cardiomyopathy – oneathlete.

NORMAL SEDENTARY SUBJECTS

According to decades of age, the 505 subjects`ECG characteristics are shown in Table V. In the

Il monitoraggio Holter (24 h) ha evidenziato PVC(n=23 seniors) e PAC in 19 (12.10%) juniors; unblocco AV di Wenckebach (n=2 seniors), la sindro-me di Wolff-Parkinson-White (un atleta senior; unatleta junior).

Ecocardiografia

SENIORS

I dati ecocardiografici erano normali in tutti gliatleti, eccetto che in uno con onde epsilon ed eco-cardiografia suggestiva per ARVC, confermata dauna successiva RMN. I risultati ecocardiograficisono riassunti nella Tabella IV.

JUNIORS

La valvola aortica bicuspide in un atleta, l’origi-ne anomala dell’arteria coronarica destra dal senodi Valsalva sinistro, confermate dall’angiografia —un atleta; cardiomiopatia ipertrofica — un atleta.

SOGGETTI SANI SEDENTARI

Le caratteristiche ECG dei 505 soggetti sono ripor-tate nella Tabella V in base alle decadi di età. Nelle


45

40

35

30

10

5

0

% o

f ge

netic

ana

lisys

(114

sen

iors

; 113

juni

ors)

12 lead ECG abnormalities

High RSR.

V1-V3ST-segm elev. Inverted T>2 mV Bifid T wave Epsilon wave Brugada 1 sign

39.47

25

20

15

34.51

29.82

34.51

20.17

0 0.87 0

Seniors %

Juniors %

2.63

7.01 7.9

23

Figure 3.—ECG abnormalities percent in senior (n=114) and junior (n=113) athletes related to genetic analysis.Figura 3. — Percentuali di alterazioni ECG in atleti senior (n=114) e junior (n=113) in relazione all’analisi genetica.

TABLE IV.—2D Echocardiographic data of senior and junior athletes.TABELLA IV.—Dati ecocardiografici 2D di atleti senior e junior.

Athletes N. LV mass LVDD IVS LVPW RVDDIndex (g/m2) (mm) (mm) (mm) (mm)

Seniors 189 101±23 52-57 10.2-12.3 10-12.5 21.2-26.5

Juniors 157 89±25 35.5-42.5 8.5-10.5 8-10,0 18.5-21.5

LV, left ventricle; LVID, left ventricle diastolic diameter; IVS, interventricular septum; LVPP, left ventricle posterior wall; RVDD, rightventricle diastolic diameter (apical 4 chamber).


first 2 columns, 200 normal subjects (13-20 y; 21-30 y) match the athletes’ age. In this subgroup(13-30 y; n=200) the ECG abnormalities were:RSR’pattern in V1-V3 upper precordial leads (n=24;12% of 200) and J wave elevation (n=13; 6.5%of 200). In the 31-40 years old decade one epsilonwave was recorded, ARVC was diagnosed onechocardiography and also MRI confirmed.Typical Brugada 1 sign was detected in 3 cases(decades of age 21-50 years old) (Table III).

prime 2 colonne 200 soggetti sani (13-20 anni; 21-30 anni) erano paragonabili in termini di età congli atleti. In questo sottogruppo (13-30 anni; n=200),le alterazioni ECG consistevano in: pattern RSR nel-le derivazioni precordiali superiori V1-V3 (n=24;12% dei 200) ed elevazione dell’onda J (n=13;6.5% dei 200).Nel gruppo della decade 31-40 anni,è stata registrata un’onda epsilon, una ARVC è sta-ta diagnosticata all’ecocardiografia e anche ad unasuccessiva RMN. Il segno di Brugada 1 tipico è sta-to rilevato in 3 casi (decadi di età 21-50 anni)


2

0.10

61

0.20.30.40.50.60.70.80.9

01.11.21.31.41.51.61.71.81.9

62 63 64 66 67 69 e11

s15

s17

s19

e21

e22

e23

e25

e27

e28

C01

C02

C03

C04

C05

C06

C07

C08

C09

C10

C11

C12

2

0.10

KC

NE

2_e1

0.20.30.40.50.60.70.80.9

01.11.21.31.41.51.61.71.81.9

KC

NE

1_e2

KC

NE

2_e2

KC

NE

2_e2

KC

NE

1_e4

SCN

5A_e

4

SCN

5A_e

27

KC

NQ

1_e1

KC

NQ

1_e2

KC

NQ

1_e2

KC

NQ

1_e3

KC

NQ

1_e4

KC

NQ

1_e5

KC

NQ

1_e6

KC

NQ

1_e8

KC

NQ

1_e9

KC

NQ

1_e1

0

KC

NQ

1_e1

1

KC

NQ

1_e1

2

KC

NQ

1_e1

3

KC

NQ

1_e1

4_2

KC

NQ

1_e1

5

KC

NQ

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LQT_14

Brug_14

Figure 4A.— Junior athlete. MLPA profiles for SCN5A gene (SALSA P108, upper panel) and for KCNQ1 and KCNH2 (SAL-SA P114, lower panel). Possible double mutations (duplication) for exon 18 KCNQ1 and exon 4 KCNH2 (Brug. SALSAP108; LQT. SALSA P114). Figura 4A. — Atleta junior. Profili MLPA per il gene SCN5A (SALSA P108, diagramma superiore) e per i geni KCNQ1 eKCNH2 (SALSA P114, diagramma inferiore). Possibile doppia mutazione (duplicazione) per l’esone 18 KCNQ1 e l’eso-ne 4 KCNH2 (Brug. SALSA P108; LQT. SALSA P114).


Ajmaline provocative test was positive in oneand negative in two participants.

Genetic analysis

227 athletes (114 seniors, 113 juniors) and 35normal sedentary subjects were selected.

(Tabella III). Il test provocativo di Ajmaline è risul-tato positivo in uno e negativo in due partecipanti.

Analisi genetica

227 atleti (114 seniors, 113 juniors) e 35 sogget-ti sani sedentari sono stati selezionati.


I V1

V2

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V5

V6

II

III

aVR

aVL

aVF

V1

V2

Figure 4B.—Electrocardiograms of two KCN gene mutations in a junior athlete. In standard 12-lead ECG sinus rhythm62 bpm; bifid T.Figura 4B. — B) Elettrocardiogrammi di due mutazioni del gene KCN in un atleta junior. All’ECG standard a 12 deri-vazioni, ritmo sinusale, 62 bpm; onde T bifide e due picchi distinti nelle derivazioni precordiali V2,V3. (freccia, trac-ciato ECG superiore). Nelle derivazioni V1,V2 superiori, onde T bifide sono evidenti in V2 (freccia) e un’onda epsilonin V1, (freccia).


According to the ECG recordings (Table V) theECG criteria were: 1) distinctly abnormal (invertedT waves >2 mm in > 2 adjacent leads; bifid T waveswith distinct two peaks associated or not with pro-longed QTc interval); 2) the Brugada sign / bor-derline Brugada sign including high RSR” in V1-V3leads and R’>2 mm >R and associated with complexPVC; 3) the long QT interval; 4) the athletes withST segment elevation with upright convexity fol-lowed by a negative T-wave in V2- V3/V4 leadspersisting after 1-3 months of detraining; 5) epsilonwave. In Figure 3 the percent of ECG abnormali-ties in senior and junior athletes selected for genet-ic analysis is presented.

Seven junior athletes had mutations: in 6 ath-letes with KCN genes (KCNQ1, n=2; KCNE2, n=1;KCNH2, n=3) all mutations were missense (dupli-cation) on exon2 (n=2), exon4 (n=2), exon18(n=1), exon19 (n=1); one of these athletes (whoseelectrocardiograms are presented in Figure 4B)had mutations on 2 different KCN genes (KCNQ1,KCNH2) (Figure 4A). One junior athlete had mis-sense mutation (duplication) on SCN5A gene,exon1 (Figure 5).

In base alle registrazioni ECG (Tabella V) i criteriECG erano i seguenti: 1) francamente alterato (ondeT invertite >2 mm in >2 derivazioni adiacenti; ondeT bifide con due picchi distinti associati o meno ad unintervallo QTc prolungato); 2) il segno di Brugada /segno borderline di Brugada comprendente un altoRSR” nelle derivazioni V1-V3 e R’ >2 mm >R e associatia PVC complesse; 3) l’intervallo QT lungo; 4) gli atle-ti con sopraslivellamento del segmento ST con con-vessità verso l’alto seguita da un’onda T negativa nel-le derivazioni V2- V3/V4 persistenti dopo 1-3 mesi disospensione dall’allenamento; 5) onda epsilon. NellaFigura 3 viene presentata la percentuale di altera-zioni ECG negli atleti senior e junior selezionati per l’a-nalisi genetica.

Sette atleti junior presentavano delle mutazioni:in 6 atleti portatori di mutazioni dei geni KCN (KCNQ1,n=2; KCNE2, n=1; KCNH2, n=3), tutte le mutazionierano missense (duplicazione) sull’esone 2 (n=2), eso-ne 4 (n=2), esone 18 (n=1), esone 19 (n=1); uno diquesti atleti (i cui elettrocardiogrammi sono riporta-ti in Figura 4b) presentava mutazioni su 2 geni KCNdifferenti (KCNQ1, KCNH2) (Figura 4a). Un atletajunior era portatore di mutazione missense (dupli-cazione) sul gene SCN5A, esone1 (Figura 5).


TABLE V.—Electrocardiographic findings in normal sedentary subjects divided by decades of age.TABELLA V.—Dati elettrocardiografici in soggetti sani sedentari suddivisi per decadi di età.

Age (y) N (505) Height (cm) Weight (Kg) BSA (m2) BP(mmHg) HR(bpm)mean

SR 21 (100) 178 (99.44) 189 (100) 67 (100) 35 (100) 14 (100)(4.15) (35.24) (37.42) (13.26) (6.93) (2.77)

WPW 2 (9.52) 3 (1.67) — 2 (2.98) — —(0.39) (0.59) (0.39)

Std RSR’ V1-V3 (mm) 1 (4.76) 2 (1.17) 6 (3.17) 3 (4.47) — —(0.19) (0.39) (1.18) (0.59)

High RSR’ V1-V3 (mm) 5 (23.8) 19 (10.61) 24 (12.69) 5 (7.46) 1 (2.85) —(0.99) (3.76) (4.75) (0.99) (0.19)

J>0.5 V1-V3 (V4) (mV) 1 (4.76) 12 (6.70) 18 (9.52) 7 (10.44) 3 (8.57) —(0.19) (2.37) (3.56) (1.38) (0.59)

ST- segm V1-V3 (V4) (mV) — 3 (1.67) — — — —(0.59)

T >15 mV, V1-V3 (V4) — 2 (1.17) 2 (1.05) 1 (1.49) — —(0.39) (0.39) (0.19)

Inverted T ≥2 mm — 8 (4.47) 3 (1.58) 1 (1.49) — 1 (7.69)(1.58) (0.59) (0.19) (0.19)

Epsilon wave — — 1 (0.52) — — —(0.19)

Brugada 1 sign — 1 (0.56) 1 (0.52) 1 (1.49) — —(0.19) (0.19) (0.19)

Osborn 4 (19.04) 33 (18.43) 17 (8.99) 9 (13.43) 2 (5.71) 1 (7.69)(0.79) (6.53) (3.36) (1.78) (0.39) (0.19)

NB. N, number; first % (related to age decade group) and second % (related 505 controls).


None of the senior athletes selected for genet-ic analysis had gene mutations detected by MLPAprotocol.

One senior athlete with normal genetic profileof SCN5A and KCN genes is shown shown inFigure 6.

Gene mutations and electrocardiographic asso-ciated abnormalities in athletes are summarisedin Table VI.

In Table VII, the echocardiographic data ofthe 7 athletes with gene abnormalities are sum-marised.

In sedentary normal subjects, one subject with

Nessuno degli atleti senior selezionati per l’ana-lisi genetica aveva mutazioni genetiche riscontratecon il protocollo MLPA.

Un atleta senior con normale profilo genetico deigeni SCN5A e KCN viene presentato in Figura 6.

Mutazioni genetiche ed alterazioni elettrocar-diografiche associate negli atleti sono riassunte nel-la Tabella VI.

Nella Tabella VII, sono riassunti i dati ecocar-diografici dei 7 atleti con alterazioni genetiche.

Tra i soggetti sani sedentari, un soggetto con ilsegno di Brugada1 e sua madre sana e ocn elettro-cardiogramma normale era portatrice di mutazio-ni similari (delezione) sul SCN5A, esone 1. Un sog-


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Figure 5.—Junior athlete. MLPA profiles for SCN5A (SALSA P108, upper panel) – possible exon1 duplication. SALSA P114 (lower panel) for KCNE2, KCNE1, KCNQ1, KCNH2 normal profile. Brug. SALSA P108; LQT. SALSA P114).Figura 5. — Atleta junior. Profili MLPA per il gene SCN5A (SALSA P108, diagramma superiore) – possibile duplicazionedell’esone 1. SALSA P 114 (diagramma inferiore) per i geni KCNE2, KCNE1, KCNQ1, KCNH2 profilo normale. Brug. SAL-SA P108; LQT. SALSA P114).


Brugada1 sign and his healthy and electrocar-diographically normal mother had similar muta-tions (deletion) on SCN5A gene, exon1. Anepsilon clinically sedentary normal subject hadMRI documented ARVC; no gene mutations weredetected, but his clinically and electrocardio-graphically normal sister had missense mutation(deletion) on SCN5A, exon1.

Discussion

Since 2004 we have been evaluating the ECGpatterns in highly trained athletes with different

getto sedentario con onda epsilon era affetto daARVC documentata ad una RMN; non sono stateriscontrate mutazioni genetiche, tuttavia sua sorel-la normale dal punto di vista clinico ed elettrocar-diografico era portatrice di una mutazione mis-sense (delezione) sul gene SCN5A, esone 1.

Discussione

A partire dal 2004, abbiamo valutato i patternsECG in atleti ben allenati con differenti livelli diallenamento (juniors, seniors) impegnati in sportcon importante carico cardiovascolare.


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Figure 6.—Senior athlete. MLPA profiles for SCN5A gene (SALSA P108, upper panel) and for SCN5A, KCNQ1, KCNH2,KCNE1, KCNE2 (SALSA P114, lower panel). No detectable mutations. (Brug. SALSA P108; LQT. SALSA P114). waves anddistinct two peaks in V2,V3 precordial leads. (arrow; upper ECG trace). In higher V1,V2 leads , bifid Twaves are evi-dent in V2 (arrow) and epsilon wave in V1, (arrow) (bellow ECG recordings).Figura 6. — Atleta senior. Profili MLPA per il gene SCN5A (SALSA P108, diagramma superiore) e per i geni SCN5A,KCNQ1, KCNH2, KCNE1, KCNE2 (SALSA P114, diagramma inferiore). Assenza di mutazioni evidenziabili. (Brug. SAL-SA P108; LQT. SALSA P114).


levels of training (juniors, seniors) involved insports with intensive cardiovascular burden.

In the current study, the electrocardiographicchanges, uncommon and training-unrelated were1) inverted T-wave ≥2 mm in ≤2 adjacent leadsespecially in the inferior (DII,DIII aVF) and lateral(aVL, V5,V6) leads, 2) bifid T-wave, broad base,especially associated with “borderline” QTc inter-val, 3) pathological Q waves, 4) ST segment con-vex elevation, persisting during the exercise ECG,5) long QTc interval, 6) Brugada-like depolari-sation changes.

Although the athletes were asymptomatic andpresented normal physical examinations, the ECGabnormalities suggestive of inherited cardiomy-opathies (HCM, ARVC) or channelopathies (LQTS,Brugada syndrome) responsible for sudden car-diac death imposed specific screening includinggenetic analysis.40, 51

Athletes with the next electrocardiographicchanges detected by resting ECG were referred togenetic analysis: 1) the T-wave inversion ≥2 mm;in young apparently healthy athletes, the invert-ed T-waves may represent the initial phenotypeexpression of an underlying inherited form ofcardiomyopathy (HCM, ARVC) prior to the devel-

In questo studio, le modificazioni elettrocardio-grafiche, infrequenti e non correlate all’allenamentoerano 1) onde T invertite ≤2 mm in ≤2 derivazioniadiacenti, soprattutto nelle derivazioni inferiori(DII,DIII aVF) e laterali (aVL, V5,V6), 2) onda Tbifida, ampia, soprattutto associata a intervallo QTc“borderline”, 3) onde Q patologiche, 4) sopraslivel-lamento convesso del segmento ST, persistente duran-te l’ECG sotto sforzo, 5) lungo intervallo QTc, 6)modificazioni della depolarizzazioni tipo Brugada.

Sebbene gli atleti fossero asintomatici e presen-tassero un normale esame obiettivo, le alterazioniECG suggestive per cardiomiopatie (HCM, ARVC) ocanalopatie (LQTS, sindrome di Brugada) eredita-rie responsabili della morte cardiaca improvvisahanno imposto uno screening specifico compren-dente un’analisi genetica 40, 51.

Atleti con le seguenti alterazioni elettrocardio-grafiche riscontrate all’ECG a riposo sono stati sot-toposti ad analisi genetica: 1) l’inversione dell’ondaT ≥2 mm; in giovani atleti apparentemente sani, leonde T invertite possono rappresentare l’espressionefenotipica iniziale di una sottostante forma eredi-taria di cardiomiopatia (HCM, ARVC) prima dellosviluppo delle alterazioni morfologiche diagnosti-cabili con le metodiche di imaging cardiaca 40; 2)


TABLE VI.—Genes mutations and ECG abnormalities in 7 athletes (juniors).TABELLA VI.—Mutazioni genetiche ed alterazioni ECG in 7 atleti (juniors).

Case N. KCNQ1 KCNE2 KCNH2 SCN5A ECG

1 Dup e 18 — — — Bifid Twave; QTc 0.522 — Dup e 2 — — Bifid Twave; QTc 0.563 Dup e 19 (19-1;19-2) — Dup e 4 — Bifid Twave; QTc 0.48-0.504 — — Dup e 4 — QTc 0.565 — — Dup e 2 — Inverted Twave; QTc 0.486 — — Dup e 2 — Questionable Brugada7 — — — Dup e 1 Questionable Brugada

Dup, duplication; e, exon.

TABLE VII.—2D Echocardiographic data of the 7 athletes with gene abnormalities.TABELLA VII.—Dati ecocardiografici 2D dei 7 atleti con alterazioni genetiche.

Case N. LVDD (mm) IVS (mm) LVPW (mm) RVDD (mm)

1 40.5 8.5 8,0 21.52 39.5 8.5 9.5 20,03 35.5 9,0 9,0 18.74 36,0 9.5 9.5 19,05 37.5 10.5 10,0 19.56 40.6 9,0 9,0 18.57 41.5 9.5 9.5 21,0

LVID, left ventricle diastolic diameter; IVS, interventricular septum; LVPP, left ventricle posterior wall; RVDD, right ventricle diasto-lic diameter (apical 4 chamber).


opement of morphological changes detectableon cardiac imaging;40 2) large bifid T-waves asso-ciated with normal or borderline QTc interval-possible long QTS; 3) type 1 Brugada sign; type2, 3 Brugada signs in the upper chest precordialleads; 4) RSR’ pattern in the upper precordial V1-V3 leads-possible delayed intraventricular con-duction in RVOT associated with ARVC; 5) longQTc interval; 6) ST-segment convex elevation onresting and exercise ECG, especially in the later-al leads which may represent the initial expres-sion of HCM in athletes with normal or border-line left ventricular mass and wall thickness.39

Unlike the ECG changes characteristic of “ath-letes’ heart”, such ECG abnormalities are rela-tively uncommon (<5%) and training-unrelated.41

Genetic analysis can 1) elucidate the exactmolecular basis in case of a strongly suspectedchannelopathy or inherited cardiomyopathy and2) establish a definitive molecular diagnosis.When the clinical probability is inconclusive,such as in “borderline” LQTS the genetic test, 3)confirms or excludes the diagnosis.40 On the oth-er hand, because of the incomplete penetrationand variable expressivity, the results of the genet-ic test must be interpreted cautiously and asso-ciated with the overall diagnostic tests for specificchannelopathies or inherited cardiomyopathies.

In the current study, 8 (4.21%) senior athletesand 9 (5.73%) junior athletes had inverted T –waves ≥2 mm. Three of these senior athletes alsopresented epsilon waves in the precordial V1-V2 leads. In all cases the inverted T-waves per-sisted during exercise ECG and after one monthof deconditioning.

The athletes had normal echocardiographicexams including mitral and tricuspid TDI analy-sis. Invasive coronarography revealed normalcoronary arteries in all except one junior athletewith abnormal origin of the right coronary arteryfrom the left Valsalva sinus.

All athletes with inverted T-waves werereferred to genetic testing for HCM and ARVC.

Recent studies on athletic populations havedisproved the traditional idea that T-wave inver-sions ≥2 mm are common and training- relatedchanges but these abnormalities are commonfindings in various cardiac diseases includinginherited cardiomyopathies and LV non-com-paction. 40 Pellicia et al. reported a 2.7 % preva-lence of T-wave inversion in 1005 highly trainedathletes and 2.3% in a large population of 32,652young amateur athletes.42 On the other hand, thepost puberal persistence of T-wave inversion

onde T ampie bifide associate con intervallo QTcnormale o borderline-possibile QTS lungo; 3) segnodi Brugada tipo 1; segni di Brugada tipo 2, 3 nellederivazioni precordiali toraciche superiori; 4) pat-tern RSR’ nelle derivazioni precordiali superiori V1-V3 – possibile conduzione intraventricolare ritardatain RVOT associata a ARVC; 5) intervallo QTc lungo;6) sopraslivellamento convesso del segmento STall’ECG a riposo e sotto sforzo, soprattutto nelle deri-vazioni laterali che potrebbe rappresentare l’e-spressione iniziale di HCM in atleti con massa espessore della parete del ventricolo sinistro norma-le o borderline 39.

A differenza delle alterazioni ECG caratteristi-che del “cuore di atleta”, tali anomalie ECG sonorelativamente rare (<5%) e non correlate all’alle-namento 41.

L’analisi genetica può 1) evidenziare l’esatta basemolecolare in caso di un forte sospetto di canalopatiao cardiomiopatia ereditaria e 2) stabilire una defi-nitiva diagnosi molecolare. Nei casi in cui la pro-babilità clinica non sia ben definita, come nellaLQTS “borderline”, il test genetico, 3) conferma oesclude la diagnosi 40. D’altra parte, a causa del-l’incompleta penetrazione e dell’espressività varia-bile, i risultati della valutazione genetica devonoessere interpretati con cautela e in associazionecome tutti i test diagnostici per specifiche canalo-patie e cardiomiopatie ereditarie.

In questo studio, 8 (4.21%) atleti senior e 9(5.73%) atleti junior presentavano onde T invertite≥2 mm. Tre di questi atleti senior inoltre presenta-vano onde epsilon nelle derivazioni precordiali V1-V2. In tutti i casi, le onde T invertite sono persistitedurante l’ECG da sforzo e dopo un mese di decon-dizionamento.

Gli atleti presentavano un normale reperto eco-cardiografico, anche relativamente all’analisi TDIdella valvola mitralica e tricuspidale. La coronaro-grafia ha evidenziato arterie coronariche normaliin tutti i casi, eccezion fatta per un atleta juniorcon anomala origine dell’arteria coronarica destradal seno di Valsalva sinistro.

Tutti gli atleti con onde T invertite sono stati sot-toposti a valutazione genetica per HCM e ARVC.

Recenti studi su popolazioni di atleti hanno smen-tito l’idea che le inversioni delle onde T ≤2 mm sia-no modificazioni frequenti e correlate all’allena-mento, mentre queste alterazioni sono reperti fre-quenti in diverse patologie cardiache tra cui car-diomiopatie ereditarie e la non-compattazione delVS 40. Pellicia et al. Hanno riportato una prevalen-za del 2.7 % di inversioni di onde T in 1005 atleti benallenati e del 2.3% in una vasta popolazione di32,652 giovani atleti amatoriali 42. Dall’altro lato,



beyond V1 may reflect an underlying congenitalheart disease leading to a right ventricular over-load such as ARVC.

Sharma et al. reported the prevalence of T-waveinversion to be similar among elite athletes andsedentary controls (4.4% vs. 4.0%).43 In our study,4.47% of the normal controls (subgroup 21-30 y.o)presented an inverted T-wave in the V1 lead.

Bifid T-waves, sometimes wide based, notched,particulary in the lateral leads may lead to thediagnosis of LQTS, despite a normal or borderlineQTc.44, 45 The authors describe a gene specificT-wave morphology and classified a notched T-wave as grade 1 (G1, the notch occurred at orbelow the apex) and grade 2 (G2, the notchoccurred above the apex).46 Careful inspection ofthe T-wave morphology is mandatory.

23 (12.1%) of the senior and 39 (24.84%) juniorathletes presented bifid T-waves, some of them(8 seniors, 7 juniors) associated with long QTc(0.48-0.56) based on Bazett’s formula (QTc = QT/ square root from RR).47, 48 QTc interval responseto exercise was normal in all cases, except twojunior athletes with progressive lengthening ofQTc during the maximal heart rate and the ear-ly recovery period. None of the 505 controls hadbifid T-waves.

ST segment convex elevation on standard 12-lead ECG persisting during the exercise wasdetected in 34 (17.89%) senior and 39 (24.84%)junior arhletes. Only 3 (1.67%) subjects belong-ing to the controls (21-30 y.o) had this abnor-mality. The suspicion of an underlying HCM inthe absence of a specific echocardiographic phe-notype indicated genetic screening for the HCMmutations.

It is well known that the use of echocardiog-raphy to determine septal morphological fea-tures, although clearly superior at predicting thepresence of myofilament mutations, remainsimprecise as is evident by the interobserver vari-ability data.41

The principal role of genetic testing in HCM isprobably preclinical diagnosis of at risk subjectsand family members rather than as a prognostictool.39, 48, 49

The RSR’ or rSr pattern in lead V1 with a QRSduration of less than 0.12” is found in 2.4% ofhealthy individuals.50 The secondary R wave hasbeen attributed to physiologic late activation ofthe crista supraventricularis of the RVOT, the baseof the interventricular septum or both. The inci-dence is higher in the upper chest leads V1-V3and V3R-V4R leads.51

la persistenza post-puberale dell’inversioni dell’on-da T al di là di V1 potrebbe riflettere una sottostan-te cardiopatia congenita che determina un sovrac-carico del ventricolo destro, come la ARVC.

Sharma et al. Hanno riportato una prevalenza diinversione delle onde T simile tra atleti di elite e con-trolli sedentari (4.4% vs. 4.0%) 43. Nel nostro studio,il 4.47% dei soggetti controllo normali (sottogruppo21-30 anni di età) presentava un’onda T invertitanella derivazione V1.

Le onde T bifide, talvolta di maggior ampiezza,dentate, particolarmente nelle derivazioni late-rali potrebbero condurre alla diagnosi di LQTS,nonostante un QTc normale o borderline 44, 45.Gli Autori descrivono una morfologia dell’ondaT gene specifica ed hanno classificato un’onda Tdentate come grado 1 (G1, la dentellatura comparea livello o al di sotto dell’apice) e grado 2 (G2, ladentellatura compare sopra l’apice) 46. Un’attentavalutazione della morfologia dell’onda T è man-datoria.

23 (12.1%) atleti senior e 39 (24.84%) atleti juniorpresentavano onde T bifide, alcune delle quali (8seniors, 7 juniors) associate ad un QTc lungo (0.48-0.56) sulla base della formula di Bazett (QTc = QT/ radice quadrata di RR) 47, 48. La risposta dell’in-tervallo QTc allo sforzo fisico era normale in tutti icasi, eccezion fatta per due atleti junior con pro-gressive allungamento del QTc con la frequenzacardiaca massimale e durante il periodo precocedi recupero. Nessuno dei 505 controlli ha riportatoonde T bifide.

Il sopraslivellamento convesso del segmento STall’ECG standard a 12 derivazioni persistente duran-te lo sforzo fisico è stato registrato in 34 (17.89%)atleti senior e in 39 (24.84%) atleti junior. Soltanto3 (1.67%) soggetti del gruppo controllo (21-30 annidi età) presentavano questa alterazione. Il sospettodi una HCM sottostante in assenza di uno specificofenotipo ecocardiografico poneva indicazione aduno screening genetico per le mutazioni.

È noto che l’impiego dell’ecocardiografia perdeterminare le caratteristiche morfologiche del set-to, sebbene notevolmente superiore nel predire lapresenza di mutazioni dei mio filamenti, rimanetuttora impreciso a causa della variabilità inter-personale 41.

Il ruolo principale dell’analisi genetica nella HCMè probabilmente nella diagnosi preclinica di sog-getti a rischio e dei familiari, piuttosto che uno stru-mento prognostico 39, 48, 49.

Il pattern RSR’ o rSr nella derivazione V1 conuna durata del QRS inferiore a 0.12” è riscontratonel 2.4% dei soggetti sani 50. L’onda secondaria R èstata attribuita ad una tradiva attivazione fisiolo-



In the current study, the RSR’ pattern wasdetected in 16 (8.42%) senior and 9 (5.73%) juniorathletes; 0.19% and 0.39% in controls (13-20 y.oand 21-30 y.o subgroups).

ST segment repolarisation changes - type 2, 3Brugada signs - were associated with RSR pat-tern in 25 athletes. The type 2 and type 3 Brugadasigns can be normal variants, and a negativegenetic test for a known mutation can be con-sidered reliable.51 These athletes were referred togenetic analysis for SCN5A mutations. It is impor-tant to consider that the ST segment in Brugadasyndrome is typically highly dynamic, exhibitingprofound day to day variations in amplitude andmorphology even within the same subject. Leadspositioned cranially from V1-V3 often produce themost severe abnormalities suggestive of Brugadasyndrome, up to the appearance of a type 1Brugada sign.51, 52

A long QTc (0.48-0.56) was detected in 8(4.21%) senior and 7 (4.45%) junior athletes. Theinverted T-waves ≤2 mm in V1-V4 leads associ-ated with the long QTc were detected in 4 seniorathletes. In junior athletes, various T-wave abnor-malities-bifid, inverted-were associated with thelong QTc. Type 3 Brugada signs were detected intwo of the long QTc junior athletes.

The inadequate shortening of the QTc intervalduring exercise ECG with increasing heart rateand during the effort recovery phase was detect-ed in 3 of the 7 junior athletes with resting longQTc interval.

The genetic testing for LQTS was indicated inall athletes with long QTc on standard ECG.

Except for seven junior athletes with positivegenetic tests, all senior and junior athletes enrolledin the study had negative genetic analysis forHCM, ARVC, long QTc and Brugada syndrome.

The gene mutations in junior athletes (TableVII) were on KCNQ1 (case nr. 1, case nr. 3),KCNE2 (case nr. 2), KCNH2 (cases nrs. 3, 4, 5, 6)and SCN5A (case nr. 7). One of the athletes (casenr. 3) had mutations on two different genes(KCNQ1, KCNH2). All the athletes were asymp-tomatic, in good athletic condition and had nofamily history of premature SCD. The physicalexamination and the echocardiography includingTDI analysis were normal.

The genotype positive athletes for KCNQ1(case nr.1 case nr. 3) had long QTc intervals (0.52;0.48-0.50) on standard ECG asssociated with bifidT-waves in the precordial V1-V3/V4 leads. TheQTc interval progressively lengthened during theexercise and in the early recovery period.

gica della crista crista supraventricularis di RVOT,della base del setto interventricolare o di entrambi.L’incidenza è maggiore nelle derivazioni toracichesuperiori V1-V3 e nelle derivazioni V3R-V4R 51.

In questo studio, il pattern RSR’ è stato riscontra-to in 16 (8.42%) atleti senior e in 9 (5.73%) atletijunior; 0.19% e 0.39% nei controlli (sottogruppi 13-20 anni di età e sottogruppo 21-30 anni di età).

Modificazioni di ripolarizzazione del segmentoST-segni di Brugada tipo 2, 3-erano associati a pat-tern RSR in 25 atleti. I segni di Brugada tipo 2e tipo3possono essere varianti normali, con un possibiletest genetico negativo per una nota mutazione 51.Questi atleti sono stati sottoposti a valutazione gene-tica per le mutazioni SCN5A. È importante consi-derare il fatto che il segmento ST nella sindrome diBrugada è tipicamente altamente dinamico, convariazioni giornaliere marcate in ampiezza e morfo-logia anche nello stesso soggetto. Le derivazioni posi-zionate cranialmente da V1-V3 spesso determinanole più gravi alterazioni suggestive per la sindrome diBrugada, fino alla comparsa del segno di Brugadatipo 1 51, 52.

Un QTc lungo (0.48-0.56) è stato riscontrato in 8(4.21%) atleti senior e in 7 (4.45%) junior. Le ondeT invertite ≤2 mm nelle derivazioni V1-V4 associa-te al QTc lungo sono state registrate in 4 atleti senior.Negli atleti junior, varie anomalie dell’onda T-bifi-da, invertita – erano associate con il QTc lungo.Segni di Brugada tipo 3 erano presenti in due degliatleti junior con QTc lungo.

L’inadeguato accorciamento dell’intervallo QTcdurante l’ECG sotto sforzo con aumento della fre-quenza cardiaca e durante la fase di recupero dal-lo sforzo è stato riscontrato in 3 dei 7 atleti junior conintervallo QTc lungo a riposo.

Il test genetico per LQTS era indicato in tutti gliatleti con QTc lungo all’ECG standard.

Eccetto per sette atleti junior con tests geneticipositive, tutti gli atleti senior e junior arruolati nel-lo studio avevano un’analisi genetica negativa perHCM, ARVC, QTc lungo e sindrome di Brugada.

Le mutazioni geniche in atleti junior (TabellaVII) erano a livello di KCNQ1 (caso no.1, caso no. 3),KCNE2 (caso no. 2), KCNH2 (casi n. 3, 4, 5, 6) eSCN5A (caso no. 7). Uno degli atleti (caso no. 3)aveva mutazioni di due diversi geni (KCNQ1,KCNH2). Tutti gli atleti erano asintomatici, in buo-ne condizioni atletiche e non avevano una fami-liarità per SCD prematura. L’esame obiettivo e del’e-cocardiografia comprensiva dell’analisi TDI eranonormali.

Gli atleti con genotipo positivo per KCNQ1 (casono.1, caso no. 3) avevano intervalli QTc lunghi(0.52; 0.48-0.50) all’ECG standard, associati cononde T bifide nelle derivazioni precordiali V1-V3 /



LQT1, the most common genetic subtype, hasexertional triggers such as swimming, running.The mutations are on KCNQ1 and the defectiveIks channel that is responsive to adrenergic stim-ulation, impedes the usual shortening of QT inresponse to increased heart rate. The standardECG revealed broad based, bifid T-waves.

When there is no doubt about the clinical diag-nosis, the genetic tests will be positive in about75% of cases.44 In our study, the two athleteswere asymptomatic but the specific abnormalitiesof the QTc at rest and during exercise ECG areappropriate for the LQT1 diagnosis.

Four junior athletes had duplications on exonsregarding the KCNH2 gene, responsible for theLQT2 phenotype. The associated ECG abnor-malities were bifid T-waves (case nr. 3), invertedT-wave (case nr. 5) and type 3 Brugada sign (casenr.6). The exercise ECG revealed borderline QTcshortening during the maximal heart rate, exceptin one case where the QTc progressively enlarged(case nr. 3). This athlete also had a mutation onKCNQ1, responsible for LQT1 phenotype. Thegenetic subtype of LGT2 indicates the presenceof a KCNH2 defect. (6) Auditory stimuli are thecommon triggers; 15% of LQT2-associated car-diac events occur during rest or sleep. On stan-dard ECG, bifid T-waves in the inferior and lateralleads are seldom seen.

The junior athlete (case nr. 2) with long QTcand duplication on exon of KCNE2 had border-line QTc response at higher rates during exer-cise ECG. The defects on KCNE2 are responsiblefor LQT6, an infrequent form of LQTS (LQT6mutations involve the auxiliary β-subunits ofKCNH2).44

One SCN5A gene abnormality (duplication)was detected in one athlete (case nr. 7) with type3 Brugada sign and borderline QTc interval onstandard ECG.

The positive genetic test athletes were referredto a cardiology clinic for further evaluation andtherapy together with their first family members.Competitive sports activity was interrupted.

In the current study the 12-lead ECG recordedin the follow-up period of 4 years, revealeduncommon ECG changes which seemed to betraining unrelated. The suspicion of an underly-ing disease required the specific diagnosis testsincluding genetic analysis. Almost all athletes hadnegative genetic tests except for a few junior ath-letes with positive genetic mutations for LQTS.

Clinical significance depends on the ECGabnormalities-genetic tests involving: 1) the

V4. L’intervallo QTc si allungava progressivamentedurante lo sforzo e nel periodo precoce di recupero.

LQT1, il più frequente sottotipo genetica presen-ta stimoli da sforzo, come il nuoto, la corsa. Le muta-zioni sono sul gene KCNQ1 e il canale difettoso Iksche è responsivo alla stimolazione adrenergica,impedisce l’usuale accorciamento del QT in rispostaall’aumentata frequenza cardiaca. L’ECG standardha evidenziato onde T ampie, bifide.

Quando non vi è dubbio circa la diagnosi clini-ca, i tests genetici saranno positive in circa il 75% deicasi 44. Nel nostro studio, i due atleti erano asinto-matici, ma le alterazioni specifiche del QTc a ripo-so e sotto sforzo erano tipiche per la diagnosi diLQT1.

Quattro atleti junior presentavano duplicazionidi esoni del gene KCNH2, responsabile per il fenoti-po LQT2. Le alterazioni ECG associate erano onde Tbifide (caso no. 3), onda T invertita (caso no. 5) esegno di Brugada tipo 3 (caso no. 6). L’ECG sotto sfor-zo ha evidenziato un accorciamento del QTc bor-derline durante la massima frequenza cardiaca,tranne che in un caso in cui il QTC si allungavaprogressivamente (caso no. 3). Questo atleta eraportatore inoltre di una mutazione del gene KCNQ1,responsabile del fenotipo LQT1. Il sottotipo geneticodi LGT2 indica la presenza di un difetto di KCNH26. Stimoli uditivi rappresentano gli stimoli comuni;il 15% di eventi cardiaci associati a LQT2 si verifi-cano a riposo o nel sonno. All’ECG standard, le ondeT bifide nelle derivazioni inferiori e laterali sonorare.

L’atleta junior (caso no. 2) con QTc lungo e dupli-cazione dell’esone di KCNE2 aveva una rispostaborderline del QTc a frequenze più elevate duran-te l’ECG sotto sforzo. I difetti del gene KCNE2 sonoresponsabili per LQT6, una forma infrequente diLQTS (mutazioni LQT6 coinvolgono le sub unità βausiliarie di KCNH2) 44.

Un’alterazione del gene SCN5A (duplicazione) èstata riscontrata in un atleta (caso no. 7) con segnodi Brugada tipo 3ed intervallo QTc borderlineall’ECG standard.

Gli atleti con test genetico positivo sono stati inviatiad una clinica cardiologica per ulteriori indagini eterapie insieme con i parenti di primo grado.L’attività sportiva competitiva è stata interrotta.

In questo studio, l’ECG a 12 derivazioni regi-strato nel periodo di follow-up di 4 anni, ha evi-denziato alterazioni ECG non frequenti, che nonsembravano essere correlate con l’allenamento. Ilsospetto di una patologia sottostante ha richiesto testdiagnostici specifici, comprensivi di analisi geneti-ca. Quasi tutti gli atleti hanno avuto test geneticinegativi, eccezion fatta per alcuni atleti junior conmutazione genetica per LQTS.



mandatory detection by periodical follow-up andaccurate recognition of the athletes’ heart elec-trical abnormalities, 2) uncommon and training-unrelated ECG abnormalities could indeed betraining related, but these conditions must beproved by complex investigations includinggenetic analysis, as were the cases in our study,3) few athletes had inherited cardiac diseases asthe specific genetic analysis revealed, 4) to con-sider all ECG abnormalities as being secondary tointense sport activity could be a fatal mistake, 5)the preparticipation screening (physical exami-nation, 12- lead ECG) and controls at 6-12 monthsincluding physical exam, 12-lead ECG, stress ECGcould be the rule (in clinical practice, the 12-leadECG remains the principal “tool” in LQTS andBrugada syndrome clinical diagnosis).

Il significato clinico dipende dalle alterazioni ECG– test genetici determinando: 1) l’individuazionemandatoria con un follow-up periodico e un accuratericonoscimento delle alterazioni elettriche del cuoredegli atleti, 2) alterazioni ECG infrequenti e non cor-relate con l’allenamento possono in realtà essere cor-relate all’allenamento, tuttavia queste condizionidevono essere provate attraverso complesse indaginitra cui l’analisi genetica, come nel nostro studio, 3)pochi atleti sono portatori di patologie cardiache ere-ditarie, come la specifica analisi statistica ha rivela-to, 4) considerare tutte le alterazioni ECG come secon-darie ad un’intensa attività sportiva può essere unerrore fatale, 5) lo screening prepartecipazione (esa-me obiettivo, ECG a 12 derivazioni) e controlli a 6-12mesi con esame obiettivo, ECG a 12 derivazioni, ECGda stress dovrebbe essere la regola (nella pratica cli-nica, l’ECG a 12 derivazioni rimane tuttora lo stru-mento principale per la diagnosi clinica di LQTS edella sindrome di Brugada).



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Kawasaki syndrome,physical exercise and sports eligibility:

case reportSindrome di Kawasaki, esercizio fisico e idoneità

medico-sportiva agonistica: caso clinico G. CICCARONE

Department of Physiology, University of Siena, Siena, Italy

SUMMARYKawasaki Syndrome, or mucocutaneous lymph node syndrome, occurs predominantly in children and rarely in adults.Symptoms include acute vasculitis, mucosal inflammation, rash, cervical adenopathy, hand and foot swelling, andlate fingertip desquamation. In the most severe cases, aneurysms develop in one or more coronary arteries. We reporta case of Kawasaki syndrome in a young adult athlete. The Spanish Society of Pediatric Cardiology, the JapaneseCirculation Society Joint Research Group and the American Heart Association have suggested specific guidelines for phys-ical activity in patients affected by Kawasaki syndrome.

KEY WORDS: Kawasaki Syndrome - Sports eligibility - Cardiovascular risk - Guidelines.


MED SPORT 2010;63:201-8

RIASSUNTO

La Sindrome di Kawasaki o sindrome mucoso-cutanea-linfonodale è definita come una vasculite multisistemica feb-brile, che interessa quasi esclusivamente individui in età pediatrica, anche se sono descritti rari casi in adulti. La sin-tomatologia è caratterizzata da febbre e rash, che nel decorso presenta manifestazioni cliniche caratteristiche: arros-samento della mucosa orale, lingua a fragola, edema delle mani e dei piedi e ipertrofia linfonodale. Nei casi severi sonopresenti complicazioni cardiovascolari di grado variabile, da una dilatazione dell’arteria coronaria, alla formazione d'am-pi aneurismi. Il caso clinico da noi studiato, riguarda una giovane pallavolista sottoposta a controllo medico sportivoper l’idoneità agonistica. Le linee guida della Società Spagnola di Cardiologia Pediatrica, della Japanese Circulation SocietyJoint Research Group e dell’American Heart Association sono state utilizzate per l’idoneità medico sportiva agonisti-ca e per la valutazione del rischio cardiovascolare.

PAROLE CHIAVE: Sindrome di Kawasaki - Idoneità sportiva - Rischio cardiovascolare - Linee guida.

Kawasaki 1 Syndrome is defined as an acutefebrile multisystemic vasculitis of unknown

aetiology which involves small, medium and largearteries, particularly the coronaries. It is associatedwith mucocutaneous lymph node syndrome andalmost exclusively affects children of paediatricage, although cases in newborns and in adultshave been described. About 25% of patients willhave to deal with varying degrees of cardiovas-cular complications due to dilatation of the coro-

La Sindrome di Kawasaki 1 è definita come unavasculite multisistemica, febbrile, acuta a ezio-

logia sconosciuta che coinvolge le arterie di piccole,medie e grandi dimensioni, in particolar modo learterie coronarie. E’ associata a sindrome mucoso-cutanea-linfonodale e interessa quasi esclusiva-mente individui in età pediatrica, anche se sonodescritti casi in neonati e in adulti. Il 25% circa deipazienti va incontro a complicanze cardiovasco-lari di grado variabile, da una dilatazione dell’ar-

CICCARONE KAWASAKI SYNDROME, PHYSICAL EXERCISE AND SPORTS ELIGIBILITY

nary artery, the formation of 7-8 mm aneurysmswith consequential rupture of the vessel or throm-bosis, and myocardial infarction. Sudden deathoccurs in 1-2% of patients and is due to a throm-bus forming in the artery or to rupture of a coro-nary artery aneurysm. The syndrome is seen allover the world, particularly in the United States,and it is the main cause of acquired infant car-diopathies. The real incidence of the syndrome isnot defined: this is due to the variability of avail-able epidemiological data and to the differentnumber of cases observed. In Europe, the fewepidemiological papers published in the scientificliterature point to an incidence of 3.4 cases per100,000 children aged below 5 in Great Britain,6.9 in Finland and 14 per 100,000 in Italy.

Case report

The 13-year-old female athlete examined by usat the Sports Medicine Department of ULSS 2 ofFeltre in 2008 was at her first competitive sport(volley ball) eligibility certification although shehad taken part in sporting activity from the age ofsix, particularly swimming and skating. Familyhistory was negative for cardiovascular patholo-gies; and no dyspnoeic or syncopal episodes hadbeen reported. Objective cardiorespiratory andorthopaedic examinations were negative, as wereclinico-instrumental examinations, spirometry,resting ECG and the maximal ergometric testwhich was carried out with a progressive incre-mental protocol (adapted Godfrey protocol) of 25watt/minute interrupted at 150 watt for muscularfatigue. The clinical documentation presented bythe athlete showed hospitalisation in October1997 at the age of three at the Paediatrics Divisionof ULSS 2 of Feltre with a diagnosis of Kawasakisyndrome. The girl had been taken into hospitalwith persistent fever (more than five days),mucositis, conjunctivitis and laterocervical lym-phadenitis. These data together with the alteredhaematological signs (white cell count16,000/mm3, PLT 490,000/mm3, PCR 5,6/dl, ESR90 mm at the first hour) were sufficient for adiagnosis of Kawasaki syndrome. In accordancewith the protocol, pharmacological treatmentbegan with iv gamma globulin (400 mg/kg/die forfive days) and salicylic acid (100 mg/kg/die infour administrations). The electrocardiographiccontrols carried out during the critical phase werealways negative. Echography done during the

teria coronaria, alla formazione di ampi aneurismidi 7-8 mm, cui consegue rottura o trombosi vasalee infarto miocardio. Morte improvvisa può colpirenell’1-2% dei pazienti ed è dovuta a coronarie consovrapposizione trombotica o a rottura di un aneu-risma dell’arteria coronaria. E’ diffusa in tutto ilmondo e in particolare negli Stati Uniti rappresen-ta la causa principale delle cardiopatie acquisiteinfantili. L’incidenza reale della malattia non èdefinita; questo è dovuto alla variabilità dei datiepidemiologici disponibili e al numero differente dicasi rilevati. In Europa i pochi lavori epidemiologi-ci presenti in letteratura scientifica, indicano un’in-cidenza di 3,4 casi su 100.000 bambini d’età infe-riore ai cinque anni in Gran Bretagna, di 6,9 inFinlandia e di 14 per 100.000 bambini per anno inItalia.

Caso clinico

L’atleta di sesso femminile di tredici anni, da noivisitata nel Servizio di Medicina dello Sport dell’ULSS2 di Feltre nel 2008 é alla prima certificazione d’i-doneità agonistica (pallavolo), pur praticando atti-vità sportiva dall’età di sei anni, in particolare nuo-to e pattinaggio. L’anamnesi familiare é negativa perpatologie cardiovascolari; non riferisce episodidispnoici e sincopali. L’obiettività cardio-respirato-ria e ortopedica è negativa, così come gli esami cli-nico-strumentali, spirometria, elettrocardiogram-ma a riposo e test ergometrico massimale eseguito conprotocollo progressivo – incrementale (Godfrey pro-tocol adattato), di 25 watt/minuto e interrotto a 150watt per fatica muscolare. La documentazione cli-nica presentata dall’atleta evidenzia un ricovero atre anni d’età, presso la Divisione di Pediatriadell’ULSS 2 di Feltre con diagnosi di dimissione dimalattia di Kawasaki, risalente al mese di ottobre del1997. L’atleta era stata ricoverata con febbre persi-stente (oltre cinque giorni), mucosite, congiuntivi-te e linfadenite latero-cervicale. Questi dati, accan-to ai segni ematologici alterati (GB 16.000/mm3,PLT 490.000/mm3, PCR 5,6/dl, VES 90 mm alla pri-ma ora) sono stati sufficienti per porre diagnosi dimalattia di Kawasaki. Secondo protocollo è inizia-ta la terapia farmacologica con gammaglobulinee.v. (400 mg/kg/die per cinque giorni) e acido sali-cilico (100 mg/kg/die in quattro somministrazio-ni). I controlli elettrocardiografici durante la fase cri-tica sono sempre negativi. L’ecografia effettuatadurante la fase acuta non dimostra interessamen-to delle coronarie “normale il primo tratto dellacoronaria sinistra e destra e il primo tratto delladiscendente anteriore per cui non é stato aggiuntodipiridamolo; ventricolo sinistro con dimensioni,


KAWASAKI SYNDROME, PHYSICAL EXERCISE AND SPORTS ELIGIBILITY CICCARONE

acute phase did not show any coronary involve-ment. “The first segment of the left and rightcoronaries and the first segment of the anteriordescendent coronary were normal, thereforedipiridamol was not added; the left ventricle pre-sented dimensions, thickness and parietal kinet-ics within normal limits, ejection fraction (EF)52% and shortening fraction (SF) 40%, left atriumand right sections within normal limits as alsothe valvular apparatus”. The clinical course wassatisfactory with disappearance of the mucositisand resolution of the state of fever; no involve-ment of other organs or apparatus was noted.Other control echocardiograms carried out in thefollowing months confirmed the normality of themorphological picture, as did the last we request-ed in March 2008 which showed “coronary arter-ies of normal lumen for the entire explorablesegment”, with the left ventricle of dimensions,thickness and parietal kinetics within normal lim-its (EF 65% and SF 38%). After evaluating theexaminations carried out during the sports med-icine examination which were within normal lim-its, including the maximal ergometric test, andthe negativity of the checks requested, cardiaceco colour doppler and haematochemical exam-inations, the athlete was judged eligible for com-petitive sport.

Discussion and conclusion

The case we studied in 2008 was comparedwith the first athlete with Kawasaki syndromeexamined in 2005.2-4 The international guidelinesplayed a decisive role in the final assessment ofthe two athletes. However, the possible presenceof new variables that are not to be found in thevarious guidelines, such as problems of intra-ventricular conduction during the echo stresstest, a left bundle branch block that is seen,reported but not documented, observed in thefirst athlete in 2005,2, 3 should always be consid-ered in the final evaluation. The Spanish Societyof Paediatric Cardiology,5 the Japanese CirculationSociety Joint Research Group 6 and the AmericanHeart Association 7 have suggested guidelineswhich, in addition to evaluating diagnostic andtherapeutic aspects and follow-up, also considerthe possibility of restricting physical activity forsubjects suffering from this pathology. The guide-lines of the Spanish Society of PaediatricCardiology (Table I) stratify risk into five levels on

spessore e cinetica parietale nella norma, Frazioned’eiezione (FE) 52% e Frazione d’accorciamento(FA) 40%, atrio sinistro e sezioni destre nella norma,così gli apparati valvolari”. L’evoluzione clinica è sta-ta soddisfacente con scomparsa della mucosite erisoluzione dello stato febbrile; non è stato rilevatoalcun interessamento di altri organi o apparati.Altri ecocardiogrammi di controllo effettuati neimesi successivi hanno confermato la normalità delquadro morfologico, così come l’ultimo da noi richie-sto nel marzo del 2008, che evidenzia “arterie coro-narie di calibro normale per tutto il loro tratto esplo-rabile”, con ventricolo sinistro di dimensioni, spes-sore e cinetica parietale nella norma (FE 65% e FA38%). Valutati gli esami effettuati durante la visitamedico-sportiva, perfettamente nella norma, com-preso il test ergometrico massimale e la negativitàdegli accertamenti richiesti, ecocolordoppler car-diaco ed esami ematochimici, l’atleta è stata giu-dicata idonea alla pratica sportiva agonistica.

Discussione e conclusioni

Il caso da noi studiato nel 2008 è stato confron-tato con il primo atleta con sindrome di Kawasakivalutato nel 20052,3,4. Le linee guida internazio-nali hanno avuto un ruolo decisivo nella valuta-zione finale dei due atleti. La possibile presenzaperò, di nuove variabili, non presenti nelle diverselinee guida, come il disturbo di conduzione intra-ventricolare durante eco-stress, un blocco di bran-ca sinistra visto, refertato, ma non documentato,rilevato nel primo atleta del 20052,3, dovrà esseresempre considerata nella valutazione finale. LaSocietà Spagnola di Cardiologia Pediatrica5, laJapanese Circulation Society Joint Research Group6

e l’American Heart Association7 hanno suggeritodelle linee guida che, oltre a valutare gli aspetti dia-gnostici, terapeutici e il follow up, considerano ancheeventuali restrizioni dell’attività fisica per i sogget-ti affetti da questa patologia. Le linee guida dellaSocietà di Cardiologia Pediatrica Spagnola (TabellaI), stratificano il rischio in cinque livelli sulla basedella sede e della gravità della lesione e si caratte-rizzano per la non restrizione dell’attività sportivanei primi due livelli, per il consiglio di non pratica-re sport di contatto e allenamenti duri, soprattuttocon elevato impegno muscolare di tipo isometrico, nelterzo livello e per le limitazioni crescenti all’attivitàsportiva nel quarto e nel quinto livello (con test divalutazione clinico-strumentali e controlli clinicisemestrali). Esse rappresentano certamente un ten-tativo di dare risposte concrete alla richiesta di tan-ti giovani colpiti da sindrome di Kawasaki di poterpraticare attività sportiva agonistica. L’American



the basis of the localisation and gravity of thelesion and they are marked by the non-restrictionof sporting activity in the first two levels, the rec-

Heart Association (Tabella II) e la JapaneseCirculation Society Joint Research Group (Tabella III)nelle ultime linee guida del 2005 hanno stratifica-


TABLE I.TABELLA I.

Nivel 1 Nivel 2 Nivel 3 Nivel 4 Nivel 5

TABLE II.TABELLA II.

Risk level Physical activity Follow-up and diagnostic testing

Antiagregantes pla-quetarios a largoplazo

Actividad fisicarecomendada

Seguimientocardiologico

No

No restriccion.

No indicadopasado el ano.

No

No restriccion.

Cada tres anos.

Si

Restringirdeporte decontacto y entre-namiento duro.

Anual.

Si y/o anticoagu-lantes

Restringirdeporte decontacto y entre-namiento duro.Realizar test deestrés.

Semestral.

Si y/o anticoagu-lantes

Valorar ejercicioleve o moderadosegun test deestrés.

Semestral.

Da Cuenca V. Protocolos Diagnosticos y Terapéuticos en Cardiologia Pediatrica 2005;23:1-6 modificata.

Risk level 1

Risk level 2

Risk level 3

Risk level 4

Risk level 5

No coronary artery changesat any stage of illness.

Transient coronary arteryectasia disappears within 1st6–8 weeks.

1 small-medium coronaryartery aneurysm/major coro-nary artery

> 1 large or giant coronaryartery aneurysm, or multipleor complex aneurysms insame coronary artery, withoutobstruction.

Coronary artery obstruction.

No restrictions beyond 1st 6–8weeks.

No restrictions beyond 1st 6–8weeks.

For patients <11 y old, no restric-tion beyond 1st 6–8 weeks; patients11– 20 y old, physical activity gui-ded by biennial stress test, evalua-tion of myocardial perfusion scan;contact or high-impact sportsdiscouraged for patients taking anti-platelet agents.

Contact or high-impact sportsshould be avoided because of riskof bleeding; other physical activityrecommendations guided by stresstest/evaluation of myocardial per-fusion scan outcome.

Contact or high-impact sportsshould be avoided because of riskof bleeding; other physical activityrecommendations guided by stresstest/myocardial perfusion scan out-come.

Cardiovascular risk assessment,counseling at 5-y intervals.

Cardiovascular risk assessment,counseling at 3- to 5-y intervals.

Annual cardiology follow-up withechocardiogram + ECG, combinedwith cardiovascular risk assessment,counseling; biennial stress test/eva-luation of myocardial perfusionscan.

Biannual follow-up with echocar-diogram + ECG; annual stresstest/evaluation of myocardial per-fusion scan.

Biannual follow-up with echocar-diogram and ECG; annual stresstest/evaluation of myocardial per-fusion scan.

Da Newburger JW et al. Pediatrics 2004;114;1708-1733 modificata.



TABLE III.TABELLA III.


Risk level 1- 2

Risk level 3

Risk level 4

Risk level 5.a

Risk level 5.b

No dilated lesionsand transient dila-tation in the acutephase

Regression

Residual coronaryartery aneurysm

Coronary artery ste-notic lesion (with-out ischemic fin-dings)

Coronary artery ste-notic lesion (withischemic findings)

Monitor the patient’s clinical course for up to5 years after onset. Any subsequent manage-ment should be decided in consultation withthe guardian (or patient). Follow up should beinstituted on hospital day 30, hospital day 60,and at 6 months, 1 year, and 5 years afteronset, including ECG, echocardiography, andchest radiography if necessary. At the finalcheck, a stress ECG study is advisable.

As a general rule, ECG, echocardiography,and chest radiography if necessary, should beundertaken annually until entry into elemen-tary school. Thereafter, observationsincludingstress ECG should be continued in year 4 ofelementary school, on entry to junior highschool, and until entry into senior high school.In patients in whom the luminal diameter ofthe coronary artery aneurysm in the acutephase is substantial, the clinical course shouldbe followed with a combination of variousimaging modalities.

The patient must be followed with a combi-nation of stress ECG and various imagingmodalities†. In particular, to ascertain any pro-gression to stenosis in patients in whom theluminal diameter of the coronary arteryaneurysm in the acute phase is substantial, itis advisable to perform stress myocardial per-fusion imaging every 2–5 years.

Lifelong follow up is necessary, and a tailo-red follow up program must be developedfor each individual. Patients must be follonewith a combination of stress ECG and variousimaging modalities†. The timing of follow upwill vary for each individual, but broadlyspeaking, patients should be checked every3–6 months.

Lifelong follow up is necessary, and a tailoredfollow up program must be developed foreach individual. Patients must be followedwith a combination of stress ECG and variousimaging modalities†. The timing of follow upwill vary for each individual, but broadlyspeaking, patients should be checked every3–6 months.

No restrictions on lifestyle activities orexercise. If 5 or more years have elapsedsince onset, management is not necessary.Any subsequent management should bedecided in consultation with the guardian(or the patient in person). There are impor-tant precautions for avoiding multipleinstances of lifestyle diseases throughoutlife. In particular, education of junior andsenior high school students about the pre-vention of lifestyle-related disease (lipidmeasurement, smoking cessation, obesityprevention, etc.) is necessary

No restrictions on lifestyle activities orexercise. In accordance with severity I andII.

No restrictions on lifestyle activities orexercise except for patients with giantaneurysm. Patients with giant aneurysmsshould, fundamentally, not participate insports activities.

No restrictions on lifestyle activities orexercise except for patients with giantaneurysm. Patients with giant aneurysmsshould, fundamentally, not participate insports activities. Clinicians should explainthe need for pharmacological therapy andinstruct patients on adherence to the pre-scribed regimen. Guidance should also beprovided for recognizing and dealing withthe symptoms of ischemia. Patients mustbe followed at least once annually in theabsence of regression.

Restrictions on exercise are necessary.Sporting club activities are prohibited.Thoroughly reinforce he importance ofadherence to the medication regimen.

†Imaging modalities: Echocardiography (including stress study), stress myocardial perfusion imaging, selective coronary angiography, MRI,MRA, multi-slice spiral CT, etc.


ommendation to not engage in contact sportsand severe training especially with high muscu-lar commitment of isometric type in the third lev-el, and increasing limitations on sporting activi-ty in the fourth and fifth levels (with clinico-instrumental evaluation test and half-yearly clin-ical check-ups). They certainly represent anattempt to give concrete responses to thedemands of many young people with Kawasakisyndrome to be able to engage in competitivesporting activity. The American Heart Association(Table II) and the Japanese Circulation SocietyJoint Research Group (Table III) in their lastguidelines of 2005 classified five levels of risk. Aclassification of the dimensions of the coronaryaneurysm in the acute phase completes the infor-mation (Table IV). Our two athletes are on twodifferent levels: the first in the third level, char-acterised textually by ”small to medium coronaryartery aneurysm (3 to 6 mm or z-score of 3-7)”.The recommendations of the American HeartAssociation, as regards the resumption of activi-ty and the periodic instrumental controls in ath-letes affected by Kawasaki syndrome and insert-ed in the third risk level are in substantial agree-ment with what Spanish and Japanese authorssay. Our athlete, according to the internationalguidelines of the above-mentioned Cardiologicaland Paediatric Societies, comes into the border-line category: a particular situation in which itmight be possible to grant competitive sport eli-gibility with “acceptable risks” although with spe-cific annual controls. In these situations the assess-ment of the paediatric cardiologist could be deci-sive.5-9 In our case the onset during the echostress test of an intraventricular conduction prob-lem played an important part in the decision tonot grant eligibility for competitive sport.3 Theappearance of an intermittent bundle branch

to il rischio in cinque livelli. Una classificazionedelle dimensioni dell’aneurisma coronarico nellafase acuta completa il quadro informativo (TabellaIV). I nostri due atleti sono inseriti in due livellidifferenti: il primo nel terzo livello, caratterizzatotestualmente da ”small to medium coronary arteryaneurysm (3 to 6 mm or z-score of 3-7)”. Le rac-comandazioni dell’American Heart Association,per quanto riguarda la ripresa dell’attività e i con-trolli strumentali periodici negli atleti colpiti damalattia di Kawasaki e inseriti nel terzo livello dirischio concordano sostanzialmente con quelledegli Autori spagnoli e giapponesi. Il nostro atleta,secondo le linee guida internazionali delle SocietàCardiologiche e Pediatriche prima menzionate,rientra tra i casi borderline: una situazione par-ticolare nella quale si potrebbe con “rischi accet-tabili” concedere l’idoneità allo sport agonistico, siapur con controlli specifici annuali. In queste situa-zioni potrebbe essere decisiva la valutazione delcardiologo pediatrico 5-9. Nel nostro caso la com-parsa, durante l’eco-stress, di un disturbo dellaconduzione intraventricolare ha avuto un ruoloimportante nella decisione di non concedere l’i-doneità alla pratica sportiva agonistica3. L’appariredi un blocco di branca intermittente durante unaprova da sforzo è un elemento interessante ma,raro e secondo alcuni autori “fortemente evocato-re di lesioni coronariche” 10, 11. Rosenbaum et al.ha dimostrato che il blocco di branca può presen-tarsi in forma intermittente, generalmente fre-quenza dipendente, slatentizzandosi solo duran-te lo sforzo; sempre secondo lo stesso autore “ lagran maggioranza dei BBS intermittenti sono tron-culari e sono dovuti ad alterazione della circola-zione coronarica della parte anteriore (e alta) delsetto interventricolare” 12. Il secondo caso, “appa-rentemente di facile soluzione”, non avendo l’atletapresentato “alcun danno coronarico nella faseacuta” e con un rischio d’ischemia miocardica da


TABLE IV.TABELLA IV.


Classification of acute phase coronary artery aneurysms

Small aneurysm (ANs) or dilatation (Dil): Lesion with localized findings of dilatation with luminal diameter 4 mm In older children (≥5 years), lesions with luminal diameter <1.5 times that of the normal coronary artery.Medium aneurysm (ANm): Lesion with luminal diameter >4 mm and ≤8 mmIn older children (≥5 years), lesions with luminal diameter 1.5–4 times that of the normal coronary artery.Giant aneurysm (ANl): Luminal diameter >8 mmIn older children (5 years), lesions with luminal diameter >4 times that of the normal coronary artery.

da Japanese Circulation Society Joint Research Group; Guidelines for diagnosis and management of cardiovascular sequelae in Kawasakidisease. Pediatr Int. 2005;47:711-32 modificata).


block during an exercise test is interesting butrare and, in the opinion of some authors “high-ly evocative of coronary lesions.”10, 11 Rosenbaumet al. have shown that bundle branch block maypresent in intermittent form, generally frequencydependent, becoming manifest only during theexercise; the same author also reports that “thegreat majority of intermittent BBSs are trunk typeand due to an alteration in the coronary circula-tion of the anterior (and upper) part of the inter-ventricular septum”.12 The second case “of appar-ently easy solution” as the athlete had not pre-sented “any coronary damage in the acute phase”and with a risk of myocaradial ischaemia to beconsidered comparable to that of the general pop-ulation, was closed positively by the sports physi-cian who issued a competitive eligibility certificatefor volley ball. According to the Japanese guide-lines the athlete forms part of the first level (GradeI. No dilated lesions). In these cases we speak of“no restrictions on lifestyle activities or exercise”.Monitoring of heart function by cardiac echocolour doppler, maximal exercise testing andhaematochemical examinations remains impor-tant, however, with particular focus on life-style.Diet control, correct eating habits and no smok-ing are key because the possibility of endothelialdysfunction is high in the long term.13 The paperspublished on Kawasaki syndrome and in partic-ular on its sequelae 14, 15 report the presence ofchanges to the vascular walls whose long-termconsequences are not well known. These lesionsmay modify endothelial function and lead to thedevelopment of early forms of atherosclerosiswhich may also regard patients with slight ormoderate coronary aneurysms. In the face of thehigher risk of cardiovascular events, if from anethical point of view “in the event of doubt regard-ing the eligibility of the athlete and where thisdoubt cannot be dispelled by the use of the diag-nostic means available, the sports physician isobliged to formulate a judgement of non-elegi-bility”,16 it would also be advisable for the physi-cian to succeed in giving documented responsesto those at a young age who have had the mis-adventure to be affected by this pathology, notconfining himself simply to a judgement of eleg-ibility and/or non-elegibility. In the present stateof our knowledge there remains to be solved theproblem of whether by means of present-daynon-invasive activity.

considerarsi sovrapponibile a quello della popola-zione generale è stato chiuso positivamente dalmedico dello sport, che ha rilasciato l’idoneità ago-nistica per la pallavolo. L’atleta è inserita secondole linee guida giapponesi nel primo livello (GradeI. No dilated lesions), in questi casi si parla di “norestrictions on lifestyle activities or exercise”.Rimane però importante, il monitoraggio della fun-zionalità cardiaca con ecocolordoppler cardiaco,test da sforzo massimale ed esami ematochimici,con una’attenzione particolare allo stile di vita.Controllo dietetico, alimentazione corretta e abo-lizione del fumo sono fondamentali perché la pos-sibilità di disfunzione endoteliale è elevata a lun-go termine 13. I lavori pubblicati sulla sindromedi Kawasaki e in particolare sugli esiti della stessa14, 15 riportano la presenza di alterazioni dellepareti vascolari le cui conseguenze a lungo termi-ne non sono ben conosciute. Queste lesioni posso-no alterare la funzione endoteliale e predisporreallo sviluppo di forme di aterosclerosi precoce, chepossono riguardare anche i pazienti con aneuri-smi coronarici di lieve o moderata entità. Di fron-te al rischio più elevato di eventi cardiovascolari,se da un punto di vista etico il medico dello sport” in caso di dubbio sull’idoneità dell’atleta e lad-dove tale dubbio non possa essere fugato attraver-so l’impiego dei mezzi diagnostici a disposizione,ha l’obbligo di formulare un giudizio di non ido-neità” 16, sarebbe altresì opportuno riuscire a daredelle risposte documentate a chi in età giovanile haavuto la sventura di essere colpito da questa pato-logia, non limitandosi semplicemente al giudiziod’idoneità e/o non idoneità. Allo stato attuale del-le conoscenze rimane ancora parzialmente irri-solto il quesito se attraverso le attuali metodichenon invasive d’imaging (Tc multistrato e cine-car-dio risonanza magnetica) associate alle usualiprove funzionali (tests da sforzo) ed eventualmentea indagini volte a studiare la perfusione miocar-dica4 e la microcircolazione coronarica come l’e-cocontrastografia da stress farmacologico con valu-tazione della riserva coronarica, sia possibile quan-tificare con sicurezza il rischio cardiovascolare17 nei soggetti con sindrome di Kawasaki che richie-dano la certificazione d’idoneità per la praticad’attività sportiva di tipo agonistico. Un’indagineepidemiologica multicentrica 18, 19 con un lungofollow-up e la successiva definizione di linee gui-da elaborate da specialisti, potrebbe contribuirein maniera decisiva a far luce sulla condotta daseguire in questi casi.





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Received on April 21, 2010 - Accepted for publication on April 27, 2010.Corresponding author: G. Ciccarone, Via Galletto 12, 31100 Treviso, Italy.

Post-exercise responses in blood pressure,heart rate and rate pressure product in

endurance and resistance exerciseRisposte post-esercizio della pressione arteriosa,

della frequenza cardiaca e del prodotto frequenza/pressionenegli esercizi di durata e resistenza

H. MOHEBBI 1, F. RAHMANI-NIA 1, D. SHEIKHOLESLAMI VATANI 2, H. FARAJI 3

1Faculty of Physical Education and Sports Sciences, University of Guilan, Rasht, Iran2University of Kurdistan, Sanandaj, Iran

3Department of Physical Education & Sport Science, Azad University Branch of Marivan, Marivan, Iran

SUMMARYAim. To examine cardiovascular responses during recovery from resistance and endurance exercise, twenty nor-motensive men were classified to resistance and endurance exercise groups and randomly assigned to three trials foreach. Methods. Resistance exercise consisted of three sets of five exercises using Low intensity 40% 1RM (RL), High intensi-ty 80% 1RM (RH) and Low intensity Short volume (RLS). Endurance exercise performed cycle ergometer exercise boutsat Low intensity 40% (EL), High 80% V

.O2peak (EH) and Low intensity Short duration (ELS). Blood pressure, heart rate

and rate pressure product were measured before exercise and at intervals of 10 min for 90 min after exercise. Results. After EL, EH and ELS trials, systolic and diastolic blood pressure were similarly lower than before exercise at10 through 90 min (p<0.05). In contrast, after RL, RH and RLS trials, systolic blood pressure was similarly decreased andpersisted for 60 min. Conclusion. In conclusion, intensity and duration of exercise do not play significant roles in magnitude and durationof post exercise hypotension.

KEY WORDS: Kawasaki Syndrome - Sports eligibility - Cardiovascular risk - Guidelines.


MED SPORT 2010;63:209-19

RIASSUNTO

Obiettivo. Al fine di esaminare le risposte cardiovascolari nella fase di recupero dagli esercizi di durata e resistenza, ven-ti soggetti maschi normotesi sono stati suddivisi in gruppi di resistenza e durata e assegnati casualmente ciascuno a tre trial. Metodi. Gli esercizi di resistenza consistevano in tre set di cinque esercizi ciascuno comprendenti 1RM a bassa inten-sità (Low intensity 40% 1RM, RL), alta intensità (High intensity 80% 1RM, RH) e bassa intensità a basso volume (Lowintensity Short volume, RLS). Gli esercizi di durata consistevano in cicli ergometrici di bassa intensità di picco di V

.O2

(Low intensity 40%, EL), alta intensità (High 80% V.O2peak, EH) e bassa intensità breve durata (Low intensity Short dura-

tion, ELS). La pressione arteriosa, la frequenza cardiaca e il prodotto frequenza/pressione venivano misurati prima del-l’esercizio e a intervalli di 10 minuti fino a 90 minuti dopo l’esercizio. Risultati. Dopo i trial EL, EH e ELS, la pressione sistolica e diastolica erano tutte inferiori alle misure pre-esercizio, pertutto il periodo di osservazione post esercizio (p<0.05). Dopo i trial RL, RH e RLS, la pressione sistolica diminuiva e per-sisteva per 60 minuti. Conclusioni. In conclusione, l’intensità e durata dell’esercizio non gioca un ruolo nell’ampiezza e durata dell’ipoten-sione post esercizio.

PAROLE CHIAVE: Pressione arteriosa - Tipo di esercizio - Risposta cardiovascolare - Frequenza cardiaca.

MOHEBBI POST-EXERCISE RESPONSES IN BLOOD PRESSURE, HEART RATE AND RATE PRESSURE PRODUCTIN ENDURANCE AND RESISTANCE EXERCISE

Worldwide, blood pressure (BP) disordersconstitute a major public health problem,

and hypertension is a major public problem. Thiscondition is associated with the development ofcoronary artery disease, acute myocardial infarc-tion, kidney insufficiency, and other pathologicconditions.1, 2 Although it has been known forsome time that chronic exercise training canresult in lower resting BP in hypertensive indi-viduals,1 more recent studies have indicated thateven an acute bout of exercise may elicit transientdecreases in BP.3 The results of these previousresearches have shown that, following a singlebout of exercise, there is a reduction in BP whichhas been termed post-exercise hypotension(PEH).1, 2 These acute exercise-mediated decreas-es in BP are clinically significant, offering manyhypertensive individuals the health related ben-efit of having their BP transiently lowered duringthe day when BP is typically at its highest levels.Several studies have demonstrated the PEH afterendurance exercise 4-8 while after resistance exer-cise controversial results have been observed,such as increase,9 maintenance,10 or evendecrease 11 of the post-resistance exercise BP. Ifexercise is to be used as a non-pharmacologicalintervention in the management of BP, moreknowledge is required about different charac-teristics of the exercise required to evoke PEH,especially the intensity and duration of the bouttype. Generally, there is no clear consensus with-in the literature on the exact magnitude of thepressure decrement following exercise or theexact duration of post-exercise BP response.Also, to our knowledge, there has been no studyto date which has investigated the comparison ofthe effects of exercise intensity, duration andtypes (endurance and resistance exercise) atacute bout of exercise on PEH responses.Moreover, In relation to post-exercise heart rate(HR) responses, the results are also controversialand less conclusive. Some investigators 12, 13 haveobserved an increase in HR levels during therecovery period. In contrast, others have report-ed neither change 14, 15 nor decrease 4, 6 in post-exercise HR responses. The experimental pro-tocol, type, duration and intensity of exercisemay explain, in part, these discrepancies in post-exercise BP and HR responses.3 It has been wellestablished that the magnitude of neural andhemodynamic responses during exercise is relat-ed to exercise intensity, type and duration ofexercise.16-18 Thus, it is possible that different

L e patologie della pressione arteriosa (PA) costi-tuiscono un importante problema di salute pub-

blica in tutto il mondo, e l’ipertensione è una malat-tia molto comune. Questa condizione è associataallo sviluppo di patologie coronariche, infarto mio-cardio acuto, insufficienza renale, e altre patolo-gie 1, 2. Benché per lungo tempo si sia affermato chel’esercizio continuo possa determinare una ridu-zione della PA a riposo nei pazienti ipertesi 1, studirecenti hanno mostrato che anche una sola sessio-ne di esercizio può determinare una riduzione tran-sitoria della PA 3. I risultati di questi studi hannodimostrato che dopo una sola sessione di esercizio sidetermina una riduzione della PA, che è stata defi-nita ipotensione post-esercizio (post-exercise hypo-tension, PEH) 1, 2. Queste riduzioni acute della PAindotte dall’esercizio sono clinicamente rilevanti,poiché offrono ai pazienti ipertesi i benefici di salu-te legati a una transitoria riduzione della PA duran-te il giorno, quando la PA è tipicamente ai livellipiù alti. Molti studi hanno confermato la PEH dopoesercizi di durata 4-8, mentre dopo esercizi di resi-stenza sono stati osservati risultati controversi, comeun aumento 9, mantenimento 10, o addirittura ridu-zione 11 della PA dopo esercizio di resistenza. Se l’e-sercizio deve essere utilizzato come intervento nonfarmacologico nella gestione della PA, è necessarioapprofondire le conoscenze sulle diverse caratteri-stiche dell’esercizio necessario per evocare la PEH,in particolare la durata e intensità della sessione.Generalmente non esiste un chiaro consenso in let-teratura sull’esatta ampiezza della riduzione dellaPA in seguito all’esercizio, o l’esatta durata dellarisposta post esercizio della PA. Inoltre, ad oggi nonsiamo a conoscenza di studi che abbiano confron-tato gli effetti sulla risposta della PA post-esercizio del-l’intensità di esercizio, durata e tipo (esercizi diresistenza e di durata) per sessioni acute di eserci-zio. Inoltre, in relazione alle risposte post-eserciziodella frequenza cadiaca (FC), i risultati sonoanch’essi controversi, e inconclusivi. AlcuniAutori 12, 13 hanno osservato un aumento della FCdurante il periodo di recupero. Al contrario altriAutori hanno riportato nessun cambiamento 14, 15

o una diminuzione 4, 6 della risposta della FC post-esercizio. Il protocollo sperimentale, il tipo, la dura-ta e l’intensità dell’esercizio possono spiegare, inparte, le discrepanze tra le risposte post-esercizio diPA e FC 3. È stato ben documentato che la rispostaneurale ed emodinamica durante l’esercizio sonocorrelate all’intensità, tipo e durata dell’esercizio 16-18.Pertanto è possibile che differenti intensità, tipi edurate dell’esercizio possano avere effetti diversi sul-le alterazioni cardiovascolari dopo esercizio. Peresempio, Rezk et al. 19 hanno riportato che la PAdiastolica diminuisce dopo esercizi di resistenza al


POST-EXERCISE RESPONSES IN BLOOD PRESSURE, HEART RATE AND RATE PRESSURE PRODUCT MOHEBBIIN ENDURANCE AND RESISTANCE EXERCISE

intensity, type and duration of exercise have alsodistinct effects on cardiovascular changes afterexercise. For instance, Rezk et al.19 reported thatdiastolic BP decreased after resistance exerciseat 40%, but not after exercise at 80% of 1 repe-tition maximum (1RM). Forjaz et al.,6 in a studyobserved that hypotension after exercise per-formed at 80% of V

.O2max was greater and lasted

longer than after exercise performed at 50% and/or 30% of V

.O2max. Also, Forjaz et al.5 have found

a greater decrement in both systolic BP and dias-tolic BP, and a longer duration of PEH in systolicBP following 45 min of exercise as comparedwith 25 min of exercise. Moreover, Forjaz et al.4in other study reported that low intensity ofendurance exercise (30% of V

.O2max) provoked

decrease in HR and rate pressure product (RPP:an index of myocardial oxygen consumption).Because BP and HR response during the recov-ery period can be influence by exercise intensi-ty and duration, it is possible that a differentintensity and/ or duration of exercise also havedistinct effects on post-exercise RPP. The pur-pose of this investigation, therefore, was to exam-ine BP responses, HR and RPP during recoveryfrom endurance and resistance exercise in orderto differentiate effects due to exercise type, dura-tion and intensity. Although PEH might haveclinical relevance in hypertensives, the studywas conducted with healthy participants in orderto understand its physiology without patholog-ical influences. The outcome of this investigationmay have clinical implications (cardiovasculardisturbances) such as hypertension, myocardialischemia or even heart failure, in addition tobeing important in prescribing exercise intensi-ty and duration for humans.


Participants

Twenty normotensive healthy young males(mean age: 21 years) volunteered to participatein this study. All participants were non smokers,had no history of cardiovascular disease, werenot taking any medication and engaged in regu-lar physical activity <2 h per week. Subjects whopresented body mass index >24 kg/m2 wereexcluded. Participants were randomly dividedinto endurance and resistance exercise groupsof 10 participants per each. Complete advice

40% ma non dopo esercizi all’80% di 1 ripetizionemassimale (1RM). Forjaz et al. 6, nel loro studiohanno rilevato come l’ipotensione dopo esercizi ese-guiti al 80% del V

.O2max fosse superiore e durasse

maggiormente che dopo esercizi al 50% o al 30% delV.O2max. Inoltre, Forjaz et al. 5 hanno dimostrato

una riduzione sia della PA sistolica che diastolica euna maggior durata della PEH nella PA sistolicadopo 45 minuti di esercizi, rispetto a 25 minuti diesercizi. Forjaz et al. (4) in un altro studio hannodescritto come gli esercizi di durata a bassa inten-sità (30% della V

.O2max) determinino una riduzio-

ne della FC e del prodotto frequenza/pressione (RPP:un indice del consumo miocardio di ossigeno).Poiché le risposte di PA e FC nel periodo di recupe-ro possono essere influenzate dall’intensità e dura-ta dell’esercizio, è possibile che una differente inten-sità e/o durata dell’esercizio possa avere effetti distin-ti sulla RPP post-esercizio. L’obiettivo di questo stu-dio era valutare le risposte di PA, FC e RPP duran-te il recupero da esercizi di durata e di resistenza,per differenziare gli effetti in base al tipo di eserci-zio, durata e intensità. Benché la PEH potrebbe ave-re una rilevanza clinica nei soggetti ipertesi, lo stu-dio è stato condotto su soggetti sani, per poternecomprendere la fisiologia, senza influenze di alcunquadro patologico. Il risultato di questo studio potreb-be avere implicazioni cliniche su disfunzioni car-diovascolari quali ipertensione, ischemia miocar-dica e anche scompenso cardiaco, oltre a essereimportante nel prescrivere ai pazienti gli esercizidella corretta durata e intensità.

Materiali e metodi

Partecipanti

Venti soggetti maschi sani normotesi (età media21 anni) hanno partecipato volontariamente a que-sto studio. Tutti i soggetti erano non fumatori, nonavevano all’anamnesi una storia di patologie car-diovascolari, non assumevano alcun farmaco epraticavano più di due ore di attività fisica regola-re alla settimana. I soggetti che presentavano unbody mass index >24 kg/m2 sono stati esclusi dallostudio. I soggetti sono stati assegnati casualmentenei gruppi di esercizio di durata e di resistenza,costituiti da 10 soggetti ciascuno. A tutti i parteci-panti è stata fornita una informazione completasui possibili rischi e complicanze legate allo studio,e tutti i soggetti hanno fornito un consenso scrittoall’esecuzione dello studio. L’ Institutional ReviewBoard dell’Università ha approvato il protocollo del-la ricerca. Le caratteristiche fisiche e cardiovascolaridei soggetti sono riportate nella Tabella I.



about possible risks and discomfort was givento the participants, and all of them gave theirwritten informed consent to participate. TheInstitutional Review Board of the Universityapproved the research protocol. Their physicaland cardiovascular characteristics are shown inTable I.

Blood pressure measurements

After a 5 min rest in the sitting position, BPwas measured three times during two differentvisits to the laboratory. On the occasion of eachvisit, BP was measured by the same experiencedobserver using a standard mercury sphygmo-manometer (ALPK2, Japan), taking the first andthe fifth phases of Korotkoff sounds as systolicand diastolic values, respectively.4, 6 Participantswere excluded if the average of the last two val-ues obtained during each visit for systolic anddiastolic BP was greater than 139 and 89 mmHg,respectively.4 We are aware that intra-arterialpressure measurement is considered the goldenstandard method for assessing blood pressuresand that the auscultation method tends to under-estimate this parameter. However, the intra-arte-rial measurement is an invasive procedure thatmight put participants at risk, which leads to a rec-ommendation to avoid its use in healthy sub-jects.20, 21 The rate pressure product was calcu-lated (systolic blood pressures × heart rate), as itis considered a reliable predictor of myocardialoxygen demand.22, 23 Mean BP was calculated

Misura della pressione arteriosa

La PA veniva registrata dopo 5 minuti di riposonella posizione seduta, per tre volte nel corso di duediverse visite al laboratorio. In occasione di ognivisita, la PA veniva misurata sempre dallo stessoosservatore esperto, utilizzando un sfigmomano-metro a mercurio (ALPK2, Japan), considerandola prima e quinta fase dei toni di Korotkoff comevalori sistolici e diastolici rispettivamente 4, 6. I sog-getti venivano esclusi dallo studio se la media dei duevalori ottenuti ad ogni visita per la pressione sisto-lica e diastolica erano superiori a 139 e 89 mmHg,rispettivamente 4.

Sappiamo che il metodo considerato gold stan-dard per la determinazione della pressione arterio-sa sia la misurazione della pressione intra-arterio-sa e che il metodo dell’auscultazione tende a sotto-stimare questo parametro. Tuttavia, la misurazionedella pressione intra-arteriosa è una procedurainvasiva che potrebbe porre a rischio i soggetti, per-tanto si raccomanda di non utilizzare tale meto-dica nei soggetti sani 20, 21.

Il prodotto frequenza/spressione è stato calcola-to (pressione sistolica × frequenza cardiaca), poichéè considerato un affidabile predittore della richiestamiocardica di ossigeno 22, 23. La PA media è stata cal-colata come somma della pressione sistolica + 1/3 del-la pressione differenziale 4.

Test di esercizio massimale

All’inizio dello studio, i soggetti del gruppo didurata hanno eseguito un test di esercizio massi-male ergometrico, con incrementi di 30W ogni 3minuti fino alla interruzione volontaria.L’interruzione volontaria era definita come il pun-to in cui il soggetto no riusciva più a mantenere laquantità di lavoro richiesto (>60 cicli min–1). Il con-sumo di ossigeno e la concentrazione di CO2 veni-vano registrati ad ogni atto respiratorio, utilizzan-do un analizzatore di gas (Quark b2, Italia), e ilpicco di consumo di ossigeno (V

.O2peak) veniva regi-

strato come valore massimo di consumo di ossigenoraggiunto durante il test, calcolato in un intervallomedio di 10 secondi 4, 6.

1RM test

Almeno dieci giorni prima degli esperimenti, isoggetti del gruppo di resistenza venivano sottopostial 1RM test per i cinque esercizi di resistenza dina-mica con resistenza esterna (two-arm curl in orto-stasi, hamstring curl, squat parallelo, pull-downlaterale da seduto e bench press supino) utilizzan-do un peso libero o una macchina con peso uni-


TABLE I.—Physical and cardiovascular characteristic ofthe participants.TABELLA I. — Caratteristiche fisiche e cardiovascolari deisoggetti.

Parameter Endurance ResistanceGroup Group

Age (y) 21±2.2 22±0.8Weight (kg) 65.4±4.5 67.2±3.4Height (cm) 171.6±3.9 173.6±2.4BMI (kg/m2) 22.84±0.4 23.27±1.2SBP (mmHg) 110±4.4 109±2.8 DBP (mmHg) 69±3.6 68±4.2MBP (mmHg) 82±3.4 81±3.3HR (bpm) 71±2.3 73±4.7VO2peak (ml kg-1 min-1) 38±3.4 —1 RM arm curl (kg) — 22±6.71 RM hamstring curl (kg) — 5±8.51 RM parallel squat (kg) — 95±5.31 RM lat pull-down (kg) — 5±3.81 RM bench press (kg) — 72±6.7


by the sum of diastolic blood pressure and onethird of pulse pressure.4

Maximal exercise test

At the beginning of the study, participants ofendurance group underwent a maximal cycleergometer exercise test, with 30 W incrementsevery 3 min until volitional exhaustion. Volitionalexhaustion was defined as the point at whichthe participant could no longer maintain therequired work rate (>60 rev min–1). Oxygen con-sumption and carbon dioxide were measured ona breath by breath basis, using a gas analyzer(Quark b2, Italy), and peak oxygen consumption(V.O2peak) was recorded as the highest value of

oxygen consumption achieved during the test,calculated during an average 10s interval.4, 6

1RM test

At least 10 days prior to the experiments, par-ticipants of resistance group underwent a 1RM testfor the five dynamic constant external resistanceexercises (standing two-arm curl, hamstring curl,parallel squat, seated lat pull-down and supinebench press) were performed using free weightsor a universal weight machine station (hamstringcurl and seated lat pull-down). Before the test,they underwent four familiarization sessions (3sets, 20 repetitions of each exercise with the min-imum weight allowed by the machines) in non-consecutive days.

Study protocol

Resting protocol.To determine any potentialdiurnal variations in BP, 10 participants wereselected, in a random order, performed a non-exercise control trial 2 days before the study.During this trial, the participants were submittedto the same experimental protocol as applied tothe exercise trials, but instead of exercise theyrested in the sitting position for 90 min. BP andHR were measured by the same procedures.

EXERCISE PROTOCOLS. Participations of resistancegroup randomly underwent three experimentalsessions: Resistance exercise at Low intensity (RL)and High intensity (RH), and Low intensity Shortvolume (RLS). In RL, participations performed 6sets of 20 repetitions of the 5 exercises citedabove, with a workload corresponding to 40%of 1RM, and an interval of 30s between the setsand 60s between the exercises. In RH, they per-

versale (hamstring curl e pull-down laterale da sedu-to). Prima del test, i soggetti sono stati sottoposti aquattro sessioni di familiarizzazione (3 set, 20 ripe-tizioni per ogni esercizio con il peso minimo concessodalla macchina) in giorni non consecutivi.

Protocollo di studio

Protocollo di riposo. Per poter determinare ognipotenziale variazione della PA, sono stati selezio-nati 10 soggetti, in ordine casuale, per eseguire untrial di controllo non di esercizio, due giorni pri-ma dell’inizio dello studio.

Nel corso di questo trial i soggetti sono stati sotto-posti allo stesso protocollo sperimentale che è stato poiapplicato ai trial di esercizio, ma anziché eseguiregli esercizi dovevano restare nella posizione sedutaper 90 minuti. PA e FC venivano misurati con lestesse procedure.

Protocollo di esercizio. I soggetti del gruppo diresistenza sono stati casualmente sottoposti a tresessioni di esercizio: esercizi di resistenza a bassaintensità (Low intensity, RL) e alta intensità (Highintensity, RH), e bassa intensità con piccoli volumi(Low intensity Short volume, RLS)

Nell’RL i soggetti eseguivano 6 set di 20 ripeti-zioni dei 5 esercizi citati in precedenza, con uncarico di lavoro corrispondente al 40% di 1RM, eun intervallo di 30 secondi tra i set e 60 secondi tragli esercizi. Nel RH, eseguivano 6 set di 10 ripeti-zioni, con un carico di lavoro corrispondenteall’80% di 1RM e un intervallo di 40 secondi tra iset e 60 secondi tra gli esercizi. Nell’RLS i soggettieseguivano 3 set di 10 ripetizioni, con un caricodi lavoro corrispondente al 40% di 1RM, e unintervallo di 30 secondi tra i set e 60 secondi tra gliesercizi.

I soggetti dei gruppi di durata sono stati casual-mente sottoposti a tre sessioni di esercizio: esercizi didurata a bassa intensità (Low intensity, EL: 40%del V

.O2peak) e alta intensità (High intensity, EH:

80% del V.O2peak), e bassa intensità con piccoli volu-

mi (Low intensity Short volume, ELS). In questo grup-po i soggetti sedevano su una cyclette ergometrica(Tunturi, E433) e iniziavano l’esercizio, che consi-steva in 3 minuti di riscaldamento, 30 minuti (EL,EH) o 15 minuti (ELS) di esercizio a un carico dilavoro che determinasse una intensità equivalenteal 40 o 80% del V

.O2peak, e 2 minuti di recupero atti-

vo.Tutti i trial di esercizio venivano condotti nel pri-

mo pomeriggio per controllare le variazioni circa-diane della PA ed erano separate tra loro di 4 gior-ni. In ogni sessione, la PA di base veniva misuratadopo 20 minuti di posizione seduta prolungata 24.



formed 6 sets of 10 repetitions with a workloadcorresponding to 80% of 1RM, with an interval of40s between sets and 60s between the exercises.In RLS, participations performed 3 sets of 10 rep-etitions with a workload corresponding to 40% of1RM, and an interval of 30s between the sets and60s between the exercises. Participations ofendurance group performed, in a random order,three experimental sessions: Endurance exerciseat Low intensity (EL: 40% of V

.O2peak), and High

intensity (EH: 80% of V.O2peak), and Low intensi-

ty Short duration (ELS). In this group, partici-pants sat on a cycle ergometer (Tunturi, E433) andbegan the exercise, which consisted of 3 min ofwarm-up, 30 min (EL, EH) or 15 min (ELS) ofexercise at a workload to result in an intensityequivalent to 40 or 80% of V

.O2peak, and 2 min of

active recovery. All exercise trials were conducted in the early

afternoon to control for diurnal variation in BPand each separated by a minimum of 4 days. Ineach session, baseline BP was measured after 20min in the sitting position .24 After exercise trials,participants rested in the sitting position for 90min and during this time BP was measured at 10min intervals. BP was recorded by the sameobserver in all exercise trials, using a standardmercury sphygmomanometer. HR was monitoredduring exercise by Polar (S810), recovery by elec-trocardiography (ECGTEB, SM300) and it wasrecorded simultaneously to BP measurements.Participants were instructed not to exercise 48 hprior to the exercise trials, and to maintain simi-lar activities and meal patterns. Ambient tem-perature was controlled between 22 and 24°C.


Baseline levels in different exercise trials wereanalyzed by one-way analysis of variance forrepeated measures. BP, HR and RPP responsesafter exercise were evaluated by two-way analy-sis of variance (ANOVA) for repeated measures.When significance was found, LSD test wasemployed. The level of significance was set atP<0.05 for all statistical procedures. Data arereported as mean ± SEM.

Results

During resting trial, systolic BP (–0.2±1.2mmHg), diastolic BP (+0.3±1.3 mmHg), mean

Dopo i trial di esercizio, i soggetti riposavano nellaposizione seduta per 90 minuti e in questo periodola PA veniva misurata a intervalli di 10 minuti. LaPA veniva misurata dallo stesso osservatore in tuttii trial di esercizio, utilizzando uno sfigmomano-metro a mercurio standard. La FC veniva monito-rata durante gli esercizi con un Polar (S810), edurante il recupero con un elettrocardiografo (ECG-TEB, SM300) e veniva misurata simultaneamentealla misura della PA. I soggetti erano istruiti a nonesercitarsi 48 ore prima dei trial, e a mantenereattività e alimentazione costanti. La temperatura


Cha

nge

in S

BP

(mm

Hg)

5

3

1

-1

-3

-5

-7

-9

-11

-13

Pre 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Post-exercise (min)

ELELSRLRLS

Cha

nge

in D

BP

(mm

Hg)

5

3

1

-1

-3

-5

-7

-9

-11

Cha

nge

in M

BP

(mm

Hg)

5

3

1

-1

-3

-5

-7

-9

A

B

CFigure 1.—Post-exercise systolic (SBP), mean (MBP) anddiastolic (DBP) BP changes following EL, ELS, RL and RLSexercise trials. *Significantly different from pre-exercise(p<0.05); † significantly different from the RL and RLS exer-cise trials (p<0.05).Figura 1. — Alterazioni post-esercizio della pressione arte-riosa sistolica (Post-exercise systolic, SBP), media (mean,MBP) e diastolica (diastolic, DBP) in seguito a trial di eser-cizio EL, ELS, RL e RLS. *Significativamente differente rispet-to al pre-esercizio (p<0.05); † significativamente differen-te rispetto ai trial di esercizio RL e RLS (p<0.05).


BP (+0.1±2.4 mmHg), HR (+0.2±3.4 bpm) andRPP (–0.4±4.7 bpm/mmHg) did not change sig-nificantly (P<0.05).

Blood pressure

The observed systolic BP and diastolic BPchanges in all the exercise trials are shown inFigures 1 and 2. Baseline systolic BP and diastolicBP were similar in all exercise trials. In endurancesessions, BP after EL (systolic BP: –7.2±6.3; dias-tolic BP: –5.0±4.3 mmHg), EH (systolic BP:

dell’ambiente era verificata e mantenuta tra 22 e24°C.

Analisi statistica

I livelli di baseline nei diversi trial di eserciziovenivano analizzati con un’analisi di varianzaone-way per misurazioni ripetute. Le risposte postesercizio di PA, FC e RPP venivano analizzate conun’analisi di varianza two-way (ANOVA) per misu-razioni ripetute. Quando veniva rilevato un datodi significatività, si utilizzava il test LSD. Il livello disignificatività era stato posto a P<0.05 per tutte le pro-cedure statistiche. I dati sono riportati come media± SEM.

Risultati

Nei trial di riposo, non si osservavano alterazio-ni significative (P<0.05) di: PA sistolica (–0,2±1,2mmHg), PA diastolica (+0,3±1,3 mmHg), PA media(+0,1±2,4 mmHg), FC (+0,2±3,4 bpm) e RPP(–0,4±4,7 bpm/mmHg)

Pressione arteriosa

Le alterazioni osservate della PA sistolica e dia-stolica nei trial di esercizio sono riportati nelle Figure1 e 2. Le PA sistolica e diastolica di base erano simi-li in tutti i trial di esercizio.

Nelle sessioni di durata, si osservava una dimi-nuzione di PA dopo EL (PA sistolica: –7,2±6,3; PAdiastolica: –5,0±4,3 mmHg), dopo EH (PA sistoli-ca: –7,1±5,8; PA diastolica: –4,9±3,3 mmHg) e dopoELS (PA sistolica: –6,9±3,5; PA diastolica: –5,2±4,8mmHg), in modo simile per ogni intervallo di tem-po, in confronto ai valori a riposo (P<0.05). Nelle ses-sioni di resistenza, la PA sistolica post-eserciziomostrava una riduzione significativa dopo RL(–6,8±3,8 mmHg), dopo RH (–7,1±4,5 mmHg) edopo RLS (–6,9±4,4 mmHg), che durava 60 minu-ti. La PA diastolica post-esercizio, invece, non mostra-va alcun cambiamento dopo i trial di esercizio.

Frequenza cardiaca

Le alterazioni della FC per tutti i trial di eserciziosono riportati nella Figura 3. il valore di base dellaFC era simile in tutti i trial di esercizio. Confrontatacon i valori pre-esercizio, la FC rimaneva signifi-cativamente al di sotto dei valori di base, dopo eser-cizio (30 minuti per EL e RL; 60 minuti per EH eRH). Il trial EL determinava una diminuzione del-la FC HR (?3,1±5,8 bpm), dai 70 ai 90 minuti post-esercizio, ma questa riduzione non era statistica-mente significativa (P>0.05).


Cha

nge

in S

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Hg)

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-3

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Post-exercise (min)

ELEHRLRH

Cha

nge

in D

BP

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3

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Cha

nge

in M

BP

(mm

Hg)

5

3

1

-1

-3

-5

-7

-9

A

B

CFigure 2.—Post-exercise systolic (SBP), mean (MBP) anddiastolic (DBP) BP changes following EL, EH, RL and RHexercise trials. *Significantly different from pre-exercise(p<0.05); † significantly different from the RL and RH exer-cise trials (p<0.05).Figura 2. — Alterazioni post-esercizio della pressione arte-riosa sistolica (Post-exercise systolic, SBP), media (mean,MBP) e diastolica (diastolic, DBP) in seguito a trial di eser-cizio EL, EH, RL e RH. * Significativamente differente rispet-to al pre-esercizio (p<0.05); † significativamente differen-te rispetto ai trial di esercizio RL e RH (p<0.05).


–7.1±5.8; diastolic BP: –4.9±3.3 mmHg) and ELS(systolic BP: –6.9±3.5; diastolic BP: –5.2±4.8mmHg) decreased similarly at all time pointscompared to the resting value (P<0.05). In resis-tance sessions, post-exercise systolic BP valuesshowed a significant decrease after RL (–6.8±3.8mmHg), RH (–7.1±4.5 mmHg) and RLS (–6.9±4.4mmHg), that lasted up to 60 min. However, post-exercise diastolic BP presented no change afterall resistance trials.

Heart rate

The observed HR changes in all the exercise tri-als are shown in Figure 3. Baseline HR was sim-ilar in all exercise trials. Compared to the pre-exercise values, HR remained significantly abovebaseline values after exercise trials (30 min for ELand RL; 60 min for EH and RH). The EL trial pro-voked a decrease in HR (–3.1±5.8 bpm), at 70through 90 min, but this decrease was not statis-tically significant (P>0.05).

Rate pressure product

The observed RPP changes in all the exercisetrials are shown in Figure 3. Baseline RPP wassimilar in all exercise trials. The RPP remained sig-nificantly above baseline values after exercisetrials (30 min for EL and RL; 50 min for EH andRH).

Discussion

The main findings of this study were: (a) asingle bout of endurance and resistance exerciseprovoked PEH in young normotensive humans;however, decrease of systolic BP following resis-tance exercise were shorter in duration comparedto endurance exercise, and diastolic BP was sig-nificantly reduced only after endurance exercise;(b) intensity and duration/volume of exercisedoes not plays a significant role in the magni-tude and duration of PEH; (c) mild enduranceexercise (EL), decreased HR and RPP levels dur-ing the recovery period, although this decreasewas not statistically significant. The absence of aBP fall during the non-exercise control trial showsthat, in fact, the decreased BP levels after exerciseare due to the exercise effect and not to the nor-mal diurnal BP variations.

Based on previous studies, the effect of resis-

Rate pressure product

Le alterazioni osservate del RPP per tutti i trial diesercizio sono riportati nella Figura 3. Il valore dibase del RPP era simile in tutti i trial di esercizio.Confrontata con i valori pre-esercizio, la FC rima-neva significativamente al di sotto dei valori di base,dopo i trial di esercizio (30 minuti per EL e RL; 50minuti per EH e RH).

Discussione

Le scoperte principali di questo studio sono: (a)una singola esercitazione di durata e resistenzadetermina un PEH nei soggetti giovani normotesi;tuttavia, la riduzione della PA sistolica in seguito aesercizi di resistenza era di minor durata rispetto agliesercizi di durata, e la PA diastolica si riduce signi-ficativamente solo dopo gli esercizi di durata; (b) l’in-tensità e la durata/volume dell’esercizio non giocaun ruolo significativo nell’ampiezza e durata delPEH; (c) gli esercizi di durata media (EL) riducono


Cha

nge

in H

R (

bpm

)

302520151050

-5

-15-20 EL

EHRLRH

Cha

nge

in D

BP

(mm

Hg)

2550

2050

1550

1050

550

50

-450

-950

-1450

A

B

-10

Pre 10 20 30 40 50 60 70 80 90

Post-exercise (min)

Figure 3.—Post-exercise heart rate (HR) and rate pressu-re product (RPP) changes following EL, EH, RL and RHexercise trials. * Significantly different from pre-exercise(p<0.05); § significantly different from the EH and RL exer-cise trials (p<0.05).Figura 3. — Alterazioni post-esercizio della frequenza car-diaca (heart rate, HR) e rate pressure product (RPP) inseguito a trial di esercizio EL, EH, RL e RH.*Significativamente differente rispetto al pre-esercizio(p<0.05); † Significativamente differente rispetto ai trialdi esercizio EH e RL (p<0.05).


tance exercise on recovery BP is not well under-stood. As some studies reported increase,9 main-tenance,10 or even decrease 11, 19 of the post-resistance exercise BP. Our data showed thatresistance exercise performed at 40 or 80% of1RM in 3 and 6 sets provoked similar hypotensionduring the recovery period. Conflicting resultsregarding recovery BP may be related to theinvestigated population. We used untrained par-ticipants, whereas subjects of other studies 9, 11

were trained. Exercise training provokes changesin vasodilator capacity 25 and regulation of arte-rial pressure 26 which may influence the recoveryBP. Moreover, resistance protocols typically dif-fer among studies and these differences are like-ly to be responsible for some of the variationsseen in the results.

A number of previous studies shown PEHwas greater and lasted longer after more intenseand long endurance exercise.6, 7, 13 However,this was not the case in the present study, inwhich exercise performed at 40% or 80% ofV.O2peak/or 15 and 30 min provoked similar PEH.

In our study participants were young nor-motensive humans while in other studies par-ticipants were older hypertensive 13 or weretrained.6, 7, 12 It is well understood that olderand hypertensive subjects have vascular mus-culature alterations and decreased barorecep-tor sensitivity 1, 27 which may modify post-exer-cise hemodynamic responses.

The present study was not designed to exam-ine possible mechanisms by which type, intensityor duration exercise acutely lowers BP. It hasbeen demonstrated that PEH relates to the arte-rial and cardiopulmonary baroreflexes and it hasbeen reported that sinoaortic denervation pre-vents PEH.3 Also, Halliwil et al.28 have shownthat vascular responsiveness to a-adrenergic stim-ulation is blunted after acute exercise. Thisresponse alone would facilitate vasodilatationand reductions in peripheral resistance. Thus thefinal outcome of this mechanism is a reduction inpost-exercise BP. Moreover, the vasodilatoryresponse,12 the decrease in blood volume,29 therelease of nitric oxide, prostaglandins, adeno-sine, and ATP augmented during exercise andwould also facilitate peripheral vasodilatationafter acute exercise,30 and may play a role in thefall of post-exercise BP. However, it is apparentfrom our study that low intensity (EL and RL) andlow duration (ELS) or low volume (RLS) of exer-cise are sufficient stimulus to evoke the neural

la FC e RPP nel periodo di recupero, anche se que-sta riduzione non risulta statisticamente significa-tiva. L’assenza di una caduta della PA nei trial dicontrollo di non esercizio mostra che, in effetti, lariduzione della PA dopo esercizio deriva dall’eser-cizio stesso e non dalla normale variazione diurnadella PA.

Secondo studi precedenti, l’effetto degli esercizi diresistenza sulla PA in recupero non è ben compre-sa, con studi che riportano un aumento 9, un man-tenimento 10 oppure una riduzione 11, 19 della PAdopo esercizi di resistenza. I nostri dai mostranocome l’esercizio di resistenza eseguito al 40% o 80%del 1RM in 3 e 6 set determina una ipotensione simi-le nel periodo di recupero. I risultati conflittualiriguardo alla PA nel recupero potrebbero esserelegati alla popolazioni utilizzate dagli studi. Noiabbiamo utilizzato soggetti non allenati, mentre isoggetti di altri studi erano allenati 9, 11. L’allena-mento di esercizio determina alterazioni nella capa-cità vasodilatatoria 25 e nella regolazione della pres-sione arteriosa 26, che potrebbero influenzare la PAdel recupero. Inoltre, i protocolli di resistenza tipi-camente differiscono tra uno studio e l’altro, e que-ste differenze possono essere responsabili per alcu-ne delle alterazioni osservate nei risultati.

Un certo numero di studi precedenti hannomostrato che la PEH era maggiore e durava più alungo dopo esercizi più intensi e di maggior dura-ta 6, 7, 13. Tuttavia, questo non è stato rilevato nel pre-sente studio, in cui gli esercizi eseguiti al 40% o 80%del V

.O2peak, e per 15 o 30 minuti ottenevano PEH

simili. Nel nostro studio i soggetti erano giovani nor-motesi, mentre in altri studi i partecipanti eranoipertesi anziani 13 o erano allenati 6, 7, 12. E’ noto chenei soggetti anziani e ipertesi sono presenti altera-zioni della muscolatura dei vasi e una riduzione del-la sensibilità dei barocettori 1, 27 che potrebbe alte-rare le risposte emodinamiche post-esercizio.

Questo studio non è stato disegnato per valutarei possibili meccanismi attraverso i quali il tipo, l’in-tensità o la durata dell’esercizio riduce in acuto laPA. E’ stato dimostrato che la PEH correla ai rifles-si pressori arteriosi e cardiopolmonari ed è statodescritto come la denervazione senoaortica pre-venga la PEH 3. Inoltre, Halliwil et al. 28 hannodimostrato che la responsività agli stimoli a-adre-nergici è ridotta dopo l’esercizio acuto. Questa rispo-sta, da sola potrebbe facilitare la vasodilatazione eriduzione della vasocostrizione periferica. Pertantol’effetto finale di questo meccanismo è una ridu-zione della PA post-esercizio. Inoltre, la rispostavasodilatatoria 12, la riduzione del volume emati-co 29, il rilascio di ossido nitrico, prostaglandine,adenosina, e ATP aumentano durante l’esercizio epotrebbero favorire la vasodilatazione periferica



and vascular changes that have been postulatedto result in PEH after higher intensity exercise.Further work is needed to better clarify how dif-ferent doses of exercise influence the mecha-nisms for the immediate BP-lowering effects ofexercise.

Previous studies on young normotensivehumans,4, 6, 12-14 have shown controversial resultsin regard to HR behavior during post-exerciseperiod. The present results suggest that this con-troversy may be related to intensity or type ofexercise, since we observed that only mildendurance exercise (EL) provoked bradycardiaduring the recovery period, although this decreasewas not statistically significant but this may havebeen due to the large intersubject variability andsmall sample size. As Chen et al.14 observed adecrease in sympathetic tone to the heart aftermild exercise in spontaneously hypertensive rats;it is possible that bradycardia after EL (mild exer-cise) in this study has been due to reduction insympathetic nerve activity to the heart. Our resultsshowed that intense exercise (80% V

.O2peak and/or

80% 1RM) can increase post-exercise HR until atleast 60 min, which was consistent with the pre-vious studies.4, 6, 19 It is well understood that mus-cle metabolites and heat accumulation are direct-ly related to exercise intensity, and sweating rateis greater during more intense exercise.4, 18 Inaddition, the increased local muscle metabolitesand/or heat production are also potential stimulifor the increased HR responses after high inten-sity exercise.4

The concept that the product of systolic BPand HR (i.e., RPP) is well correlated to myocardi-um oxygen consumption in young healthy andcardiac patients 22, 31 has been well established.The present study demonstrated that an acutebout of mild endurance exercise (EL) maydecrease the post-exercise RPP below resting lev-els. Hence it reduces myocardial oxygen con-sumption and, consequently, the cardiovascularrisks after exercise.

In conclusion, although more work is war-ranted accurately to describe the characteristics ofPEH, it seems plausible that acute exercise may aidin the non-pharmacological control of hyperten-sion. It appears that the intensity and duration orvolume of exercise need not to be greater than40% V

.O2peak/1RM and 15 min/3 set, respectively.

Vigorous exercise acutely and transiently canincrease the risk of sudden cardiac death andacute myocardial infarction in susceptible indi-

dopo esercizio acuto 30, e potrebbe giocare un ruo-lo nella caduta della PA post-esercizio. Tuttavia,dal nostro studio risulta che basse intensità (EL eRL) e bassa durata (ELS) o basso volume (RLS) diesercizio costituiscono stimoli sufficienti per evoca-re le modifiche neurali e vascolari che sono statesuggerite come causa del PEH dopo esercizi ad altaintensità. Sono necessari ulteriori studi per chiari-re come diverse dosi di esercizio influenzino i mec-canismi della immediata riduzione della PA inseguito ad esercizio.

Studi precedenti su soggetti umani normotesi 4, 6,

12-14 hanno mostrato risultati controversi riguardoil comportamento della FC nel periodo post-esercizio.I risultati presenti suggeriscono che la controversiapossa essere correlata all’intensità o al tipo di eser-cizio, poiché abbiamo osservato che solo l’eserciziodi durata media (EL) determinava una bradicardiadurante il periodo di recupero. Benché questa dif-ferenza non risultasse statisticamente significativa,questo potrebbe essere dovuto all’ampia variabilitàintersoggetto alla ridotta ampiezza del campione.Avendo Chen et al. 14 osservato una riduzione deltono simpatico del cuore dopo esercizio medio intopi spontaneamente ipertesi, è possibile che la bra-dicardia dopo EL in questo studio fosse dovuta allariduzione dell’attività nervosa simpatica del cuore.I nostri risultati hanno mostrato che l’esercizio inten-so (80% V

.O2peak e/o 80% 1RM) può aumentare la FC

post-esercizio per un periodo fino a 60 minuti, inaccordo con gli studi precedenti 4, 6, 19. E’ noto chel’accumulo di metaboliti muscolari e calore sia diret-tamente correlato all’intensità dell’esercizio, e lasudorazione aumenta durante l’esercizio più inten-so 4, 18. Inoltre l’aumento di metaboliti muscolari ecalore sono anche potenziali stimoli per un aumen-to della FC in seguito a esercizi di alta intensità 4.

Il concetto che il prodotto di PA sistolica × FC(cioè, il RPP) sia strettamente correlato al consumomiocardio di ossigeno sia nei pazienti sani che car-diopatici 22, 31 è stato documentato. Questo studio hadimostrato che una sessione acuta di esercizio medio(EL) potrebbe ridurre il RPP al di sotto dei valori ariposo. Pertanto riduce il consumo miocardio diossigeno e conseguentemente il rischio cardiova-scolare dopo esercizio.

In conclusione, nonostante siano necessari ulte-riori studi per descrivere accuratamente le caratte-ristiche del PEH, sembra plausibile che l’esercizioacuto possa fornire un aiuto nel controllo non far-macologico dell’ipertensione. Sembra che l’inten-sità e la durata o il volume dell’esercizio non deb-bano superare rispettivamente il 40% delV.O2peak/1RM e 15 minuti/3 set. L’esercizio vigoroso

può aumentare in acuto e in modo transitorio ilrischio di morte improvvisa cardiaca e di infarto



viduals.32 Moreover, hypertensive individuals areat greater risk of acute cardiovascular events.15

This intensity (40% V.O2peak) for endurance exer-

cise could be equated to a brisk walk, which is areadily attainable exercise for most hypertensiveindividuals. Some evidence has suggested thatPEH may persist for up to 22 h.1 If this durationof response is achieved with the exercise indi-cated here, a regimen of mild exercise (especial-ly endurance exercise) may be helpful for themanagement of hypertension.

miocardio acuto nei soggetti a rischio 32. Inoltre gliindividui ipertesi hanno un rischio aumentato dieventi cardiaci acuti 15. Questa intensità (40%V.O2peak) per gli esercizi di durata può essere para-

gonata a una passeggiata sostenuta, che rappre-senta un esercizio fattibile per la maggioranza deisoggetti ipertesi. Alcune evidenze suggeriscono cheil PEH possa durare fino a 22 ore 1. Se questa dura-ta della risposta è ottenibile con l’esercizio qui indi-cato, un regime di esercizio moderato (specialmentedi esercizio di durata) potrebbe rivelarsi utile perla gestione dell’ipertensione.



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Acknowledgments.—We gratefully acknowledge the volunteers involved in this study. We also thank our laboratory team fortechnical assistance.Received on October 5, 2009 - Accepted for publication on May 3, 2010.Corresponding author: H. Faraji (MSc), Department of Physical Education & Sport Science, Azad University Branch of Marivan,Islamic Azad University of Marivan, Marivan, Iran. E-mail: [email protected]

Gender differences in neuromotor fitnessof rural South African children

Differenze legate al sesso nella fitness neuromotoriadi bambini del Sud Africa rurale

L. O. AMUSA, D. T. GOON, A. K. AMEY

Centre for Biokinetics, Recreation and Sport Science, University of Venda, Thohoyandou, South Africa

SUMMARYAim. Several studies have shown that physical fitness in childhood and adolescence is associated with cardiovascularrisk in adulthood, and some of these studies have also expressed declined levels of fitness in children nowadays. Thestudy aimed to evaluate gender related neuromotor activities of rural South African school children in Tshannda. Methods. Body mass, stature and performance on neuromotor fitness items were measured using the modified EUROFITand AAPHERD battery of tests in a representative sample of Tshannda children (n = 409; 193 boys and 216 girls).Results. The sit-and-reach test which measures the lower back/upper thigh flexibility indicated a significant sex meandifference between boys (26.4±5.3 cm) and girls (29.3±5.1 cm) (p <0.05). The sit-up test was 27.7±9.7 and 28.7±10.0for the boys and girls, respectively, which indicated slight significant difference. Boys at all grades had significantly high-er push-up (30.8±9.2) compared to girls (26.2±8.9) (p =0.05). The right hand grip test showed a significant mean dif-ference between boys (12.2±11.1 kg) and girls (9.2±8.5 kg) (p<0.05). The right arm grip test indicated that boys had aslightly higher, but significant grip (18.1±9.8) strength, compared to girls (17.1±10.0) (p<0.05). Similarly, boys performedsignificantly better (120.6±25.6) than the girls (114.7±22.8) (p<0.05) in standing broad jump. In the 50m sprint, girlshad higher (11.1±1.6) mean values than boys (10.6±1.2), although the difference was practically insignificant. Standingbroad jump increased with increasing grade levels in boys; the same pattern was observed in girls, except at grade 5where it declines before increasing again. The 50 m sprint decreases with increasing grade levels in both sexes. Agilityshows a downward trend in both sexes and across grade levelsResults. Progressive increase/improvement in the neuromotor performance values was noticeable from grades 1-7.Generally, boys performed higher in tests requiring moving the body, power and strength than girls. Girls were superi-or to boys in the tests of flexibility. Gender differences in neuromotor fitness were observable, which stresses the impor-tance of our data in the establishment of gender-specific normative data.

KEY WORDS: Physical fitness - Motor performance - Rural children - South Africa.


MED SPORT 2010;63:221-37

RIASSUNTO

Obiettivo. Numerosi studi hanno dimostrato che la fitness fisica nell’infanzia e nell’adolescenza è associata con ilrischio cardiovascolare in età adulta, e alcuni di questi studi hanno anche espresso livelli ridotti di fitness in bambinial giorno d’oggi. L’obiettivo di questo studio era di valutare le attività neuromotorie correlate al sesso di bambini pro-venienti da scuole del Sud Africa rurale in Tshannda. Metodi. La massa corporea, la statura e la performance in diversi aspetti della fitness neuromotoria sono stati misuratiutilizzando i test EUROFIT e AAPHERD modificati in un campione rappresentativo di bambini di Tshannda (n = 409;193 bambini e 216 bambine).

AMUSA GENDER DIFFERENCES IN NEUROMOTOR FITNESS OF RURAL SOUTH AFRICAN CHILDREN

Recent findings suggest that children with lowmotor competence are less physically active,

and also at increased risk for obesity,1,2 coronaryvascular disease,3 and compromised physical fit-ness levels, in particular cardiorespiratoryendurance, muscular strength and endurance,flexibility,4 and body composition.4,5 In thisregard, efforts aimed at promoting high levels offitness in today’s youth should be a priority. Moststudies on physical fitness focused on aerobicfitness to the neglect of neuromotor fitness (i.e.muscle strength, flexibility, speed of movement,and coordination), reporting low declined lev-els of fitness in children nowadays 6,7 while oth-ers report no differences.8-10 Children engagedin a variety of physical activities involving high-intensity bursts such as jumping, sprinting, climb-ing, skipping, rolling and catching. A decline inneuromotor fitness of children could negativelyimpact on their daily physical activity levels. Therelationship between physical activity (PA) andhealth status of children and youth has been welldocumented.11-16 There is sufficient evidencefrom these studies that regular PA among otherbenefits provides children with important phys-ical, mental and social health benefits, gives youthopportunity for self-expression, build self-confi-dence, feeling of achievement, social interactionand integration, as well as fosters the adoption ofother healthy behavior including avoidance of

D ati recenti suggeriscono che i bambini conridotta capacità motoria sono meno fisicamente

attivi, e anche a maggior rischio di sviluppare obe-sità,1, 2 patologie coronariche,3 e compromettere ilivelli di fitness fisica, in particolare in termini diresistenza cardiorespiratoria, forza e resistenzamuscolare, flessibilità,4 e composizione corporea.4, 5

A tale riguardo, sforzi orientati a promuovere ele-vati livelli di fitness nella gioventù attuale dovreb-bero rappresentare una priorità. La maggior partedegli studi sulla fitness fisica si sono focalizzati sul-la fitness aerobica, trascurando la fitness neuromo-toria (forza muscolare, flessibilità, velocità di movi-mento, e coordinazione), riportando bassi livelli difitness nei bambini 6, 7 mentre altri non riportano dif-ferenze.8-10 I bambini erano impegnati in diverseattività fisiche ad elevata intensità come il salto, losprint, l’arrampicata, il rotolamento e la lotta. Unariduzione della fitness neuromotoria nei bambinipuò avere un impatto negativo sui loro livelli di atti-vità fisica quotidiana. La relazione tra l’attività fisi-ca (AF) e stato di salute dei bambini e degli adole-scenti è già stata ben documentata.11-16 Vi è suffi-ciente evidenza da questi studi che l’AF regolare tragli altri benefici procura importanti benefici in ter-mini di salute fisica, mentale e sociale, fornisce l’op-portunità ai giovani di esprimere se stessi, costruireuna fiducia in se stessi, raggiungere un senso di rea-lizzazione, interazione ed integrazione sociale, comepure promuove l’adozione di un altro stile di vita, evi-tando l’assunzione di tabacco, alcool, droghe e un


Risultati. Il sit-and-reach test che misura la flessibiltà della parte inferiore del dorso e dei muscoli posteriori della cosciaha riportato una differenza statisticamente significativa correlata al sesso tra bambini (26,4±5,3 cm) e bambine (29,3±5,1cm) (p <0,05). Il test degli addominali ha riportato valori di 27,7±9,7 e 28,7±10,0 per i bambini e per le bambine, rispet-tivamente, con una differenza scarsamente significativa. I bambini di qualsiasi grado hanno riportato un valore di pie-gamenti sulle braccia significativamente superiore (30,8±9,2) rispetto alla bambine (26,2±8,9) (p =0,05). Il test della for-za di contrazione della mano destra ha evidenziato una differenza media statisticamente significativa tra i bambini(12,2±11,1 kg) e le bambine (9,2±8,5 kg) (p<0,05). Il testi di contrazione del braccio destro ha evidenziato una forzadi presa leggermente superiore, ma significativa, dei bambini (18.1±9.8), rispetto alle bambine (17,1±10,0) (p<0,05).Analogamente, i bambini hanno effettuato in maniera significativamente migliore (120,6±25,6) rispetto alle bambine(114,7±22,8) (p<0,05) il test del salto in lungo da fermo. Nello sprint sui 50 m, le bambine hanno riportato valori medisuperiori (11,1±1,6) rispetto ai bambini (10,6±1,2), sebbene la differenza sia risultata sostanzialmente insignificante.La performance del salto in lungo da fermo aumentava con l’aumento dei livelli di classe nei bambini; lo stesso anda-mento è stato osservato nelle bambine, eccezion fatta per la classe 5, in cui esso diminuisce per poi crescere nuova-mente. Lo sprint sui 50 m diminuisce con l’aumentare dei livelli di classe in entrambi I sessi. L’agilità ha mostrato untrend verso il basso in entrambi i sessi e lungo i livelli di classe.Conclusioni. Il progressivo incremento/miglioramento dei valori di performance neuromotoria è stato notevole dallaclasse 1 alla classe 7. In generale, i bambini hanno ottenuto una performance migliore nei tests che richiedevano il movi-mento del corpo, potenza e forza, rispetto alla bambine. Queste ultime sono risultate superiori ai bambini nei tests diflessibilità. Il fatto che siano state rimarcate differenze legate al sesso nella fitness neuromotoria sottolinea l’importan-za dei nostri dati nello stabilire dati normativi sesso-specifici.

PAROLE CHIAVE: Storia familiare - Diabete di tipo 2, genetica - Attività fisica - Massima potenza aerobica.

GENDER DIFFERENCES IN NEUROMOTOR FITNESS OF RURAL SOUTH AFRICAN CHILDREN AMUSA

tobacco, alcohol and drug use and violent behav-ior. These positive effects help counteract therisks and harm caused by demanding, competi-tive, stressful and sedentary way of life that iscommon in most children today.17 Ironically,many factors prevent today’s children and youthfrom being regularly physically active-lack oftime and motivation, insufficient support andguidance from adults, lack of safe environmentand facilities, and technology including playingcomputer games and watching television.

It has been reported that children who areproficient at performing motor skills may partic-ipate more in the type of activities likely toenhance their fitness levels.18 Improvements inmuscular fitness and speed/agility, rather thanaerobic fitness, seem to have a positive effect onskeletal health.19 Thus, neuromotor fitness may bejust as important as aerobic fitness in maintainingoverall health and function.20 Understanding thefitness levels of children may make fitness pro-moting-interventions more effective and, thus,improve the present and future health of chil-dren. Additionally, the data could be harnessedby the physical education teachers and sportscoaches and used to identify talented childrenwho could be trained for competitive sports. Thepurpose of this study was to examine sex andgender differences in motor fitness among pupils(1-7 grades) attending primary schools inTshannda, Vhembe district, Limpopo, SouthAfrica. It is hypothesized that boys would bemore active than girls.


Study design and geographic location

This was a longitudinal cross-sectional studyamong primary school children attending publicschools in Tshannda area of Mutale Municipality,Limpopo Province, South Africa. The study wasconducted in Tshannda area of Mutale Municipa-lity in Vhembe District. This location is unique inthat it can be described as a “traditional” ruralenvironment. Tshannda is in the far north-eastof South Africa close to Mozambique border. Thepopulation which is mainly Tshivenda andXiTsonga relies mainly on subsistence farmingand very meager financial support from malesof the families working as migrant labourers with-in the mining sectors in the South and Gauteng.

comportamento violento. Questi effetti positivi aiutanoa controbilanciare i rischi e pericoli derivanti dauno stile di vita esigente, competitivo, stressante esedentario, che è comune nella maggior parte deibambini di oggi.17 Ironicamente, numerosi fattoriimpediscono ai bambini ed adolescenti di oggi diessere fisicamente attivi con regolarità a causa del-la mancanza di tempo e motivazione, insufficientesupporto e assistenza da parte degli adulti, man-canza di un ambiente e di strutture sicure, e della tec-nologia comprensiva di video giochi e televisione.

È stato riportato che i bambini che sono abili nel-le attività motorie parteciperebbero maggiormentenel tipo di attività per migliorare i loro livelli di fit-ness.18 Miglioramenti nella fitness muscolare e nel-la velocità/agilità, piuttosto che nella fitness aerobicasembrerebbero avere un effetto positivo sullo sche-letro.19 Pertanto, la fitness neuromotoria sarebbeimportante tanto quanto la fitness aerobica nelmantenere lo stato di salute e la funzione generale.20

La comprensione dei livelli di fitness dei bambinipotrebbe rendere gli interventi che promuovono fit-ness maggiormente efficaci e, pertanto, migliorarela salute attuale e futura dei bambini. Inoltre, i datipotrebbero essere appresi dagli insegnanti di edu-cazione fisica e da allenatori sportive ed utilizzatiper identificare bambini con talento che potrebbe-ro essere allenati per attività sportive competitive.L’obiettivo di questo studio era di esaminare le dif-ferenze relative al sesso nella fitness motoria trabambini (1-7 classi) che frequentavano le scuoleprimarie a Tshannda, distretto di Vhembe, Limpopo,Sud Africa. È stata formulata l’ipotesi che i bambi-ni fossero più attivi delle bambine.

Materiali e metodi

Disegno dello studio e localizzazione geografica

Si tratta di uno studio longitudinale cross-sezio-nale su bambini della scuola primaria pubblicanell’area di Tshannda della Municipalità di Mutale,Provincia di Limpopo, Sud Africa. Questo studio èstato condotto nell’area di Tshannda dellaMunicipalità di Mutale nel distretto di Vhembe.Questa zona è unica poiché essa può essere descrit-ta come un ambiente rurale “tradizionale”.Tshannda è localizzata nell’estremo nord est delSud Africa vicino al confine con il Mozambico. Lapopolazione che è costituita per lo più da Tshivendae XiTsonga vive soprattutto sull’agricoltura di sus-sistenza e su un supporto finanziario estremamen-te misero da parte dei soggetti maschi delle fami-glie che lavorano come lavoratori emigranti nei set-tori minerari nel Sud e Gauteng.



Population and sample

The study population comprised all grades 1-7 public school learners attending the 181 schoolson the SNAP 2004 Vhembe District list (compliedby Finance, Human Resource and FacilitiesPlanning Divisions, Department of Education).The participants were all children attending pri-mary schools in Tshannda Circuit of MutaleMucipality. The choice of schools and gradesdepended mostly on the schedule of schoolsreceived from the District Department ofEducation and the Circuit. The schools chosenwere not different from the other schools in thearea. All the schools in the area were govern-ment schools. They all have to cope with similarpoor socio-economic including facilities and infra-structures. The cooperation of parents, princi-pals, teachers and learners was excellent.

Sampling strategy

The sampling frame was defined using theenrolment number for each school. Private inde-pendent schools were excluded from the studypopulation since learners from these schools con-stitute a very small percentage of the study pop-ulation. This study employed a stratified, twostage cluster sampling strategy. This procedureensures adequate representativeness of the studypopulation in the sample. The procedure involvedarrangement of study population into schoolsand class-level clusters.

The first stage involved selecting randomly,schools with a probability proportional to thesize and enrolment of each school. The second

Popolazione e campione

La popolazione in studio comprendeva tutte le 7classi di bambini che frequentavano le 181 scuoleprimarie pubbliche sulla lista SNAP 2004 VhembeDistrict (sotto il patrocinio delle Divisioni di Finanza,Risorse umane e Pianificazione delle strutture,Dipartimento di Educazione). I partecipanti eranotutti bambini che frequentavano le scuole primarienel Circuito di Tshannda della Municipalità diMutale. La scelta di scuole e classi dipendeva per lopiù dall’elenco ricevuto dal Distretto Dipartimentodi Educazione e dal Circuito. Le scuole selezionatenon erano differenti dalle altre scuole della zona.Tutte le scuole della zona erano scuole pubbliche.Tutte devono far fronte a simili scarse condizionisocio-economiche, di strutture ed infrastrutture. Lacooperazione di genitori, direttori, insegnanti ealunni è stata eccellente.

Strategia di campionamento

Il campione è stato definito utilizzando il nume-ro di soggetti iscritti in ciascuna scuola. Scuole pri-vate indipendenti sono state escluse dalla popola-zione di studio poiché gli allievi di queste scuolecostituiscono una percentuale molto modesta dellapopolazione di studio. Questo studio ha utilizzatouna strategia di campionamento stratificata, indue stadi. Questa procedura garantisce una ade-guata rappresentanza della popolazione dello stu-dio nel campione. La procedura ha previsto la siste-mazione della popolazione in studio in scuole ecluster di classi.

La prima fase è consistita nella selezione casua-le delle scuole con una probabilità proporzionalealle dimensioni e all’iscrizione di ciascuna scuola.La seconda fase ha previsto la selezioni delle classiall’interno delle scuole partecipanti in maniera siste-matica e con uguale probabilità di partecipare. Ciòha permesso a tutti gli allievi nelle classi seleziona-te di partecipare allo studio. È stato ipotizzato che uncampione del 25% fosse auspicabile per lo studio. LaTabella I mostra le dimensioni di ciascuna scuolaselezionata per sesso. La Tabella 1 mostra la pro-porzione di partecipanti provenienti dalle 10 scuo-le selezionate. Tuttavia, a causa dell’assenteismo edei dati incompleti di 150 partecipanti, 409 parte-cipanti (193 bambini e 216 bambine) hanno com-pletato i tests e i loro dati sono stati utilizzati nel-l’analisi statistica definitiva.

Al fine di catturare l’interesse e la partecipazio-ne delle scuole selezionate, i dettagli riguardanti lostudio comprensivi di obiettivi e procedure da effet-tuare sono stati forniti agli insegnati, genitori ebambini. Per una chiara comprensione del proget-to, le informazioni ai genitori e bambini sono sta-


TABLE I.—The proportion of sampled participants fromthe 10 sampled schools.TABELLA I. — La proporzione dei partecipanti prove-nienti da 10 scuole campione.

School Boys Girls Total

Tshavhadinda Primary School 28 29 57Tshandama Primary School 76 76 152Mufulwi Primary School 32 35 67Guyuni Primary School 26 20 46Fefe Primary School 10 13 23Mavhode Primary School 22 17 39Tshitandani Primary School 20 13 33Gogogo Primary School 39 34 73Musunda Primary School 18 16 34Nwanedi Primary School 18 17 35

Total 289 270 559


stage involved selecting classes within the par-ticipating schools systematically and with equalprobability of participation. This afforded alllearners in the selected class the eligibility to par-ticipate in the study. It was assumed that a sam-ple of 25% was desirable for the study. Table Ishows the size of each school selected by gender.Table I shows the proportion of sampled partic-ipants from the 10 sampled schools. However,due to absenteeism and incomplete data of 150participants, 409 participants (193 boys and 216girls) eventually completed the tests and theirdata were used in the final statistical analysis.

In order to enlist the interest and participationof the selected schools, details about the studyincluding the objectives and procedures to befollowed were provided to the teachers, parentsand children. For a clear understanding of theproject, the information to parents and childrenwas translated to Tshivenda while that of theteachers remained in English language.Parents/guardians were then requested to signthe informed consent forms to indicate theirapproval for their wards to participate in thestudy.

The consent forms were completed and sent toeach of the selected schools with a letter to theprincipal indicating the classes that were select-ed for the project and the time timetable for theassessments. To facilitate data collection, the prin-cipals were requested to collect the completedinformed consent forms and hand them over tothe research team on the day children from theschool would be assessed.

Ethical considerations

The nature and scope of the study wereexplained to the children and their parents whogave informed consent. Approval to conduct thestudy was given by Limpopo Province Depart-ment of Education (DoE). The Departmentrequested learners, managers and educators tocooperate with the research team when theresearch activities were conducted. The Researchand Publications Committee (RPC), University ofVenda in South Africa approved the study. Thestudy was also registered with the RPC(04/BRS/R1).

Pilot study

A pilot study was conducted in March- April2005 to ascertain the logistical and technical pro-

te tradotte in Tshivenda, mentre quelle rivolte agliinsegnati sono rimaste in lingua Inglese. Ai genito-ri/tutori è stato successivamente richiesto di firma-re il modulo di consenso per la partecipazione deiloro bambini allo studio.

I moduli di consenso informato sono stati com-pletati e inviati a ciascuna delle scuole selezionatecon una lettera per il direttore indicando le classi cheerano selezionate per il progetto e gli orari e tempi-stiche per le valutazioni. Per facilitare la raccolta deidati, ai direttori è stato richiesto di raccogliere imoduli di consenso informato e di consegnarli algruppo di ricercatori il giorno in cui i bambini del-la scuola sarebbero stati valutati.

Considerazioni etiche

La natura e lo scopo dello studio sono stati illu-strati ai bambini e ai loro genitori, che hanno for-nito il loro consenso informato. L’approvazioneall’esecuzione dello studio è stata data dal LimpopoProvince Department of Education (DoE). IlDipartimento ha richiesto agli allievi, managers ededucatori di cooperare con il team di ricercatorinel periodo in cui venivano condotte le attività diricerca. Il “Research and Publications Committee”(RPC), Università di Venda in Sud Africa ha appro-vato lo studio. Inoltre, lo studio è stato anche regi-strato con il RPC (04/BRS/R1).

Studio pilota

Uno studio pilota è stato condotto nel periodo diMarzo-Aprile 2005 per verificare le procedure diraccolta dei dati dal punto di vista logistico e tecnico.Il campione consisteva di 79 allievi provenienti datre scuole primarie della Municipalità di Mutale.Queste scuole e i bambini non hanno partecipatoallo studio finale.

Selezione e allenamento degli assistenti ricercatori

Lo studio ha coinvolto docenti e studenti prove-nienti dal Centro per la Biocinetica, Ricreazione, eScienze dello Sport, del Dipartimento di NutrizioneUNIVEN ed assistenti ricercatori provenienti dalDipartimento di Kinesiologia ed Educazione Fisica,Università del Nord, Sud Africa. Un workshop spe-ciale di allenamento è stato organizzato per questepersone per renderle in grado di procedere alle misu-razioni antropometriche e delle performance fisiche.Al workshop di allenamento, ciascuna persona eraassegnata a specifici settori, ossia test di flessibilitàdella porzione inferiore della schiena e dei musco-li posteriori della coscia (sit and reach, alzare lespalle, estensione del tronco) e test di resistenza fun-zionale (addominali e piegamenti sulle braccia).



cedures for data collection. The sample consist-ed of 79 learners from three primary schools inMutale Municipality. These schools and childrendid not participate in the final study.

Selection and training of research assistants

The study involved lecturers and students fromthe Centre for Biokenetics, Recreation and SportScience, the Department of Nutrition UNIVENand research assistants from the Department ofKinesiology and Physical Education, University ofthe North, South Africa. A special training work-shop was organized for these individuals toenable them become competent in the aspect ofanthropometric and physical performance mea-surements. At the training workshop each personwas allocated to serve in specific portfolios e.g.test lower back/upper thigh flexibility (sit andreach, shoulder lift, trunk extension) and testfunctional endurance (sit-ups and push-ups).Each station has a team leader who coordinatedthe activities of the station.

ANTHROPOMETRIC MEASUREMENTS

A Martin anthropometer was used to measurestature to the last 0.1 cm. A beam Seca Alphaweighing scale (Model 770) with a capacity of200 kg and with a true zero balance was used tomeasure body mass to the last complete 0.1 kg.The measurements were monitored by a qualifiedlevel 3 Kinanthropometrist. All measurementswere taken according to the standard proceduressuggested by the International Society for theAdvancement of Kinanthropometry (ISAK).21

Body Mass Index (BMI) was derived from thegeneral equation, BMI = Body Mass ÷ Height2(kg.m2); i.e. mass divided by height (in meters)squared.

ASSESSMENT OF NEUROMOTOR FITNESS PARAMETERS

The motor ability of the children was testedusing the EUROFIT 22 and AAHPERD 23 tests.The motor performance tests were divided intofive groups. To avoid technical errors related totester variability, each tester maintained the sametesting station throughout the study. Where twotests involved using the same muscle group, a3-minute rest interval was allowed in-betweenthe tests. There were two testers per station. Theparticipants received verbal encouragement fromthe investigators in order to achieve maximum

Ciascuna stazione aveva una guida che coordina-va le attività della stazione.

MISURAZIONI ANTROPOMETRICHE

Un antropometro di Martin è stato utilizzato permisurare la statura con un errore di 0,1 cm. Unabilancia Seca Alpha (Modello 770) con una capa-cità 200 kg è stata utilizzata per misurare la mas-sa corporea con un errore di 0.1 kg. Le misurazio-ni sono state monitorate da un kinantropometristaqualificato di terzo livello. Tutte le misurazioni sonostate effettuate secondo le procedure standard indi-cate dall’International Society for the Advancementof Kinanthropometry (ISAK).21 L’Indice di MassaCorporea (IMC) era derivato dall’equazione, IMC =Massa Corporea ÷ Altezza2 (kg.m2); ossia, peso divi-so per altezza (in metri) al quadrato.

VALUTAZIONE DEI PARAMETRI DI FITNESS NEUROMOTORIA

La capacità motoria dei bambini è stata valuta-ta con i tests EUROFIT 22 e AAHPERD 23. I tests diperformance motoria sono stati suddivisi in cinquegruppi. Per evitare errori tecnici correlati alla varia-bilità dell’esaminatore, ciascun esaminatore hamantenuto la medesima stazione di valutazionedurante tutta la durata dello studio. Nei casi in cuidue tests prevedevano l’utilizzo di uno stesso grup-po di muscoli, tra ciascun test sono stati concessi 3minuti di riposo. Vi erano due esaminatori in cia-scuna stazione. I partecipanti hanno ricevuto unincoraggiamento verbale da parte dei ricercatorial fine di ottenere la massima performance.Brevemente, i test sono stati effettuati nel seguenteordine:

1) Per valutare la flessibilità, è stato impiegatoil test standardizzato test “sit-and–reach”, chemisura la flessibilità della porzione inferiore del-la schiena e dei muscoli posteriori della coscia. Ilsit-and-reach test è stato scelto perchè è il piùcomunemente usato per valutare la flessibilità inambito scolastico ed inoltre è relativamente faci-le da somministrare. Il test è particolarmente uti-lizzato nelle indagini epidemiologiche su largascala.24 Per il sit-and-reach, un bambino deveessere seduto con le gambe stese avanti e con leginocchia aderenti al pavimento e piegarsi il piùlontano possibile. È stata utilizzata la piattaformasit-and-reach (Lafayette Instruments). Il punteg-gio è stato calcolato in base alla posizione piùlontana che il bambino ha raggiunto sul regolocon le punte delle dita.25

2) La valutazione della resistenza della musco-latura degli arti inferiori e addominale è stata effet-tuata con i tests degli addominali e dei piegamen-ti sulle braccia. Nel test degli addominali, ciascun



performance. Briefly, the tests were administeredin the following order:

1) To assess flexibility, the standardized sit-and–reach test which measures the lowerback/upper thigh flexibility was used. The sit-and-reach test was chosen because it is the mostcommonly used flexibility test in school settingand it is simple and relatively easy to administer.The test is particularly appealing in large-scaleepidemiological surveys.24 For sit-and-reach achild was recommended to sit keeping his/herknees straight and reach forward as far as possi-ble from a seated position. The sit-and-reach plat-form (Lafayette Instruments) was used. The scorewas determined by the farthest position the childreached on scale with his/her fingertips.25

2) Testing for lower muscular extremity andabdominal endurance involves the sit-ups andpush-ups tests. For sit-ups, each child assumedthe starting position by lying on the back withknees bent at 90 degrees and feet together.Another child held the testee’s ankles with thehands only. The heel was the only part of thefoot that remained in continuous contact withthe ground. The child’s fingers were interlockedbehind the neck and such that the back of thehands was touching the mat. The child began toraise the upper until the elbows touched theknees. The child then lowered the body until theupper portion of the back touched the mat. Themaximum sit-pus achieved in 60 seconds wasrecorded.

3) For push-ups, the hands were kept shoulderwidth apart while the feet were placed together.The back was straight, with head up, and thechild using the toes as the pivotal point. The girlsadopted a modified “knee push-up” position,with legs together, lower leg in contact with matand ankles plantar flexed. The back was keptstraight, hands shoulder width apart and headheld up. Each child began by lowering the entirebody as a unit until the upper arms were paral-lel to the ground and their chins and stomachtouched the mat. The child returned to the start-ing position by raising the entire body until thearms were fully extended. The body remainedstraight and moved as a unit for the entire repe-tition.26 The maximal number of push-ups per-formed consecutively in one minute was count-ed as the criterion score.

4) To assess running speed, the agility run and50-m sprint (from standing position) were used.These tests measure speed and agility of lower

bambino assumeva la posizione iniziale sul dorsocon le ginocchia piegate a 90 gradi e i piedi uniti. Unaltro bambino gli teneva ferme le caviglie con lesole mani. Il calcagno era l’unica parte del piedeche rimaneva in continuo contatto con il suolo. Ledita del bambino erano strette dietro al collo inmodo tale che il dorso delle mani toccasse la stuoiaper terra. Il bambino iniziava a portare il busto ver-so l’alto fino a far toccare i gomiti con le ginocchia.Il bambino quindi abbassava il corpo fino a far toc-care la porzione superiore del dorso alla stuoia. È sta-to registrato in numero massimo di addominalieffettuati in 60 secondi.

3) Nel test dei piegamenti sulle braccia, le manivenivano posizionate alla larghezza delle spalle,mentre i piedi venivano tenuti uniti. Il dorso eradritto, con la testa sollevata, e le dita dei piedi agi-vano da perno. Le bambine adottavano una posi-zione modificata “a ginocchia piegate”, con le gam-be unite, la parte inferiore a contatto con la stuoiae le caviglie flesse. Il dorso era tenuto dritto, le manialla larghezza delle spalle e la testa sollevata.Ciascun bambino iniziava abbassando l’intero cor-po fino a che le braccia non erano parallele al pavi-mento e il mento e l’addome superiore toccavano lastuoia. Il bambino tornava alla posizione di par-tenza sollevando l’intero corpo fino ad avere le brac-cia completamente estese. Il corpo rimaneva drittoe si muoveva come una singola unità ad ogni ripe-tizione.26 Il numero massimo di piegamenti effettuaticonsecutivamente in un minuto è stato considera-to il punteggio ottenuto.

4) Per valutare la velocità di corsa, la corsa di agi-lità e lo sprint sui 50 m (partendo da una posizio-ne in piedi) sono stati i due test utilizzati. Questi testsmisurano la velocità e l’agilità dei movimenti degliarti inferiori. Il tempo minimo necessario in unacorsa di 5 m ripetuta 10 volte è stato utilizzato comescore.

5) Il test della forza di contrazione delle mani(destra e sinistra) misura la forza di contrazionemassimale, utilizzando una dinamometria dellamano che viene calcolata in kilogrammi. La con-trazione del braccio (sinistro e destro) come misu-ra della massima forza statica del braccio domi-nante esercitata su un dinamometro in posizioneeretta è stata rilevata e registrata in centimetri.

6) La forza esplosiva veniva misurata attraversoil salto in lungo da fermo, in cui i bambini aveva-no due tentativi per saltare il più lontano possibilepartendo da una posizione in piedi. Veniva regi-strata la massima distanza orizzontale raggiunta.

L’ordine dei tests è stato rispettato rigorosamen-te. Tuttavia, veniva concesso un periodo sufficien-te di riposo tra due test che richiedevano l’utilizzodegli stessi muscoli o gruppi di muscoli.



limb movement. The minimal time needed on a10 times 5-m run in seconds was used as thescore.

5) Hand grip (right and left) measures maxi-mum grip strength, using the hand dynamome-try which is calculated in kilograms. The armgrip (left and right) as a measure of static armstrength- maximal force pulled with preferredarm on a dynamometer while standing (erectposition) was read and recorded in centimeters.

6) Explosive strength was measured by stand-ing broad jump whereby children had twoattempts to jump as far as possible from a stand-ing position at the start. The maximum horizon-tal distance attained was measured.

The order of the tests was strictly adhered to.However, sufficient rest period was allowed in-between two tests requiring the use of same mus-cles or muscle groups.


First, an independent samples t-test wasemployed to examine differences between theboys and girls in different grades. Then anAnalysis of Variance (ANOVA) was applied totest the effect of grade on the neuromotor fit-ness scores among grade levels and gender. TheTukey test 27 was used to determine the agegroups between which statistical significanceexisted. Data were presented as means and stan-dard deviations. All statistical analyses were car-ried out using the SPSS 17.0 statistical package. Aprobability level of 0.05 or less was used to indi-cate statistical significance.

Results

Table II shows the physical characteristics ofthe participants. Girls were significantly (p<0.05)taller, heavier and had higher mean BMI value

Analisi statistica

Dapprima, un t-test per campioni indipendenti èstato utilizzato per valutare le differenze tra bam-bini e bambine in diverse classi. Quindi, è statacondotta un’Analisi di Varianza (ANOVA) per valu-tare l’effetto della classe sui punteggi di fitness neu-romotoria tra i livelli di classe e sesso. Il test di Tukeytest 27 è stato impiegato per determinare i gruppi dietà tra i quali vi fossero delle differenze statistica-mente significative. I dati sono stati riportati comemedie e deviazioni standard. Tutte le analisi stati-stiche sono state condotte con il software statisticoSPSS 17.0. Un livello di probabilità inferiore o ugua-le a 0,05 è stato utilizzato per indicare la signifi-catività statistica.

Risultati

La tabella II riporta le caratteristiche fisiche deipartecipanti. Le bambine erano significativamente(p<0,05) più alte, più pesanti, e con un valore mediodi IMC superiore rispetto ai bambini, di 0,9 cm, 2,8kg and 0,6 kg m-2 rispettivamente.

La Tabella III riporta la media e le deviazionistandard per quanto riguarda la fitness fisica inbambini di Tshannda, suddivise in base al gradodi classe e sesso. Il test sit-and-reach che misura laflessibilità della parte inferiore della schiena e deimuscoli posteriori della coscia ha mostrato unasignificativa differenza tra bambini (26,4±5,3 cm)e bambine (29,3±5,1 cm) (p <0,05). Eccezion fat-ta per la classe 2 e 3, le bambine hanno ottenutorisultati migliori rispetto ai bambini nel test sit-and-reach, che misura la flessibilità. La Figura 1dimostra che le bambine hanno ottenuto risultatimigliori dei bambini nel sit-and-reach (flessibilità)tra le classi 4 e 6. La flessibilità ha mostrato un pat-tern lineare nelle bambine, con una caduta allaclasse 7. Al contrario, tra i bambini, il test sit-and-reach ha avuto un andamento verso il basso finoalla classe 2, ma successivamente è aumentato,mantenendo un pattern pressochè costante in tut-te le altre classi.


TABLE II.—Physical characteristics of the children.TABELLA II. — Caratteristiche fisiche dei bambini.

Boys Girls All childrenN. 193 N. 216 N. 409

Stature (cm) 136.7±13.5 137.6±11.1 137.2±13.6*Body mass (kg) 31.8±9.9 33.0±11.2 32.5±10.6*Body mass index (kg m-2) 16.7±2.7 17.3±5.5 17.5±4.4*

Values are mean ± SD; *p = indicates p<0.05


than boys. Girls were taller, heavier and had highBMI value than boys by 0.9 cm, 2.8 kg and 0.6 kgm-2 respectively.

Table III shows the mean and standard devi-ations for physical fitness in Tshannda children,classified according to grade level and sex. Thesit-and-reach test which measures the lowerback/upper thigh flexibility indicated a signifi-cant sex mean difference between boys (26.4±5.3cm) and girls (29.3±5.1 cm) (p<0.05). Except atgrades 2 and 3, girls performed significantly high-er than boys in sit-and-reach test, which mea-sures flexibility. Figures 1 shows that girls per-formed better in sit-and-reach (flexibility) betweengrades 4 to 6. Flexibility showed linear pattern ingirls, but with a drop at grade 7. Conversely,among the boys, the sit-and-reach test took adownward trend, at grade 2 but increased there-after, maintaining a fairly constant pattern acrossall the grades.

Over all, mean performances for the childrenin the sit-up test were 27.7±9.7 and 28.7±10.0 forthe boys and girls, respectively, which indicatedslight significant difference. Sit-ups test perfor-mance scores showed inconsistent trend in bothsexes and at all the grades. Sit-up changes werehigher in boys up to grade 3 where the girls over-lap with higher values but leveling off at grade 6.Maximum gains in sit-ups performance occurred

Complessivamente, le performance medie deibambini nel test degli addominali erano 27,7±9,7e 28,7±10,0 per bambini e bambine, rispettiva-mente, con una differenza debolmente significati-va. I punteggi di performance del test degli addo-minali hanno mostrato un trend inconsistente inentrambi i sessi e per tutte le classi. Le modificazio-ni degli addominali erano maggiori nei bambinifino alla terza classe, mentre le bambine avevanovalori superiori ma si sono livellate alla classe 6. Imassimi progressi nella performance di addomi-


TABLE III.—Mean scores and standard deviations on the gross motor fitness items in Tshannda rural school chil-dren.TABELLA III. — Valori medi e deviazioni standard sul fitness fisico in bambini di una scuola rurale di Tshannda.

Grade Gender SAR SUP PUP Hang grip Arm grip SBJ 50 m sprintlevels (n.) (cm) (secs) (min) (kg) 1 (kg) 1 (cm) (secs)

1 Boys (11) 27.8 ± 4.5 25.1 ± 1.0 31.2 ± 7.4* 4.4±2.3* 3.0±0.0* 93.6±22.4* 12.4±1.5Girls (10) 27.8±1.6 24.4±7.0 24.1±8.0* 2.0±2.5* 9.0±0.0* 86.4±14.08 12.1±1.7

2 Boys (19) 24.0±5.7* 26.1±7.2 26.9±1.0* 4.8±5.2 9.8±4.1* 102.4±19.1 12.0±1.8Girls (33) 28.0±4.7* 25.8±7.2 24.4±9.3* 3.7±4.4 3.7±4.5* 102.1±28.7 11.7±0.7

3 Boys (34) 27.0±4.0 30.7±10.5* 29.2±8.3* 7.0±6.4* 11.0±4.6* 116.5±39.3* 10.6±1.2Girls (29) 27.6±4.6 27.2±10.4* 27.4±9.3* 4.1±3.4* 6.6±4.4* 109.2±19.1* 11.0±0.8

4 Boys (31) 25.5±6.7* 29.0±8.6 32.7±8.7* 6.2±8.1 11.0±4.6* 120.0±16.0* 10.4±1.0Girls (37) 28.1±6.5* 28.8±9.5 25.6±9.4* 6.2±4.8 9.8±2.88 115.6±18.7* 10.9±1.0

5 Boys (19) 26.3±4.4* 29.3±7.0* 32.7±9.6* 9.9±8.0 17.7±5.4* 121.0±21.1 10.1±0.7Girls (22) 30.8±4.7* 32.1±11.2* 27.4±8.4* 8.3±5.7 14.8±7.1* 121.4±15.7 10.6±1.8

6 Boys (20) 26.8±4.6* 27.3±9.6* 31.4±7.0* 10.9±8.9* 19.6±6.4* 125.4±15.0* 10.4±0.9*Girls (18) 32.6±5.5* 31.6±10.3* 28.6±8.1* 7.9±7.4* 17.3±10.0* 111.0±19.5* 12.0±4.0*

7 Boys (59) 27.0±5.7* 32.7± 10.7* 31.3±10.4* 21.7±11.6* 23.5±10.3* 132.3±19.1* 10.2±0.7*Girls (67) 30.3±4.6* 29.5±10.6* 26.2±8.6* 17.6±9.9* 24.1±7.4* 124.7±20.9* 11.0±1.2*

Total Boys (193) 26.4±5.3* 27.7± 9.7* 30.8±9.2* 12.2±11.1* 18.1±9.8 120.6±25.6* 10.6±1.2*Girls (216) 29.3±5.1* 28.7±10.0* 26.2±8.9* 9.2±8.5* 17.1±10.0 114.7±22.8* 11.1±1.6*

*P<0.05; SAR: sit-and-reach; SUP: sit-ups; PUP: push-ups; SBJ: standing broad jump; 1Right hand m.

35

Sit-

and

reac

h (c

m) 30

25

20

15

10

5

01 2 3 4 5 6 7

Grade level

Male Female

Figure 1.—Changes in sit-and-reach of Tshannda boys andgirls.Figura 1. — Modificazioni nel sit-and-reach di bambini ebambine di Tshannda.


at grade 7 and 3 for boys and girls, respectively(Figure 2).

The mean push-up test scores indicted thatboys at all grades had significantly higher push-up (30.8±9.2) performance, compared to girlswho achieved 26.2±8.9 push-ups per minute(p=0.05). In Figure 3, except at grade 2 boysmaintained an almost linear trend in push-upsscores, with maximum performances occurring atgrades 4 and 5. Push-ups in girls increased withincreasing grade levels, with a slight decline aftergrades 3 and 6.

The right hand grip test showed a significantmean difference between boys (12.2±11.1 kg)and girls (9.2±8.5 kg) (p<0.05). Figures 4A and 4Bshow the hand grip strength scores of the boysand girls for both hands. Both the right and lefthand grip show almost the same pattern in bothsexes across all grades. Except at grade level 4,both hand grips of the boys increased signifi-cantly with advancement in grade levels and boysrecorded higher hand grip values than girls. Thehighest values in both sexes occurred at grade 7.Right and left hand grip among the girl’s increas-es with grades, except in grades 5 and 6.

The right arm grip test indicated that boys hada slightly higher, but significant grip (18.1±9.8)strength, compared to girls whose grip was(17.1±10.0) (p<0.05). Maximum arm gripoccurred at grades 5 to 7 (Figure 5). The left armgrip of boy’s showed inconsistencies throughoutthe grade levels. The highest score was at grade7 (Figure 5A). Among the girls, left arm gripshow a different pattern, except between grades1 and 2. Linear trend was observed in other

nali si sono verificati alla classe 7 e 3 per i bambi-ni e le bambine, rispettivamente (Figura 2).

I punteggi medi nel test dei piegamenti sulle brac-cia indicano che i bambini in tutte le classi aveva-no una performance significativamente migliore(30,8±9,2), rispetto alle bambine che hanno effet-tuato 26,2±8,9 piegamenti al minuto (p =0,05).Nella Figura 3, eccezion fatta per la classe 2, i bam-bini hanno mantenuto un trend pressochè linearenei punteggi di piegamenti sulle braccia, con unmassimo di performance alla classe 4 e 5. I piega-menti sulle braccia nelle bambine aumentavanocon l’aumentare dei livelli di classe, con un lievedeclino dopo la classe 3 e 6.

Il test di contrazione della mano destra hadimostrato una differenza media significativa trabambini (12,2±11,1 kg) e bambine (9,2±8,5 kg)(p<0,05). Le Figure 4A e 4B riportano i punteggidella forza di contrazione della mano dei bambinie delle bambine per entrambe le mani. Le contra-zioni della mano sinistra e destra presentano unpattern pressoché identico in entrambi i sessi elungo le classi. Eccezion fatta per il livello di clas-se 4, le contrazioni di entrambe le mani dei bam-bini sono aumentate significativamente con l’au-mentare dei livelli di classe, e i bambini hannoriportato valori di contrazione della mano supe-riori alle bambine. I valori più alti in entrambi isessi sono stati registrati alla classe 7. La contra-zione della mano destra e sinistra tra le bambineaumenta con le classi, eccezion fatta per la clas-se 5 e 6.

Il test di contrazione del braccio destro ha mostra-to che i bambini hanno una forza di contrazioneleggermente ma significativamente superiore(18,1±9,8), rispetto alle bambine la cui contrazio-ne era 17,1±10,0 (p<0,05). La massima contrazio-


40

St-u

ps (

per

1 m

in)

30

20

10

01 2 3 4 5 6 7

Grade level

Male Female

Figure 2.—Changes in sit-ups performance of Tshanndaboys and girls.Figura 2. — Modificazioni nelle performance di addomi-nali di bambini e bambine di Tshannda.

Figure 3.—Changes in push-ups performanc of Tshanndaboys and girlsFigura 3. — Modificazioni nelle performance di piega-menti sulle braccia di bambini e bambine di Tshannda.

40

Push

-ups

(pe

r 1

min

)

30

20

10

01 2 3 4 5 6 7

Grade level

Male Female


grades. Maximum difference between boys andgirls was found at early adolescence at grade 7(Figure 5B).

Similarly, boys performed significantly better

ne del braccio si verificava dalla classe 5 alla clas-se 7 (Figure 5). La contrazione del braccio sinistrodei bambini ha mostrato valori incongruenti neidiversi livelli di classe. Il punteggio più alto è statoraggiunto alla classe 7 (Figura 5A). Tra le bambi-ne, la contrazione del braccio sinistro mostrava unpattern differente, eccezion fatta per le classi 1 e 2.Un trend lineare è stato osservato nelle altre classi.La massima differenza tra bambini e bambine èstata registrata all’inizio dell’adolescenza alla clas-se 7 (Figura 5B).

In maniera analoga, i bambini hanno avutouna performance significativamente migliore nelsalto in lungo da fermo (120,6±25,6) rispetto allebambine (114,7±22,8) (p<0,05). La performancenel salto in lungo da fermo migliorava con l’au-mentare dei livelli di classe nei bambini. Lo stessopattern è stato osservato nelle bambine, eccezionfatta per la classe 5. La massima differenza nellaperformance tra bambini e bambine è stata rileva-ta alla classe 6 (Figura 6).

Nello sprint sui 50 m, le bambine hanno riportatovalori medi superiori (11,1±1,6) rispetto ai bambi-


Figure 4.—A) Changes in right hand grip of Tshannda boys and girls. B) Changes in left hand grip of Tshannda boysand girlsFigura 4. — A) Modificazioni nel test della forza di contrazione della mano destra di bambini e bambine di Tshannda.B) Modificazioni nel test della forza di contrazione della mano sinistra di bambini e bambine di Tshannda.

24

Rig

ht h

and

grip

(kg

) 20

16

8

01 2 3 4 5 6 7

Grade level

4

12

A

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Lef

t han

d gr

ip (

kg)

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4

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B

MaleFemale

MaleFemale

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01 2 3 4 5 6 7

Grade level

4

12

MaleFemale

Rig

ht a

rm g

rip

(kg)

A

Lef

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gri

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g)

B

28

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8

01 2 3 4 5 6 7

Grade level

4

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MaleFemale

24

Figure 5.—A) Changes in right arm grip of Tshannda boys and girls. B) Changes in left arm grip of Tshannda boys andgirls.Figura 5. — A) Modificazioni nel test di contrazione del braccio destro di bambini e bambine di Tshannda. B)Modificazioni nel test di contrazione del braccio sinistro di bambini e bambine di Tshannda.

Male Female

150

Stan

ding

bro

ad ju

mps

(cm

)

120

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01 2 3 4 5 6 7

Grade level

30

Figure 6.—Changes in standing broad jump performanceof Tshannda boys and girls.Figura 6. — Modificazioni nella performance del salto inlungo da fermo di bambini e bambine di Tshannda.


(120.6±25.6) than the girls (114.7±22.8) (p<0.05)in standing broad jump. Standing broad jumpincreased with increasing grade levels in boys.The same pattern was observed in girls, except atgrade 5. The maximum difference in the perfor-mance between boys and girls was found at grade6 (Figure 6).

In the 50m sprint, girls had higher (11.1±1.6)mean values than boys (10.6±1.2), although thedifference was practically insignificant. Perfor-mance in 50-m sprint improved with increase ingrade levels in both sexes (Figure 7).

The result of the agility shows a downward trendin both sexes and across grade levels. Rather thanincreasing with advancing grade levels, agilitydecreases. Boys achieved significantly fewer meantimes (10.6 sec) than girls (11.1 sec) (Figure 8).

Discussion

The present study evaluates the neuromotor fit-ness of Tshannda rural school children in LimpopoProvince, South Africa. In order to have an ideaabout the neuromotor fitness of the children, theywere put through physical fitness tests using thecombination of the European Tests of PhysicalFitness22 and the American Alliance for Health,Physical Education, Recreation and Dance23 testbatteries. In doing this, we had at the back of ourmind that the physical fitness batteries on ruralAfrican children are very scarce. This makes it dif-ficult to get norms with which the performance ofthe children in this study could be compared.

Research literature has indicated that girls are

ni (10,6±1,2), sebbene la differenza fosse presso-ché insignificante. La performance nello sprint sui50 m migliorava con l’aumentare dei livelli di clas-se in entrambi i sessi (Figura 7).

I risultati relativi all’agilità dimostrano un trendverso il basso in entrambi i sessi e attraverso i livel-li di classe. Piuttosto che aumentare con l’avanza-mento del livello di classe, l’agilità si riduce. I bam-bini hanno realizzato tempi medi significativa-mente minori (10,6 sec) rispetto alla bambine (11,1sec) (Figura 8).

Discussione

Questo studio valuta la fitness neuromotoria dibambini in età scolare della zona rurale diTshannda nella provincia di Limpopo, Sud Africa.Al fine di avere un’idea relativa alla fitness neu-romotoria dei bambini, essi sono stati sottoposti atest di fitness fisica in combinazione con batteriedi test European Tests of Physical Fitness 22 eAmerican Alliance for Health, Physical Education,Recreation and Dance 23. Facendo ciò, bisognaricordare che le batterie di fitness fisica sono asso-lutamente insufficienti per i bambini dell’Africarurale. Ciò rende difficile ottenere dei modelli concui confrontare le performance dei bambini inquesto studio.

I dati della Letteratura dimostrano che le bam-bine sono più flessibili a tutte le età dei bambini, eche la differenza relativa al sesso è evidente duran-te lo scatto di crescita adolescenziale e durante lamaturazione sessuale.29 I nostri risultati hannomostrato che le bambine a tutti i livelli di classeerano più flessibili a livello della porzione inferio-re del dorso/muscoli posteriori della coscia rispetto


Male Female

15

50 m

spr

int (

s)

12

9

6

01 2 3 4 5 6 7

Grade level

3

Figure 7.—Changes in 50 m sprint of Tshannda boys andgirls.Figura 7. — Modificazioni nello sprint dei 50 m sprint dibambini e bambine di Tshannda.

Figure 8.—Changes in agility of Tshannda boys andgirls.Figura 8. — Modificazioni nell’agilità di bambini e bam-bine di Tshannda.

Male Female

15

Agi

lity

(s)

12

9

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01 2 3 4 5 6 7

Grade level

3


more flexible at all ages than boys, and the sexdifference is prominent during the adolescencegrowth spurt and sexual maturation.29 Our find-ing showed that girls at all grades were moreflexible at lower back/upper thigh than boys andflexibility increased linearly with age in girls,declining at grade 7. This expected finding con-tradicts those of Goon et al. 24 among Nigerianchildren and Monyeki et al.29 among rural SouthAfrican primary school children aged 7-14 years,where non-significant sex differences in flexibil-ity were reported. However, the results of thepresent study are in agreement with several oth-er researchers29-32 substantiating that flexibilityincreases with age and is higher in girls com-pared to boys. The decline in flexibility among thegirls at grade 7 appears strange. This particularfinding contradicts the findings of Armstrong andMcManus 33 that flexibility does not decline withan increase in age. Additionally, for the boys, itwas fairly constant with advancement in age. Thedecline in flexibility observed among the girls atgrade 7, could be possibly attributed to the girls’relatively high waist circumference (data notshown) as this could limit their performances inthe flexibility test. Also previous studies haveindicated that during school years, flexibilitydecreases until the onset of puberty.34 Thisdecline could be linked with increased musculo-tendinous stiffness around the joint, due to thefaster bone development and growth comparedto muscles.34 Accepting that this scenario holdstrue for the boys, how can one explain thedecline among the girls at grade 7, when the pos-sibility of onset of puberty seems obvious.Nevertheless, the state of maturation was notmeasured and hence not taken into account. Thistherefore stresses the importance of evaluatingbiological age alongside with physical fitnessperformance, as maturational factors, such as sexhormones,35 may contribute to the establishmentof gender differences in motor performance dur-ing puberty.36 Moreover, some studies suggestthat the ranking of physical fitness measures bychronological age will lead to many childrenbeing incorrectly classified.37, 38

Our findings demonstrated that the gripstrength of the Tshannda children increased withage for both hands. This results support the find-ings of van Gent et al.31 and Micheli 33 that gripstrength increases with age.

The results of the study showed that muscularstrength and endurance increased linearly with

ai bambini e che la flessibilità aumentava linear-mente con l’età delle bambine, diminuendo allaclasse 7. Questi risultati contraddicono quelli diGoon et al. 24 su bambini della Nigeria e di Monyekiet al.29 su bambini delle scuole primarie del SudAfrica rurale, di età compresa tra 7 e 14 anni, incui non sono state riportate differenze legate al ses-so significative in termini di flessibilità. Tuttavia, irisultati di questo studio sono in accordo con nume-rosi altri Autori29-32 provando che la flessibilitàaumenta con l’età e che è maggiore nelle bambinerispetto ai bambini. La riduzione della flessibilità trale bambine alla classe 7 appare singolare. Questodato particolare contraddice i risultati ottenuti daArmstrong e McManus 33 secondo cui la flessibi-lità non si reduce con l’aumentare dell’età. Inoltre,per quanto riguarda i bambini, essa era pressochècostante con l’aumentare dell’età. La diminuzionedella flessibilità osservata tra le bambine alla clas-se 7 potrebbe essere attribuita alla relativamenteabbondante circonferenza vita (dati non riporta-ti), potendo essa limitare le loro performance nel testdi flessibilità. Anche precedenti studi hanno indi-cato una riduzione della flessibilità durante glianni di scuola, fino all’insorgenza della pubertà.34

Questa riduzione potrebbe essere correlata conun’aumentata rigidità muscolo-tendinea attornoalle articolazioni, a causa del più rapido sviluppoed accrescimento dell’osso rispetto ai muscoli.34

Ammesso che ciò valga per i bambini, è difficilespiegare il declino delle bambine alla classe 7,quando inizia al pubertà. Nonostante ciò, lo statodi maturazione non è stato misurato e pertantonon è stato tenuto in conto. Ciò, pertanto, sottolineal’importanza della valutazione dell’età biologicainsieme alla performance di fitness fisica, poichè fat-tori legati alla maturazione dell’individuo, come gliormoni sessuali, 35 contribuirebbero alla determi-nazione delle differenze sessuali nelle performan-ce motorie durante la pubertà.36 Inoltre, alcunistudi suggeriscono che la classificazione delle misu-re di fitness fisica attraverso l’età cronologica deter-minerà una non corretta classificazione di nume-rosi bambini.37,38

I nostri dati hanno dimostrato che la forza dipresa dei bambini di Tshannda cresceva con l’età inentrambe le mani. Ciò è in accordo con i dati di vanGent et al.31 e di Micheli 33, secondo cui la forza dipresa aumenta, appunto, con l’età.

I risultati dello studio hanno dimostrato, inoltre,che la forza e la resistenza muscolare crescevanolinearmente con i livelli di classe in entrambi i ses-si, con performance superiori per i bambini rispet-to alle bambine. Questi risultati sono in accordocon quelli di Goon et al.24 e di Malina et al.28 secon-do cui la forza e la resistenza addominale miglio-



grade levels both in sexes, with the boys demon-strating superior performance than girls. Thisfinding agrees with Goon et al.24 and Malina etal.28 that abdominal strength and enduranceimproved linearly with age in boys, after whichit showed somewhat accelerated development.The greater performance of the boys on this par-ticular neuromotor fitness could be explained inthe light of gender-specific chores performed bythese children. Whilst boys assist in carrying outmanual farming-related tasks, girls are restrictedto domestic chores which are often sedentary,such as cooking, washing and selling groceries.

Generally, there is a progressive increase andimprovement in the performance on the neuro-motor tests from grade level one to seven. Thereare also differences in the performance valuesof the boys compared with girls. We found thatboys demonstrated significantly better perfor-mance in explosive strength, and muscularendurance than girls, while girls obtained betterperformance than boys in flexibility and agility.The finding that boys have higher levels of phys-ical performance agrees with previous litera-tures.39-42 These results are expected in view ofthe cultural exposure of the boys to diverse activ-ities and limited opportunities for the girls.Enhanced fitness performance mostly reflects thelevels of habitual physical activity. Indeed, stud-ies in children have indicated that high physicalfitness scores are associated with increased lev-els of physical activity.43, 44 No matter the resultsof this study, the basic question is: Are the resultsof these physical performance measures indica-tive of superior physical fitness level or are theysufficiently high to provide the children with thenecessary quality of life and social well-being?

Compared with results of the study on ruralEllisras children by Monyeki,42 the children (boysand girls) in this study performed far higher inpower (broad jump), flexibility (sit and reach),muscular endurance (sit-ups) and speed (50 msprint). These results, however, when comparedwith those by other researchers39-42 showedmixed findings. We found it worthwhile com-paring the present result of this study with thesestudies on the account that they all come fromsimilar developing nations and in particular fromAfrica. However, it should be observed that dif-ferences in defining fitness might contribute tovariations in estimating fitness levels. Regardlessof the inconsistencies in the estimates, our con-cern relates to the physical fitness status of the

rano linearmente con l’età nei bambini. La migliorperformance dei bambini in questa particolare fit-ness neuromotoria potrebbe essere spiegata alla lucedegli specifici lavori domestici effettuati da questibambini. Mentre i bambini aiutano nello svolgi-mento di mansioni manuali legate all’agricoltura,le bambine sono relegate a lavori domestici che sonospesso sedentari, come cucinare, lavare e vendere igeneri commestibili.

In generale, vi è un progressivo incremento emiglioramento della performance ai test neuromo-tori dal livello di classe uno al sette. Vi sono differenzenei valori di performance tra i bambini e le bambine.Abbiamo evidenziato una significativamente migliorperformance in termini di forza esplosiva e di resi-stenza muscolare dei bambini rispetto alle bambi-ne, mentre queste ultime hanno ottenuto una migliorperformance dei bambini in termini di flessibilità eagilità. Il dato secondo cui i bambini abbianomigliori livelli di performance fisica è in accordo coni dati già pubblicati in Letteratura.39-42 Questi risul-tati sono attesi alla luce dell’esposizione culturale deibambini a diverse attività, mentre le bambine han-no opportunità limitate. Migliori risultati in termi-ni di performance fisica riflettono per lo più i livel-li di attività fisica abituale. Infatti, diversi studi con-dotti sui bambini hanno dimostrato che elevati pun-teggi di fitness fisica sono associati ad aumentatilivelli di attività fisica.43, 44 Indipendentemente dairisultati di questo studio, la domanda di base è laseguente: “I risultati di queste misurazioni di perfor-mance fisica sono indicativi di un superiore livellodi fitness fisica o sono sufficientemente alti per for-nire i bambini della qualità di vita e benessere socia-le adeguati?”

Rispetto ai risultati dello studio condotto su bam-bini della zona rurale di Ellisras da parte diMonyeki,42 i bambini (maschi e femmine) in que-sto studio hanno ottenuto risultati molto più eleva-ti in termini di potenza (salto in lungo da fermo),flessibilità (sit and reach), resistenza muscolare(addominali) e velocità (50 m sprint). Questi risul-tati, tuttavia, quando vengono confrontati con quel-li ottenuti da altri Autori 39-42 presentano dati ete-rogenei. Abbiamo confrontato i risultati di questostudio con gli studi precedentemente citati poichèanch’essi provengono da paesi in via di svilupposimili e in particolare dell’Africa. Tuttavia, si deveosservare che differenze nella definizione di fitnesspotrebbero contribuire a variazioni nella valuta-zione dei livelli di fitness. Indipendentemente dal-le discordanze delle stime, i nostri dubbi sono rela-tivi allo stato di fitness fisica dei bambini. I valori diqueste variabili servono come base per confrontifuturi. I bambini sono stati descritti in termini delloro presente stato, sperando di assistere ad un



children. The values of these variables serve asbases for future comparison. The children weredescribed in terms of their present status, hopingto see improvement in future assessments.Whether the results of the present neuromotorassessment variables are judged to be poor, fair,good or excellent (on the basis of some stan-dards and norms), they are manifestations of themotoric skill performance level of the children.

The significant importance of these physicalperformance measures is related to the devel-opment of gross motor skills, improved quality oflife and social well-being. Sport activities andphysical education classes are essential compo-nents of a child’s development. Through thedevelopment of perceptual motor skills, a childis given the practical tools that he/she can applyto his/her activities inside and outside of theclassroom,45 thereby helping to promote an activelifestyle behavior for the child. However, ourschool systems, perhaps because of limited finan-cial resources, have contributed to youth seden-tary lifestyle by devoting fewer resources to phys-ical activity instructions, playgrounds, and after-school sports programs. The phasing out of phys-ical education program in the curriculum of SouthAfrican schools would exacerbate the situation,as the school setting presents a good opportuni-ty to shape the attitudes and behaviors of childrentowards physical activity promotion in order toprevent them from becoming sedentary adults.Children need to be physically active at young ageand have positive experiences in order to devel-op life long adherence to exercise.46 Since healthand physical fitness are commensurate with goodlife,47,48 developing an exercise conscience inchildren should start right from infancy in orderto attain a good physical fitness level.

The information on physical fitness in pre-ado-lescents in a society undergoing major societalchanges (such as South Africa) can be regarded asone of the strengths of the study. On the otherhand, the samples were restricted to school-goingchildren, which limit generalization of the results.

Conclusion

Taking into considerations that neuromotorfitness components relate in varying ways to dif-ferent health outcomes, physical activity pro-grams should be designed to capture not onlythe levels of cardiorespiratory fitness but alsoflexibility, muscular fitness and speed/agility.

miglioramento nelle valutazioni future. Sia che irisultati di queste variabili di valutazione neuro-motoria vengano giudicati scarsi, discrete, buoni oeccellenti (sulla base di alcuni standard e modelli),essi sono la manifestazione del livello di perfor-mance motoria dei bambini.

L’importanza di queste misurazioni di perfor-mance fisica è correlata allo sviluppo di abilitàmotorie, al miglioramento della qualità di vita edel benessere sociale. Attività sportive e program-mi di educazione fisica sono componenti essen-ziali dello sviluppo di un bambino. Attraverso losviluppo di abilità motorie percettive, al bambinosi forniscono gli strumenti pratici che egli/ella pos-sono applicare alle proprie attività all’interno eall’esterno della classe, 45 aiutandoli così a pro-muovere uno stile di vita attivo. Tuttavia, i nostrisistemi scolastici, probabilmente a causa di limi-tate risorse finanziarie, hanno contribuito allostile di vita sedentario dei bambini devolvendolimitate risorse all’istruzione di attività fisica,campi di gioco, e programmi sportivi dopo-scuo-la. L’eliminazione del programma di educazio-ne fisica nel percorso di studi delle scuole del SudAfrica ha peggiorato ulteriormente la situazione,rappresentando l’ambiente scolastico una buonaopportunità per formare le attitudini e i compor-tamenti dei bambini verso la promozione dell’at-tività fisica al fine di prevenire che diventino adul-ti sedentari. I bambini necessitano di essere fisi-camente attivi sin dalla giovane età ed avere espe-rienze positive al fine di mantenere durante tut-ta la vita l’aderenza all’attività fisica.46 Poichèla salute e la fitness fisica sono commensurate adun buon livello di vita,47,48 lo sviluppo di unacoscienza per l’attività fisica nei bambini dovreb-be iniziare già in età infantile al fine di ottenereun buon livello di fitness fisica.

Le informazioni relative alla fitness fisica neipre-adolescenti in una società che sta andandoincontro a enormi cambiamenti sociali (come ilSud Africa) possono essere considerate uno dei pun-ti di forza di questo studio. Dall’altra parte, i cam-pioni erano ristretti ai bambini che frequentavanola scuola, con conseguenti limiti nella generaliz-zazione dei risultati.

Conclusioni

Considerando che le diverse componenti di fitnessneuromotoria correlano in varie misure con lo sta-to di salute generale, i programmi di attività fisicadovrebbero essere disegnati per rilevare non solo ilivelli di fitness cardiorespiratoria ma anche di fles-sibilità, fitness muscolare e velocità/agilità. Pertanto,



Thus, the role of the school comes into focushere, as children spend the greater part of theirtime in school. The school may play a crucialrole by helping to identify children with lowphysical fitness, and by promoting positive healthbehaviors such as encouraging children to beactive, with special interest in the diverse pur-poseful physical activity. The family too, couldhelp by complementing the efforts of the schoolin ensuring that children are active at home.

il ruolo delle scuole è cruciale in questo ambito, poi-ché i bambini trascorrono la maggior parte del lorotempo ac scuola. Infatti, la scuola dovrebbe aiuta-re ad identificare i bambini con ridotta fitness fisi-ca, e promuovere i comportamenti salutari positivi,incoraggiando i bambini ad essere attivi, con vivointeresse nelle diverse attività fisiche finalizzate.Anche la famiglia potrebbe essere di aiuto, inte-grando gli sforzi della scuola affinchè I bambinisiano attivi anche a casa.



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Fundings.—This study was funded by the University of Venda, South Africa.Acknowledgments.—The authors are grateful to all the principals, parents and learners in primary schools in Tshannda area,Mutale Municipality South Africa which participated in the study. Received on January 12, 2010 - Accepted for publication on May 5, 2010.Corresponding author: L.O. Amusa, DPE, Centre for Biokinetics, Recreation and Sport Science, University of Venda, SouthAfrica, X5050 Thohoyandou, South Africa. E-mail: [email protected]

Incidence of injuries and illnessesin 32nd America’s Cup yacht racing

Incidenza di infortuni e malattiealla 32° America’s Cup yacht racing

A. BELLI 1, G. DELLA BELLA 1, M. L. MOLLO 1, C. GARCOVICH 1, 2, C. FOTI 1, 2

1Ph.D Advanced Tecnhnology in Rehabilitation Medicine, Tor Vergata University, Rome, Italy2PRM School of Specialization Tor Vergata University, Rome Italy

SUMMARYAim. To determine the incidence and severity of injuries and illnesses incurred by a professional America’s Cup yachtracing sailing crew during the preparation for and partecipation in the challenge for the 2004/2007 America’s Cup inValencia.Methods. A prospective study design was used over 36 months of sailing and training. All injuries and illnesses sustainedby the 35 professional male crew team members requiring medical treatment were recorded, including the diagnosis,nature, location, and mechanism of injury. The volume of sailing and training were recorded and the severity of inci-dents were determined by the number of days absent from both sailing and training.Results. In total, 380 injuries and 180 illnesses were recorded, with an overall incidence of 10.6 incidents/1000 sail-ing and training hours (injuries, 7.3; illnesses, 3.3).The upper limb was the most commonly injured body segment (40%), followed by the spine and neck (30%). The mostcommon injuries were joint/ligaments sprains (27%) and tendinopathies (20%). The incidence of injury was significantlyhigher in training (17.2) than sailing (4.4). The most common activity or mechanism of injury was non-specific overuse(24%), followed by impact with boat hardware (15%) and weight training (13%). “Grinders” had the highest overall injuryincidence (15.4), and “bowmen” had the highest incidence of sailing competition injuries (6.4). Most of the illnesseswere upper respiratory tract infections (44%).Conclusion. The data from this study suggest that America’s Cup crew team members are at a similar risk of injury toathletes in other non-collision team sports. Prudent allocation of preventive and therapeutic resources, such as com-prehensive health and medical care, well designed conditioning and nutritional programmes and appropriate managementof recovery should be adopted by America’s Cup teams in order to reduce the risk of injury and illnesses.

KEY WORDS: America’s cup - Injuries - Incidence - Illness - Sailing.


RIASSUNTOObiettivo. Determinare l’incidenza e gravità degli infortuni e delle malattie sostenute da un team professionale di veli-sti dell’America’s Cup durante la preparazione e la partecipazione alla sfida per l’America’s Cup 2004/2007 a Valencia. Metodi. È stato utilizzato un disegno di studio prospettico per 36 mesi di navigazione e allenamento. Tutti gli infortu-ni e le malattie occorse ai 35 membri professionali maschi dell’equipaggio che hanno richiesto un intervento medicosono state registrate, riportando diagnosi, natura, localizzazione e meccanismo del trauma. Il volume di navigazionee allenamento sono stati registrati e la gravità degli infortuni è stata determinata in base al numero di giorni di assen-za dalla navigazione e dall’allenamento. Risultati. In totale sono state registrate 380 infortuni traumatici e 180 malattie, con un’incidenza generale di 10,6 inci-denti/1000 ore di navigazione e allenamento (traumi 7,3; malattie 3,3). L’arto superiore è risultato il segmento più fre-quentemente interessato (40%), seguito da colonna e collo (30%). I traumi più frequenti erano lesioni articolari/lega-

Orthopedic areaArea ortopedica

MED SPORT 2010;63:239-53

BELLI INCIDENCE OF INJURIES AND ILLNESSES IN 32ND AMERICA’S CUP YACHT RACING

The America’s Cup is the most prestigiousregatta and match race in the sport of sailing,

and the oldest active trophy in international sport,predating the Modern Olympics by 45 years.Theevent is a series of “match races” between twoboats at a time, with each race lasting two orthree hours.

Teams compete in up to 70 races during theevent, which takes place over 30 weeks. Allmanoeuvres on-board are performed manuallywithout assistance from stored energy; conse-quently high physical and psychological demandsare placed on the 17 person crew. The intensityand demands depend on the position or role ofthe athlete, the weather conditions, the race tac-tics, and the competitiveness of the opposition.Preparation for the event involves two to fouryears of training; consequently the vast majorityof time is spent in training rather than in com-petition. The training comprises land based activ-ities, such as strength and conditioning, and on-water sailing. With the inclusion of other dailyactivities, such as debriefs and boat maintenance,an average working day is 9-14 hours. A majorrisk for athletes during periods of high trainingvolumes is that of injury or illness. Mitigation ofthis risk by effective preventive and therapeuticinterventions requires the determination of injuryand illness incidence, severity and risk.Unfortunately previous descriptive reports ofinjuries sustained by America’s Cup teams havelacked clarity in their definition of injury andmethod of data collection, and have not includ-ed incidence and severity. Furthermore, otheroff-shore ocean yacht races have very differentrace formats and crew demands from that of theAmerica’s Cup, limiting the applicability of theinjury epidemiology published.

The aims of this study were to document theinjuries and illnesses sustained by a profession-

L’America’s Cup costituisce la regata e match racepiù prestigiosa nello sport della vela, ed è il tro-

feo attivo più antico dello sport internazionale, nato45 anni prima delle Olimpiadi Moderne. L’eventoconsiste in una serie di ‘match race’ tra due scafi allavolta, della durata di due o tre ore.

I vari team affrontano fino a 70 gare durante l’e-vento, che dura oltre 30 settimane. Tutte le mano-vre a bordo vengono eseguite manualmente, senzaassistenza di accumulatori di energia; conseguen-temente ai 17 membri dell’equipaggio vengono postealte richieste fisiche e psicologiche. L’intensità e il tipodi richiesta dipendono dal ruolo dell’atleta, dallecondizioni meteorologico, dalla tattica di gara edalla competitività dell’avversario. La preparazio-ne dell’evento richiede da due a quattro anni diallenamento, pertanto la stragrande maggioran-za del tempo viene impiegato per allenarsi piuttostoche in gara. L’allenamento comprende attività nel-la base a terra, come il rinforzo muscolare e il con-dizionamento, e la navigazione sull’acqua. Inclu-dendo altre attività quotidiane, come le riunioni ela cura delle barche, la giornata lavorativa mediaè di 9-14 ore. Uno dei maggiori rischi per gli atletidurante i periodi di allenamento intenso è quello diincorrere in traumi e malattie. La riduzione di talerischio con una prevenzione e interventi terapeu-tici efficaci richiede la determinazione dell’inci-denza, gravità e rischio di incappare in traumi emalattie. Sfortunatamente, i resoconti precedenti suitraumi riportati dai team dell’America’s Cup man-cavano di chiarezza nella definizione dei traumie nei metodi di raccolta dei dati, e non riportava-no incidenza e gravità. Inoltre, altre regate ocea-niche hanno formati di regata e richieste per l’e-quipaggio molto differenti da quelle dell’America’sCup, limitandone l’applicabilità dell’epidemiolo-gia dei traumi.

Lo scopo di questo studio era di documentare itraumi e le malattie sostenute da un team profes-sionistico di America’s Cup per un periodo di treanni prima e durante la sfida per l’America’s Cup


mentose (27%), e tendinopatie (20%). L’incidenza di traumi era significativamente superiore in allenamento (17,2) rispet-to alla gara (4,4). L’attività o meccanismo traumatico più comune era un aspecifico overuse (24%), seguito dall’impattocon parti dell’imbarcazione (15%) e allenamento con i pesi (13%). I grinder risultavano i più affetti da traumi in asso-luto (15,4) mentre i prodieri presentavano l’incidenza maggiore di lesioni traumatiche durante la competizione (6,4).La maggior parte delle malattie erano rappresentate da infezioni delle alte vie respiratorie (44%) Conclusioni. I dati di questo studio suggeriscono che i membri di un team dell’ America’s Cup sono esposti ad unrischio di infortuni simile agli atleti di sport non di contatto. Una amministrazione prudente delle risorse preventive eterapeutiche, come una gestione ampia della salute e delle cure, una preparazione ben disegnata e programmi alimentariappropriati, e una corretta gestione dei recupero dovrebbero essere adottati dai team di America’s Cup per ridurre il rischiodi infortuni e malattie.

PAROLE CHIAVE: America’s cup - Traumi - Incidenza - Malattia - Vela.

INCIDENCE OF INJURIES AND ILLNESSES IN 32ND AMERICA’S CUP YACHT RACING BELLI

al America’s Cup crew for a period of three yearsbefore and during the 2007 America’s Cup chal-lenge, and to provide an insight into the inci-dence, severity and mechanisms of America’sCup injuries and illnesses.


Design study

A prospective study design was used to collectthe injury and training data of a professionalAmerica’s Cup yacht racing crew during thepreparation for and participation in the challengefor the 2007 America’s Cup. All crew memberssigned a consent form allowing their medicaland training details to be collected and used in thestudy.

There were 35 male crew members, repre-senting eight different nationalities. The experi-ence and success of the crew included a total of20 Olympic campaigns, seven Olympic medals,80 World Championship titles, nine Round theworld races and 90 previous America’s Cup cam-paigns.

At the start of the study the mean (SD) age,body mass, and body fat percentage of the crewwere 37 (7) years, 98 (8) kg and 13.4% (6.5)respectively.

The study period covered 124 weeks of sailingand training. This was divided into four periods,each with a different sailing objective and sepa-rated by a four to six week transition phase. Themode of sailing in period 1 (30 weeks) was pre-dominantly boat testing, period 2 (50 weeks) wascrew training and race training, period 3 (22weeks) was crew training and boat testing, peri-od 4 (22 weeks) was the competition phase andincluded the first 16 weeks of the 2007 America’sCup challenger series “Louis Vuitton Cup”.

Assessment of injury and illness

A reportable injury was defined as “any injuryoccurring as a result of scheduled sailing or train-ing causing pain, disability or tissue damage,resulting in at least one treatment from the crew’smedical staff”. A reportable illness was defined as“any non-injury related medical condition requir-ing medication or treatment”. Consultations, med-ical advice, soft tissue massage, or non-specifictreatments that did not meet this criterion werenot included.

2007, e fornire una panoramica su incidenza, gra-vità e meccanismo dei traumi e delle malattiedell’America’s Cup.

Materiali e metodi

Disegno dello studio

È stato utilizzato un disegno di studio prospetti-co, raccogliendo i dati degli infortuni e degli alle-namenti di un team professionale dell’America’sCup durante la preparazione e la partecipazionealla sfida per l’America’s Cup 2007. Tutti i membridel team hanno firmato un consenso scritto per per-mettere di raccogliere i dettagli medici e relativiall’allenamento, al fine di questo studio.

I membri del team erano 35, maschi, in rappre-sentanza di otto diverse nazionalità. L’esperienza ei successi dell’equipaggio comprendevano 20 par-tecipazioni ai Giochi Olimpici, sette medaglieOlimpiche, 80 titoli Mondiali, 9 regate attorno almondo e 90 precedenti partecipazioni a preceden-ti America’s Cup.

All’origine dello studio l’età, il peso corporeo, ela percentuale di grasso corporeo medio (SD) del-l’equipaggio erano 37 (7) anni, 98 (8) kg e 13.4%(6.5) rispettivamente.

Il periodo di studio ha interessato 124 settima-ne di vela e di allenamento. La durata totale èstata suddivisa in quattro periodi, ognuno conun differente obiettivo velistico e separati da quat-tro a sei settimane di fase di transizione. La moda-lità di veleggiare del primo periodo (30 settimane)era principalmente la preparazione delle imbar-cazioni, il secondo periodo (50 settimane) la pre-parazione dell’equipaggio e preparazione alleregate, il terzo periodo (22 settimane) prepara-zione dell’equipaggio e preparazione delle imbar-cazioni, e il quarto periodo (22 settimane) era lafase della competizione, e comprendeva le prime16 settimane di delle competizioni tra sfidantiper la America’s Cup 2007, nella “Louis VuittonCup”.

Valutazione degli infortuni e delle malattie

Un infortunio degno di nota era definito come“una lesione conseguente a navigazione o allena-mento programmati, da cui derivasse dolore o dan-no tissutale, tale per cui fosse necessario almeno unintervento da parte dello staff medico”. Una malat-tia degna di nota era definita come “ogni condizionemedica non traumatica che richiedesse medica-zione o trattamento”.

Le visite, consigli medici, massaggi dei tessuti



A recurrent injury was defined as the recur-rence of an injury previously requiring medicalintervention during the study period. A pre-exist-ing injury was defined as an injury or degenera-tive condition that was diagnosed by the crew’smedical staff as being present before the start ofthe study and or being contracted with the team.

Overuse injuries were defined as those result-ing from a gradual development of symptoms,whereas acute injuries were defined as thoseresulting from a specific single traumatic event.

Two kind of measures of injury and illnessseverity were used: absence from sailing as “thenumber of days absent from sailing as a result ofinjury and illness”; absence from full training as“the number of days absent from full training asa result of injury and illness”.


All injuries and illnesses were diagnosed andreported by the Health Lab of the crew’s medicalstaff, which included a sports physician, a generalpractitioner and physiotherapist on an injuryreport form (Figure 1). The diagnoses of allinjuries were confirmed by the team’s sportsphysician. All land based training session, includ-ing the duration and type of training performedand the crew attendance, were reported by thecrew’s physiotherapist. All sailing sessions, whichincluded the type of sailing performed, the num-ber of crew and the number of hours sailed, werereported by the crew manager.

Exposure time was defined as “the total num-ber of hours that each athlete was engaged inscheduled training and sailing”. Incidence wascalculated as the number of injuries or illness-es/1000 athlete sailing or athlete training hours.The χ2 goodness of fit test was used to deter-mine the difference between the observed andexpected incidence of injury or illness acrossgroups and time periods.

Results

Table I shows an overview of the sailing andland based training demands placed on the crewas well as the number of incidents (injury andillness) during the four study periods.

There was a decline in the volume of trainingand sailing exposure performed between the firstperiod of boat testing (period 1) and the finalcompetition phase (period 4).

molli o trattamenti non specifici che non rispettavanoquesti criteri non sono stati inclusi nello studio.

Una lesione ricorrente era definita come la reci-diva di una lesione che aveva richiesto precedente-mente un intervento medico durante il periodo distudio. Si definiva lesione pre-esistente una lesioneo condizione degenerativa che veniva definita dal-lo staff medico come presente già al momento del-l’inizio dello studio e o con il team.

Si definivano lesioni da overuse quelle derivan-ti da uno sviluppo graduale dei sintomi, mentre sidefinivano infortuni acuti quelli derivanti da unevento traumatico specifico.

Sono state utilizzate due tipi di misure di gra-vità degli infortuni e delle malattie: l’assenza dallanavigazione come “numero di giorni di astensionedalla navigazione come conseguenza del trauma omalattia”; assenza dall’allenamento come “nume-ro di giorni di astensione dall’allenamento comeconseguenza del trauma o malattia”.

Analisi statistica

Tutti i traumi e le malattie venivano diagnosticatie registrati dal Health Lab dello staff medico delteam, comprendente un medico sportivo, un medi-co generico e un fisioterapista, utilizzando un modu-lo preimpostato di registrazione del trauma (Figura1). Le diagnosi di tutte le lesioni venivano confermatedal medico sportivo del team. Tutte le sessioni a ter-ra, compresa la durata e il tipo di allenamento ese-guito e le presenze dei membri dell’equipaggio, veni-vano registrate da fisioterapista. Tutte le sessioni divela, compreso il tipo di andatura, il numero dipartecipanti e il numero di ore navigate, venivanoriportate dal manager del team.

Il tempo di esposizione era definito come “il nume-ro totale di ore in cui ogni atleta era impegnato inun allenamento o navigazione programmata”.L’incidenza veniva calcolata come numero di infor-tuni o malattie/1000 ore di allenamento o naviga-zione per atleta. Per determinare le differenze traosservato e atteso sugli infortuni e le malattie neidiversi gruppi e periodi veniva utilizzato il test del χ2.

Risultati

La tabella I mostra una panoramica sulle richie-ste di navigazione e allenamento a terra per l’e-quipaggio, e il numero di incidenti (infortuni emalattie) nei quattro periodi di studio.

Si è verificata una riduzione nel volume dell’e-sposizione ad allenamenti e navigazione tra il perio-do iniziale di test delle imbarcazioni (periodo 1) ela fase finale di competizione (periodo 4).




Figure 1.—Injury report form.Figura 1. — Modulo di registrazione degli infortuni.


In total 59800 hours of sailing and 17166 hoursof training were reported, during which 678 inci-dents (440 injuries and 238 illnesses) wererecorded. A larger proportion of the injuries(75%) and illnesses (60%) caused modification oftraining rather than absence from sailing (25%and 58% respectively). The prevalence of injuriesand illnesses causing absence from sailing,expressed as the percentage of athletes absent,was 7.5%, and that causing absence from fulltraining was 17.2%.

In totale sono state registrate 59800 ore di navi-gazione e 17166 ore di allenamento, durante lequali si sono verificati 678 incidenti (440 traumi e238 malattie). La gran maggioranza dei traumi(75%) e delle malattie (60%) ha determinato unamodifica dell’allenamento piuttosto che un’assenzadalla navigazione (25% e 58% rispettivamente). Laprevalenza di infortuni e malattie che hanno cau-sato un’assenza dalla navigazione, espressa comepercentuale di atleti assenti, era 7,5%, e quella diassenza dall’allenamento era 17,2%.


TABLE I.—Sailing and training demands and the incidence of the injury and illness during the four study periods.Tabella I. — Richieste di navigazione e allenamento e incidenza di infortuni e malattie nei quattro periodi distudio.

Number (incidence/1000 h)

Period Number Sailing Training Average Injury Illness All incidentsof weeks intensity intensity exposure

1 30 Low Low 23 84 (5.8) 36 (3.0) 120 (8.8) 2 50 High Moderate 18 130 (6.4) 78 (3.1) 208 (9.5)3 22 Moderate High 13 70 (7.3) 12 (1.5) 82 (8.8)4 22 Moderate Low 12 56 (4.8) 54 (4.5) 110 (9.3)

All 124 — — 17 340 (7.3) 180 (3.3) 520 (10.6)

Sailing intensity was determinated by the main mode of sailing during each period: boat testing=low; crew training and boattesting=moderate; race training and or crew training=high. Training intensity was determinated according to three points subjectiveLikert Scale, which was reported by each athlete after each training session.

Average exposure is sailing more training (hours/week/athlete).

TABLE II.—Mechanism of injury or activity during which injury was sustained as a function of severity (days absentfrom sailing and training).Tabella II.—Meccanismo del trauma o attività durante la quale si verificava il trauma, in funzione della gra-vità (giorni di assenza dalla navigazione e allenamento).

Injury incidence Injury severity

Mechanism of injuryNumber Number Total days absent%

per athlete from sailing from full training Total days absent(average/injury) (average/injury)

Training activity 104 (34) 2.1 267 (3.6) 804 (10.9)Weight training 39 (16) 0.8 93 (3.2) 201 (6.9)5Interval running 36 (11) 0.7 48 (1.8) 339 (13.0)Conditioning games 18 (4) 0.4 42 (3.2) 118 (9.1)5Fitness testing 7 (2) 0.1 76 (19.0) 111 (27.8)Arm ergometer training 4 (1) 0.1 8 (4.0) 35 (17.5)

Sailing 96 (30) 1.9 106 (1.6) 441 (6.7)5Impact with boat 44 (15) 1.0 58 (1.7) 226 (6.6)5Specific overuse 21 (5) 0.3 8 (0.7) 88 (8.0)Pulling/lifting sails 15 (5) 0.3 3 (0.3) 30 (3.0)Grinding 7 (2) 0.2 0 (0.0) 56 (8.0)Sustained posture 9 (3) 0.1 37 (9.3) 41 (10.2)

Non-specific overuse* 82 (28) 1.5 393 (7.6) 761 (14.6)Other 58 (12) 0.8 178 (6.4) 346 (12.4)All 340 (100) 6.3 944 (4.3) 2352 (10.7).

*Injuries resulting from a combination of both sailing and training activities.


Injuries

Table II shows the frequency and severity ofinjuries sustained during different activities. Themost common injuries during training activity wasweight training (16% of all injuries); a large pro-portion of these injuries were to the shoulder (48%).

The incidence of acute injuries (72%) was sig-nificantly higher than the incidence of overuseinjuries (28%) (p<0.0006; χ2=22.5; df= 1), but lit-tle difference was observed in the total numberof days absence from training (acute,2420 days;overuse,2284 days; p=0.20;χ2=2.0; df=1), or sail-ing (acute, 1014 days; overuse, 874 days; p=0.02;χ2=5.7; df=1).

There was a significantly higher incidence ofinjury in training (9.6/1000 training hours) than insailing (4.4/1000 sailing hours) (p=0.05; χ2=3.6;df=1).

The greatest proportion of injuries affected theupper limb (44%), followed by the lower limb(21%) , the trunk (20%) and the head and neck(15%). Figures 1 and 2 show the anatomical loca-tion and pathology (Figure 3) of all injuries sus-tained. The shoulder and upper arm (15%) (longhead of biceps tendinopathy, 38%; acromioclav-icular joint sprains, 19%) and the lumbar spine(12%) (facet joint sprains, 34%; degenerativechanges, 28%) were the most commonly affect-ed locations.

Joint/ligament sprains (37%) and tendino-pathies (22%) were the most common pathologies.

Traumi

La Tabella II mostra la frequenza e gravità degliinfortuni riportati durante le diverse attività. Lalesione più frequente durante l’allenamento erafacendo i pesi (16% di tutti i traumi); un’ampiaproporzione di queste lesioni interessavano la spal-la (48%). L’incidenza di lesioni acute (72%) erasignificativamente superiore rispetto a quelle da ove-ruse (28%) (p<0.0006; χ2=22,5; df= 1), ma si osser-vava una differenza piccola sul numero totale digiorni di assenza dall’allenamento (acuto,2420giorni; overuse, 2284 giorni; p=0,20; χ2=2,0; df=1),o dalla navigazione (acuto, 1014 giorni; overuse,874 giorni; p=0,02; χ2=5,7; df=1). Abbiamo rileva-to una incidenza di traumi significativamente mag-giore durante l’allenamento (9,6/1000 ore di alle-namento) rispetto alla navigazione (4,4/1000 ore dinavigazione) (p=0,05; χ2=3,6; df=1). La maggiorparte dei traumi interessava l’arto superiore (44%),seguito dall’arto inferiore (21%) , il tronco (20%) etesta e collo (15%). Le Figure 1 e 2 mostrano la loca-lizzazione anatomica e la patologia (Figura 3) ditutti gli infortuni occorsi. La spalla e arto superiore(15%) (tendinopatia del capo lungo del bicipite,38%; distorsioni dell’articolazione acromioncla-veare, 19%) e la colonna lombare (distrazione del-le faccette articolari, 34%; lesioni degenerative, 28%)erano le sedi più affette. Distorsioni articolari/lega-mentose (37%) e tendinopatie (22%) erano le pato-logie più frequenti.

La Tabella III riporta le più comuni diagnosi dilesioni da overuse, della navigazione, dell’allena-mento o aspecifiche, e la Tabella IV riporta le lesio-


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Figure 2.—Incidenza of injuries by anatomical location.Figura 2. — Incidenza dei trauma in base alla sede anatomica.


Table III shows the most common sailing, train-ing and non-specific overuse injuries diagnoses,and table IV shows the injuries causing the great-est number of day absence. Pre-existing injuriescaused a severe absence from sailing (28%) andmodification of training (25%), whereas recur-rent injuries and new injuries showed similar orlower proportions.

Table V shows the incidence of injury and ill-ness of the crew in different positions. Grindershad the highest overall incidence of injuries

ni responsabili del maggior numero di giorni diassenza. Le patologie preesistenti hanno determi-nato una grave assenza dalla navigazione (28%) euna modifica dell’allenamento (25%), mentre lelesioni ricorrenti e le nuove lesioni hanno mostratoproporzioni simili o inferiori.

La Tabella V mostra l’incidenza degli infortuni emalattie in base alla posizione dei membri dell’e-quipaggio. I grinder avevano la maggior incidenzadi traumi (9,7/1000 ore di allenamento o naviga-zione) e i prodieri mostravano la maggior inciden-


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Muscleinjury

Tendino-pathy

BursitisNeuropathyMyofacialpain

Laceration/abrasion

Contusion/haematoma

Figure 3.—Incidence of injuries by pathology.Figura 3. — Incidenza dei trauma in base alla patologia.

TABLE III.—Most common injury diagnoses.TABELLA III. — Diagnosi più comuni di infortunio.

Injury Number

SailingElbow/forearm haematoma 11 (0.4)Thoracolumbar junction sprain 6 (0.2)Cervical pain 5 (0.2)Low back pain 5 (0.2)

TrainingLumbar spine pathology 7 (0.8)Lateral ankle sprain 7 (0.8)Biceps tendinopathy 6 (0.7)Illiotibial band syndrome 4 (0.5)

Non-specific overuseLateral/medial elbow tendinosis 8 (0.2)Biceps tendinopathy 5 (0.1)Cervicothoracic pathology 5 (0.1)Intersection syndrome 3 (0.1)

All injuriesLow back pain 17 (0.4)Cervicothoracic pathology 14 (0.4)Biceps tendinopathy 12 (0.3)Lateral ankle sprain 10 (0.3)

Values in parentheses are incidence.


(9.7/1000 sailing and training hours), and bow-men had the highest incidence of sailing injuries(5.2/1000 sailing hours).

Illnesses

The incidence (40%) of upper respiratory tractinfections (vRS) was significantly higher than thatof all other medical conditions (p<0.0005; χ2=15.7;df=1) (Figure 4).

za di infortuni durante la navigazione (5,2/1000 oredi navigazione).

Malattie

L’incidenza delle infezioni delle alte vie respira-torie (40%) era significativamente superiore a quel-la di tutte le altre condizioni mediche (p<0,0005;χ2=15,7; df=1) (Figura 4). Hanno anche causato lamaggioranza delle assenze dalla navigazione (65%)e delle modifiche dell’allenamento (52%).


TABLE IV.—Injuries causing the greatest number of days absence.Tabella IV. — Infortuni che hanno causato il maggior numero di giorni di assenza.

Days absent Days absent fromInjury from sailing Injury full training

SailingTriceps tendon tear 55 PINE 75Intersection syndrome 32 Intersection syndrome 64Hang/finger laceration 23 Finger sprain 45PINE 12 Triceps tendon tear 55

TrainingNavicular fracture 130 Lumbar spine path. 116SLAP lesion 98 SLAP lesion 98Homerus fracture 65 Rotator cuff injury 95Low back pain 47 Lateral ankle sprain 49

Non-specific overuseCervical spine degeneration 96 Cervical spine degeneration 112Inguinal hernia 90 Biceps tendinopathy 78PINE 55 PINE 48Lumbar hernia 45 Inguinal hernia 95

All Cervical pain 196 Cervical back pain 120Navicular fracture 115 PINE 224SLAP lesion 98 Biceps tendinopathy 133Low back pain 45 Low back pain 148

PINE: Posterior interosseous nerve entrapment; SLAP lesion: lesion, superior labrum anterior-posterior lesion.

TABLE V.—Incidence of injury, illness, and all incidents as a function of crew position.Tabella V. — Infortuni che hanno causato il maggior numero di giorni di assenza.

Injury AllPosition

Number Sailing Training All Illness Incidents

Grinder 12 33 (3.1) 33 (11.2) 124 (7.7) 56 (4.8) 180 (12.5)Pitman 3 5 (2.0) 9 (12.2) 45 (7.3) 22 (3.4) 67 (10.7)Utility 4 5 (1.5) 12 (12.2) 53 (6.4) 16 (4.2) 69 (10.6)Bowman 4 11 (4.2) 1 (1.0) 39 (5.0) 24 (2.5) 63 (7.5)Navigator 2 1 (0.6) 4 (8.1) 8 (2.7) 14 (4.6) 22 (7.3)Trimmer 7 10 (1.7) 13 (7.6)4 63 (4.3) 38 (2.5) 101 (6.8)Helmsman 3 1 (0.4) 2 (2.7) 8 (1.8) 10 (2.8) 18 (4.6)All 35 66 (4.4) 74 (9.6) 340 (7.3) 180 (3.3) 520 (10.6)

Values are number with incidence/1000 hours in parameters.


They also caused most days of absence fromsailing (65%) and modification of training (52%).

Discussion

This is the second prospective cohort study ofAmerica’s Cup yacht racing to document andreport both the incidence and severity of injuriesand illnesses, so it is difficult to make comparisonswith previous studies.

However, the inclusive injury definition usedin this study is similar to that adopted in America’sCup 2003 and in recent studies in other sports.

The incidence of injury in this study (5.8injuries/1000 hours)was considerably lower thanin professional sports involving contact and col-lision, such as rugby league (114) and soccer(81), but similar to the incidence reported in non-contact sports such as professional cricket (7)and amateur ocean yacht racing (1).

Although the incidence of injuries is low incomparison with many other professional sports,the higher volume of sailing and training expo-sure incurred by America’s Cup crews increasesthe burden of injuries and illnesses on a team.

Consequently the prevalence of crew absencefrom full training was similar to the averageabsence from training and competition in profes-sional rugby union, in which the volume of train-ing and competition performed was much lower:300-500 minutes a week in rugby team comparedwith 700-2000 minutes a week in sailing team.

Discussione

Questo è il secondo studio di coorte sull’ America’sCup per documentare e descrivere l’incidenza e lagravità degli infortuni e malattie, cosicché è difficilefare un confronto con studi precedenti.

Tuttavia, il criterio di inclusione per definire iltrauma è simile a quello adottato nello studio sull’America’s Cup 2003 e in studi recenti riguardantialtri sport.

L’incidenza di infortuni in questo studio(5,8/1000 ore) era considerevolmente inferiore aglisport professionistici coinvolgenti contatti e colli-sioni, come il rugby (114) il calcio (81), ma simileall’incidenza riportata negli sport non di contattocome il cricket professionale (7) e la regata oceanicaamatoriale (1).

Benché l’incidenza di infortuni sia bassa rispet-to a molti altri sport professionistici, il volume elevatodi esposizione alla navigazione e all’allenamento deiteam di America’s Cup aumenta il peso dei traumie malattie dei team.

Di conseguenza, la prevalenza di assenze del-l’equipaggio dall’attività di allenamento completaera simile all’assenza dall’allenamento e dalla com-petizione di una divisione professionale di rugby, incui il volume dell’allenamento e competizione era-no notevolmente minori: 300-500 minuti alla set-timana per i team di rugby rispetto a 700-2000minuti a settimana per il team di vela.

Si è osservata una riduzione del volume mediodi navigazione e allenamento nelle diverse fasidello studio. Tuttavia, l’incidenza non seguivaquesto trend, con un’incidenza maggiore di trau-


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Figure 4.—The proportion of illnesses by diagnosis.Figura 4. — Proporzione delle malattie in base alla diagnosi.


There was a reduction in the average volumeof sailing and training exposure over the studyperiods. However, the incidence failed to followthe same trend, with the highest incidence ofinjury occurring during the periods of highesttraining intensity, indicating that the intensity ofthe training exposure, rather than the volume,may be a more important injury risk factor.

The incidence of injury in the Louis VuittonCup and America’s Cup 2007 racing period (peri-od D) was lower than the incidence in the otherstudy periods.

This contrasts with observations from profes-sional soccer and professional rugby union, inwhich a significantly higher incidence of injuryhas been reported during competition than out ofcompetition.

A decrease in the training intensity during theracing period and a reluctance of the crew toindicate any injuries for fear to lose their positionon the race boat are the most likely reasons.

Furthermore, the incidence of injury in trainingwas significantly higher (8.5) than the incidenceof injury in sailing (2.4). This is probably a resultof the higher intensity of the training performedcompared with the sailing races, as well as manyof the crew not having performed any regularformal training programmes before joining the32nd America’s Cup.

It should also be noted that strength and con-ditioning is a recent addition to sailing and isgenerally not performed outside of the profes-sional sailing environment.

The most common sailing injuries were con-tusions and sprains, occurring often as a result ofimpact with boat hardware, for example spin-naker poles, winch handles, foot chocks, ropes,sails and winches.

Training injuries were usually sprains,tendinopathies and muscle strains, most of whichwere sustained during weight training sessions.

Activities involving shoulder abduction andexternal rotation, particularly when lifting nearmaximal loads, such as on the shoulder pressand bench press, may compromise the stability ofthe shoulder and increase the risk of a shoulderinjury, and may explain the high proportion ofweight training related shoulder injuries (40%).

The most severe training injuries resulted fromfitness testing and may question the appropri-ateness of maximal testing with elite athletes.

Although the benefits of maximal intensity test-ing are widely acknowledged, testing protocolsshould avoid placing athletes at an unnecessaryrisk of injury.

mi nelle fasi di allenamento più intensivo, indi-cando che è l’intensità dell’allenamento, piutto-sto che il volume, a rappresentare il fattore dirischio maggiore.

L’incidenza di traumi nelle fasi di competizio-ne della Louis Vuitton Cup e dell’America’s Cup2007 (periodo D) era inferiore rispetto all’inciden-za nelle altre fasi.

Questo contrasta con l’osservazione dei calciatoriprofessionisti e rugbisti, in cui è stata descritta un’in-cidenza di traumi significativamente superiore nelperiodo delle competizioni rispetto a quello non dicompetizione.

Le ragioni più probabili di questo dato sono unariduzione dell’intensità dell’allenamento nel perio-do di competizione, e la riluttanza dell’equipaggioa riferire un trauma per paura di perdere il posto sul-l’imbarcazione.

Inoltre, l’incidenza di infortuni in allenamentoera significativamente superiore (8,5) rispetto all’in-cidenza in navigazione (2.4). questo è probabil-mente il risultato della maggiore intensità dell’alle-namento rispetto alla regata, ma anche del fattoche molti dell’equipaggio non avevano eseguitoalcun programma formale di allenamento prima dipartecipare alla 32° America’s Cup.

Va anche notato che il rinforzo muscolare e ilcondizionamento costituiscono una recente aggiun-ta alla vela e non è generalmente eseguita al di fuo-ri dei team professionali. Gli infortuni più comunierano contusioni e distorsioni, occorse spesso comerisultato dell’impatto contro parti dell’imbarcazio-ne, per esempio il tangone dello spinnaker, le mani-glie dei winch, i sostegni per i piedi, cime, vele ewinch.

Gli infortuni in allenamento erano normal-mente distorsioni, tendinopatie e lesioni muscola-ri, per lo più occorse durante esercizi di solleva-mento pesi.

Le attività che comportavano l’abduzione edextrarotazione della spalla, in particolare solle-vando pesi submassimali, come sulla shoulder presse sulla bench press, potrebbero mettere a rischio lastabilità della spalla e aumentare il rischio di infor-tunio della spalla, e potrebbero spiegare l’alta pro-porzione di lesioni della spalla correlate agli esercizidi sollevamento pesi (40%).

Gli infortuni più gravi in allenamento deriva-vano dai test di fitness e potrebbero porre unadomanda sull’appropriatezza degli test massimalinegli atleti di elite.

Benché i benefici dei test di intensità massimalesiano ben noti, i protocolli di test dovrebbero evita-re di esporre l’atleta ad un elevato e inutile rischiodi infortuni.

L’alta proporzione di lesioni acute riportate in



The greater proportion of acute injuries (75%)in this study was in contrast with the findings ofAllen, who reported a majority of overuse injuries(68%) in a study of an all female America’s Cupcrew but was in according to the study of Nevilleand others, who reported a majority of acuteinjuries (67%) in a study of an America’s Cupcrew during 2003 campaign.

This may be a consequence of differences inthe diagnosis or definition of acute versus overuseinjuries and/or an increased risk of acute injuryin this study.

The severity of the overuse injuries, whichwere predominantly tendinopathies (42%), wassignificantly greater than the severity of acuteinjuries, possibly because of the demands of highrepetition activities, such as grinding, top han-dle winching, sail trimming and steering.

However, the demands placed on the athletesare very different and this is reflected in the injuryepidemiology.

A large proportion of injuries (38%) occurbelow the deck because of the greater volume oftime spent below deck and the violent and sud-den movements of the yacht, whereas in thisstudy, most injuries during sailing resulted fromimpact with boat hardware on, or above, thedeck.

Also the helmsmen were at a greater risk ofoveruse injuries during ocean racing, because ofthe arduous demands of steering in heavy weath-er conditions.

How you can see in this study, upper limband shoulder injuries, most commonlytendinopathies and neuropathies involving thelong head of biceps tendon, elbow flexor/exten-sor tendinosis, and entrapment of the posteriorinterosseous nerve (PINE), accounted for thelargest proportion of the injuries reported (42%).

This finding is probably due to the intensivedemands placed on the upper limb during mostsailing and training activities/sessions, and is con-sistent with that reported previously (Neville,Molloy, America’s Cup 2003).

PINE injuries has been reported in previoussailing study of Neville et others during America’sCup 2003 campaign but has not been reported inprevious sailing study; Miller in a early America’sCup study reported the sign and symptoms sim-ilar to PINE as “grinder’s elbow”.

Miller referred to this condition as: “a frequentlyoccurring overuse disorder characterised by acombination of tendonitis, fasciitis and epi-

questo studio (75%) contrasta con quanto riporta-to da Allen, che descrisse una maggioranza di lesio-ni da overuse (68%) in uno studio su un team diAmerica’s Cup tutto al femminile, mentre concordacon il lavoro di Neville et al, che descriveva unamaggioranza di lesioni acute (67%) in uno studiosull’edizione 2003 dell’America’s Cup.

Questo potrebbe essere la conseguenza delle dif-ferenze di diagnosi o di definizione per lesioni acu-te e da overuse e/o dell’aumentato rischio di lesioniacute in questo studio.

La gravità delle lesioni da overuse, che erano perlo più tendinopatie (42%), era significativamentesuperiore alla gravità delle lesioni acute, probabil-mente a causa della richiesta di attività ad altaripetizione, come il grinding, l’uso di winch, la rego-lazione delle vele e la virata.

Tuttavia, le richieste che vengono poste ai diver-si atleti sono molto differenti e questo si riflette nel-l’epidemiologia delle lesioni.

Un’ampia proporzione di infortuni si verificasotto coperta (38%) per il grande volume di tempotrascorso sotto coperta e in conseguenza dei vio-lenti e repentini movimenti della barca, mentre inquesto studio la maggioranza degli infortuni nellanavigazione si è verificata per impatto con partidella nave in coperta o sopra.

Anche i timonieri risultavano a rischio di lesionida overuse nelle regate oceaniche a causa dell’ele-vatissima richiesta di manovrare in condizioniatmosferiche pesanti.

Come si può vedere in questo studio, la maggio-ranza delle lesioni riportate (42%) interessava laspalla e l’arto superiore, per lo più con tendinopa-tie e neuropatie che interessavano il capo lungo delbicipite, tendinopatie del gomito e l’intrappolamentodel nervo interosseo posteriore (NIP).

Questo dato è probabilmente legato all’alta richie-sta funzionale per l’arto superiore durante la mag-gior parte della navigazione e dell’allenamento, erispecchia quanto riportato in precedenza (Neville,Molloy, America’s Cup 2003).

Le lesioni da intrappolamento del NIP sono stateriportate nello studio precedente di Neville e altrisull’ America’s Cup 2003, ma non sono state descrit-te in studi precedenti sulla vela; Miller in un prece-dente studio sull’America’s Cup descriveva segni esintomi dell’intrappolamento del NIP come “gomi-to del grinder”.

Miller si riferiva a questa condizione come “unapatologia da overuse di frequente riscontro, carat-terizzata dalla combinazione di tendinite, fascite,ed epicondilite, che determinano una consistenzasoffice locale al gomito e avambraccio”. Tuttavia,ulteriori studi sono necessari per confermare ilrischio di intrappolamento del NIP nella vela.



condylitis causing local tenderness near the elbowand forearm”. However, further studies arerequired to confirm the risk of PINE in sailing.

This study reported that the most commonlumbar spine injuries included lumbar spine facetjoint sprains and thoracolumbar junction sprains,thought to be primarily a result of the forwardflexed and rotated position of the spine during theactivities of grinding, pulling ropes and trimmingsails in according to the findings of Neville etothers in America’s cup 2003.

The repetitive nature of these tasks mayincrease the associated risk. Similar injuries havebeen often reported in others sports such as row-ing and kayaking, in which repetitive actionsinvolving the lumbar spine are also common.

Cervicothoracic sprains and dysfunction arethe most common injuries to the cervical spine.Many of these may have been related to the sus-tained posture of cervical spine protraction andextension, characteristic of trimmers while look-ing up at sails and helmsmen while steering.

Although there is no conclusive evidence tosuggest that degenerative joint changes may beattributed to sailing, the high incidence of theseinjuries in this population may indicate that thesustained postures and high repetition activitiesparticular to America’s Cup sailing may contributeto this degeneration over time.

This high incidence is also reported inAmerica’s Cup 2003 studies.

Data reported in both studies are an impor-tant evidence that these athletes needs of anappropriate and accurate prevent postural train-ing such as “Postural Global Reeducation”.

Owing to the high strength and power require-ments of the grinders, it is not surprising thatthey had the greatest overall risk of sustainingan injury, principally in the upper limbs andshoulders.

However, during sailing the bowmen had thehighest incidence of injury, which may be attrib-uted to the high intensity of the activities occur-ring within the very small and unstable area of thebow (the narrow front section of the boat).

On the contrary, the helmsmen are the driversof the boat, a role that is predominantly cognitiveand less physically demanding, so consequentlythey were at the lowest risk of sustaining an injury.

Although pre-existing injuries accounted fora relatively small percentage of all injuries (10%),they were on average of greater severity thanboth new and recurrent injuries.

Questo studio ha riportato come le lesioni piùcomuni della colonna lombare comprendevano ladistrazione delle articolari posteriori e le distrazio-ni del passaggio toracolombare, correlate presumi-bilmente alla posizione flessa e ruotata della colon-na durante l’attività di grinding, recupero dellecime, e piegature delle vele, come già descritto daNeville e altri nell’America’s Cup 2003.

La natura ripetitiva di queste attività potrebbeaumentare il rischio associato. Lesioni simili sonostate descritte spesso in altri sport come il canottag-gio e il kayak, in cui azioni ripetitive che coinvolgonola colonna lombare sono altrettanto comuni.

Le distrazioni e disfunzioni cervicotoraciche sonole lesioni più comuni della colonna cervicale. Moltedi queste possono essere correlate alla postura pro-lungata della colonna cervicale in estensione e ante-posizione, caratteristica dei trimmer (addetti allaregolazione delle vele) quando osservano le vele inalto e dei timonieri mentre virano.

Benché non ci sia un’evidenza definitiva persostenere che si possano attribuire alla vela dellepatologie degenerative articolari, l’alta incidenza diqueste lesioni in questa popolazione potrebbero indi-care che le posture prolungate e le attività di altaripetizione peculiari dell’America’s Cup possonocontribuire a tale degenerazione a lungo termine.

Questa alta incidenza viene riportata anche neglistudi sull’America’s Cup 2003.

I dati riportati in entrambi gli studi costituisconoun’evidenza importante che questi atleti necessita-no di un allenamento adeguato e appropriato diprevenzione posturale come la “rieducazione postu-rale globale”.

Viste le alte richieste di potenza e forza poste suigrinder, non è sorprendente che presentino in mag-gior rischio complessivo di incorrere in lesioni, prin-cipalmente sugli arti superiori e delle spalle.

Tuttavia, durante la navigazione i prodieri pre-sentavano la maggior incidenza di infortuni, chepotrebbe essere correlata all’alta intensità delle atti-vità all’interno della stretto e instabile area dellaprua (la stretta sezione anteriore nell’imbarcazione).

Al contrario, i timonieri sono i conduttori dellabarca, un ruolo che è principalmente cognitivo epresenta meno richieste fisiche, cosicché questi occu-pano la classe più bassa di rischio di incorrere ininfortuni.

Benché le lesioni preesistenti rappresentasserouna percentuale relativamente bassa di tutte le lesio-ni (10%), erano mediamente più gravi delle lesionisia nuove che ricorrenti.

Questi risultati suggeriscono l’importanza di unoscreening approfondito prima dell’inizio di una sfi-da all’America’s Cup e focalizzano il rischio asso-ciato all’assumere atleti con patologie preesistenti.



These results suggest the importance of thor-ough medical screening before the start of aAmerica’s Cup campaign and focalize the risksassociated with contracting athletes with pre-existing affections.

The results of this study confirm and strength-en those of previous America’s cup 2003 studies.

We report in this study that cervical spinedegeneration, PINE, long head of bicepstendinopathy and lumbar spine pathologiescaused the greatest absence from sailing andtraining.

Consequently injury prevention, treatmentsand accurates rehabilitation programmes for theseinjuries should be prioritised.

Illnesses made up 39% of all reported inci-dents and URTIs accounted for most illness relat-ed conditions (43%) followed by stress relateddisorders, f.e. hypertension and insomnia (18%).

URTIs also accounted for most illness relateddays absent from sailing (61%) and training (55%).

The high incidence of URTIs may be attrib-uted to the stresses associated with the America’sCup as intense training and sailing demands, longworking days, little recovery time or time off,cold and wet weather conditions, all of whichcould increase stress and contribute to suppressedimmune system function and increased risk ofURTIs.

Nutritional strategies, such as maintaining apositive energy balance, consuming a well bal-anced diet high in carbohydrate, protein andmicronutrients, and the intake of carbohydratebefore during and after training, as well as regu-lar monitoring of markers of fatigue and over-training are reported to help prevent or minimisethe risk of immuno-suppression and subsequentURTIs.

This study reported medically treated injuriesas a result of scheduled sailing and training butwe know that there may have been minor injuriesthat could have been precursor to more chronicinjuries that were no recorded.

Furthermore, injuries occurring as a result ofboat maintenance and shore work, which accountfor a considerable proportion of an America’sCup athlete’s total daily exposure, were notaccounted for and therefore the results may haveunder-reported the total risk.

The America’s Cup is also unique in that aninjured athlete can often still sail by either mod-ifying their role or changing their position on-board the yacht.

I risultati di questo studio confermano e raffor-zano quelli dei precedenti studi sull’America’s Cup2003.

In questo studio riportiamo che la degenerazio-ne della colonna cervicale, l’intrappolamento delNIP, la tendinopatia del capo lungo del bicipite e lepatologie della colonna lombare sono state le cau-se principali di assenza dalla navigazione e dal-l’allenamento.

Di conseguenza, si dovrebbe dare la priorità allaprevenzione degli infortuni, trattamento e pro-grammi riabilitati accurati mirati a queste patolo-gie.

Le malattie raggiungevano il 39% di tutte e pato-logie riportate, e le infezioni delle alte vie respirato-rie (AVR) rappresentavano la maggioranza dellemalattie (43%), seguite dalle condizioni correlateallo stress: ipertensione e insonnia (18%).

Le infezioni delle AVR rappresentavano anche lapatologia responsabile del maggior numero di assen-za dalla navigazione (61%) e dall’allenamento(55%).

L’alta incidenza delle infezioni delle AVR potreb-be essere attribuita all’alta richiesta di allenamen-to e navigazione dell’America’s Cup, alle lunghegiornate di lavoro, al breve periodo di recupero o diriposo, alle condizioni atmosferiche fredde e umi-de, tutti fattori che potrebbero aumentare lo stress econtribuire alla riduzione della funzionalità delsistema immunitario e aumentare il rischio di infe-zione delle AVR.

Le strategie nutrizionali, come il mantenimentodi un bilancio energetico positivo, il consumo diuna dieta bilanciata di carboidrati, proteine emacronutrienti, e l’assunzione di carboidrati primadurante e dopo l’allenamento, come anche un moni-toraggio regolare della fatica e dell’eccessivo alle-namento, sono note misure per prevenire o ridurreil rischio di indebolimento del sistema immunitarioe le conseguenti infezioni delle AVR.

Questo studio descrive lesioni sottoposte a tratta-mento, avvenute in corso di allenamenti e naviga-zioni programmate, ma sappiamo che possono esser-si verificate lesioni minori che no sono state registratema che possono essere state precursori di lesionicroniche.

Inoltre, gli infortuni verificatisi durante il mante-nimento della barca e il lavoro a terra, che rappre-sentano una proporzione importante dell’esposizio-ne quotidiana di una atleta dell’America’s Cup, nonsono state prese in considerazione e pertanto i risul-tati potrebbero aver sottostimato il rischio totale.

L’America’s Cup è unica anche nel fatto che unatleta infortunato può sempre continuare a navigarecambiando il ruolo o la posizione a bordo dellabarca.



Future studies may benefit from monitoringany such changes in the crew.

This study shows that America’s Cup crewmembers are at risk of injury and illness becauseof the high sailing and training demands in com-parison with many other professional intermit-tent team sports. Furthermore, very few resourcesare allocated to the health and fitness of America’sCup athlete’s while much more on the researchand development of the boats and hardware.

The results of this study shows the need foreffective sports science and sports medicine in theAmerica’s cup.

To reduce the risks associated with injuriesand illnesses we have developed “The HealthLab Department”, where appropriate attention isplaced on the health of the athletes, includingregular health and medical assessments, com-prehensive medical treatment, physiotherapy(prehabilitation and rehabilitation), preventivestrength and conditioning programmes, nutritionand hydration strategies, as well as the monitor-ing of total work loads in order to manage andimplement appropriate recovery time.

The Health Lab shall works next years to studyand investigate the potential risks of injury and ill-ness to better understand and prevent theAmerica’s Cup yacht racing injuries.

I prossimi studi potrebbero beneficiare del moni-toraggio di queste sostituzioni nell’equipaggio.

Questo studio mostra che i membri dei team diAmerica’s Cup sono a rischio di infortuni e malat-tie a causa dell’alta richiesta di navigazione e alle-namento al confronto di molti altri sport professio-nali intermittenti di squadra. Inoltre, molte pocherisorse vengono destinate alla salute e fitness degliatleti di America’s Cup mentre molto di più vienededicato alla ricerca e sviluppo delle barche e del-le apparecchiature.

I risultati di questo studio mostrano la necessitàdi una efficace scienza dello sport e medicina del-lo sport nell’America’s Cup.

Per ridurre il rischio di infortuni e malattieabbiamo sviluppato il “Health Lab Department”, incui viene posta la giusta attenzione sulla salutedegli atleti, comprese valutazioni regolari dellastato di salute e medico, trattamenti medici com-plessivi, fisioterapia (preabilitazione e riabilita-zione), programmi preventivi di rinforzo e con-dizionamento, strategie di nutrizione e idrata-zione, e monitoraggio dei carichi totali di lavoroper gestire e implementare un’appropriata tem-pistica di recupero.

L’Health Lab dovrebbe lavorare nei prossimi anniper studiare e analizzare i rischi potenziali di infor-tuni e malattie per comprendere meglio e preveni-re gli infortuni nell’America’s Cup.


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Received on April 22, 2010 - Accepted for publication on May 7, 2010.Corresponding author: A. Belli, via Nadina Helbig 30, 00152 Rome, Italy. E-mail: [email protected]

Role of low-field magnetic resonanceimaging in the detection

of floating meniscus sign as consequenceof sport-related trauma

Ruolo della risonanza magnetica a basso camponel riconoscimento del segno del menisco galleggiante

in seguito a trauma sportivo G. FRANCAVILLA 1, A. IOVANE 2, F. SORRENTINO 2, F. CANDELA 2, R. SUTERA 2,

A. SANFILIPPO 3, V. C. FRANCAVILLA 3, M. D’ARIENZO 3

1Sports Medicine, University of Palermo, Palermo, Italy2Department of Radiological Sciences – DIBIMEL, University of Palermo, Palermo, Italy

3Department of Surgical and Oncological Sciences, Orthopedic and Traumatological ClinicUniversity of Palermo, Palermo, Italy

SUMMARYAim. To assess the role of magnetic resonance (MR) imaging performed with a low-field scanner in the detection of float-ing meniscus sign as a consequence of sports-related trauma. Methods. Retrospective review of 2436 MR knee examinations executed, in 18 months, using a low-field scanner of 0.2T,was performed by three musculoskeletal radiologists of varying experience. Diagnostic criteria to define the presenceof a complete floating meniscus were as codified in the literature. If the thickness of the fluid signal band between themeniscus and tibial plateau was comprised in the range ≥3 mm and ≤5 mm the floating meniscus was defined as par-tial. Patients with the sign were called to learn what treatment had been performed; in those submitted to surgery thesurgical chart was evaluated.Results. Floating meniscus was detected in 8/2436 cases (0.25%), 5 complete, arthroscopically confirmed, and 3 par-tial; in 5/8 cases the lateral meniscus was involved. Associated lesions were observed, ligamentous in 7/8 cases and meniscal in 2/8 cases; a bone bruise of varied exten-sion was identified in 3/8 cases.Conclusion. Floating meniscus sign could be detected at MR imaging although performed using a low-field scanner. Itspresence should be carefully identified, especially in severe traumatic events, as it has some important prognosticimplications.KEY WORDS: Meniscocapsular separation - Meniscus - Magnetic resonance - Knee - Floating meniscus.


MED SPORT 2010;63:255-64

RIASSUNTOObiettivo. Valutare il ruolo della risonanza magnetica (RM) a basso campo nel riconoscimento del segno del “meni-sco galleggiante” in seguito a trauma riportato durante attività sportiva.Metodi. Tre radiologi con varia esperienza in radiologia muscolo-scheletrica hanno analizzato retrospettivamente edin consenso 2436 indagini RM di ginocchio eseguite in 18 mesi con apparecchiatura dedicata a basso campo con magne-te da 0,2T. I criteri diagnostici utilizzati per la definizione del “menisco galleggiante” completo sono stati quelli codi-ficati in letteratura. Il “menisco galleggiante” è stato definito parziale se lo spessore del liquido articolare tra meniscoe piatto tibiale era ≥3 mm e ≤5 mm. I pazienti con il segno sono stati contattati per conoscere il tipo di terapia effettuata;in quelli sottoposti a chirurgia è stata valutata la relazione chirurgica.Risultati. Sono stati identificati 8/2436 casi (0,33%) di “menisco galleggiante”, 5 completi, confermati all’artroscopia, e 3 parziali; in 5/8 casi il menisco interessato era quello laterale. Sono state osser-vate lesioni associate, legamentose in 7/8 e meniscali in 2/8 casi; in 3/8 casi è stata identificata una contusione osseadi varia entità.Conclusioni. Il segno del “menisco galleggiante” può essere identificato alla RM anche se eseguita con apparecchia-ture a basso campo. La sua presenza dovrebbe essere attentamente ricercata, specialmente nei traumi severi, avendoimportanti implicazioni prognostiche.PAROLE CHIAVE: Disinserzione meniscocapsulare - Menisco - Risonanza magnetica - Ginocchio - Menisco galleggiante.

FRANCAVILLA ROLE OF LOW-FIELD MAGNETIC RESONANCE IMAGING IN THE DETECTION OF FLOATING MENISCUS SIGNAS CONSEQUENCE OF SPORT-RELATED TRAUMA

The knee is a special joint whose classifica-tion can prove difficult; a number of features

of the femoro-tibial compartment may in fact bereferable to the condyloid joints, others point tothe angular ginglymus. While theoretically, inview of the conformation of the joint surfaces, onemight think of extensive freedom of movementover all axes (transverse, sagittal and vertical),in effect the knee’s complex ligament systemdetermines severe limitation, permitting move-ment exclusively on the transverse axis with flexo-extension.1 The stability of the knee depends onthe manifold ligamentous components that com-prise it. Apart from the central pivot, made up ofthe cruciatae ligaments, an equally important partis played by the peripheral capsulo-ligamentousstructures, including those making up the cor-ner points.2, 3 It has been shown that the lesionassociated with the anterior cruciate ligament(ACL) and the corner points with menisco-cap-sular disinsertion, compared to isolated ACLlesion, means a worse prognosis.4 In menisco-capsular disinsertion an albeit minimal diastasisis observed between the peripheral componentof the meniscus, the meniscal wall and the cap-sular insertion components. Diagnosis of thesemodifications is more difficult than that of menis-cal lesion and lesion of the central pivot; in theseeventualities MR and arthro-MR imaging are themost suitable techniques for evaluating the cap-sulo-ligamentous structures. Lesion of the menis-co-femoral and menisco-tibial ligaments is one ofthe three forms of menisco-capsular disinsertion.5Bikkina et al.6 were among the first to describethis change in MR images, recognising it as thesign of floating meniscus already described inthe arthrographic literature. This sign is notedwhen the joint fluid flows between the joint car-tilage covering the tibial plateau and the free tib-ial margin of the meniscus (internal or external)following rupture of the coronary ligaments.6 Itis important to identify this sign as the avulsedmeniscus should be reattached as soon as pos-sible to the underlying tibial plateau to preventpossible complications. In our paper we describethe role of low field MR imaging in recognisingthe floating meniscus sign.


Using our Radiodiagnosis department’s PACSsystem, we carried out a retrospective analysis

Il ginocchio è un’articolazione particolare la cuiclassificazione può risultare difficile; infatti il

comparto femoro-tibiale può essere riconducibile,per alcuni caratteri, alle articolazioni condiloidee,per altri ai ginglimi angolari. Se teoricamente, inconsiderazione della conformazione delle superfi-ci articolari, si potrebbe pensare ad un’estesa libertàdi movimenti su tutti gli assi (trasversale, sagittale everticale), in realtà il complesso apparato lega-mentoso del ginocchio ne determina una severalimitazione, consentendone il movimento esclusi-vamente su quello trasversale con la flesso-estensio-ne 1. La stabilità del ginocchio dipende dalle molte-plici componenti legamentose che lo compongonoinfatti oltre al pivot centrale, costituito dai lega-menti crociati, rivestono un ruolo altrettanto impor-tante anche le strutture capsulo-legamentose peri-feriche e tra queste quelle componenti i punti d’an-golo 2, 3. E’ stato dimostrato come la lesione asso-ciata del legamento crociato anteriore (LCA) e deipunti d’angolo con la disinserzione menisco-capsu-lare, rispetto a quella isolata del LCA, comporta unaprognosi peggiore 4. Nella disinserzione menisco-capsulare si rileva una diastasi, anche minima, trala componente periferica del menisco, il muro meni-scale, e le componenti inserzionali capsulari. Ladiagnosi di queste alterazioni è di maggiore difficoltàrispetto a quella della lesione meniscale e del pivotcentrale; in queste eventualità la RM o la artro-RMsono le metodiche più idonee per la valutazione del-le strutture capsulo-legamentose. La lesione dei lega-menti menisco-femorale e menisco-tibiale rappre-senta una delle tre forme delle disinserzioni meni-sco-capsulari 5. Bikkina et al. 6 sono stati tra i pri-mi a descrivere nelle immagini RM questa altera-zione riconoscendola come il segno del “meniscogalleggiante” già descritto nella letteratura artro-grafica. Questo segno è apprezzabile qualora il liqui-do articolare si fa strada tra la cartilagine articolareche ricopre il piatto tibiale e il margine libero tibia-le del menisco (interno o esterno) in seguito allarottura dei legamenti coronari 6. E’ importante iden-tificare tale reperto in quanto il menisco avulsoandrebbe reiserito il prima possibile al piatto tibia-le sottostante, al fine di evitare possibili complican-ze. Nel nostro lavoro descriviamo il ruolo della RMa basso campo nel riconoscimento del segno del“menisco galleggiante”.

Materiali e metodi

Abbiamo analizzato, in maniera retrospettiva,usando il sistema PACS del nostro dipartimento


ROLE OF LOW-FIELD MAGNETIC RESONANCE IMAGING IN THE DETECTION OF FLOATING MENISCUS SIGN FRANCAVILLAAS CONSEQUENCE OF SPORT-RELATED TRAUMA

of 2436 MR knee examinations carried out in theperiod between January 2006 and June 2007. TheMR studies were carried out using a dedicated lowfield scanner with 0.2T magnet (Artoscan C;Esaote Biomedica, Genova, Italia). The parame-ters used were as follows: T1-weighted FSE sagit-tal sequences and STIR, coronal GE, T2-weight-ed axial FSE, with 16 cm FOV, layer thickness of4 mm, matrix of 256x192 and single excitation. Allexaminations were assessed retrospectively by3 radiologists with experience of between 3 and15 years of musculoskeletal radiology. The diag-nostic criteria used for the definition of floatingmeniscus were those codified in the literature(6):

— posterior or anterior horn of the meniscuscompletely surrounded by joint fluid with thick-ness of ≥5 mm in sagittal and coronal images;

— joint fluid with thickness >5 mm betweenthe meniscus and the tibial plateau.

Bearing in mind the considerations of Bikkinaet al. (6), in addition to previously described cri-teria floating meniscus was diagnosed in cases inwhich the thickness of the joint fluid betweenthe meniscus and the tibial plateau was ≥3 mmbut ≤5 mm. We defined the floating meniscussign as being in complete agreement with thefirst two criteria while we defined as partialrespect for the last criterion only.

In cases in which the floating meniscus signwas identified, the history of the patient obtainedat the moment of the MR investigation wasreassessed by analysing the essential traumaticmechanisms, but not the fine traumatic patho-mechanics. Patients with the sign and a history ofsporting trauma were contacted telephonicallyto learn what type of therapy they had under-gone; in those who had been operated on, theoperating report was evaluated. In the presentstudy only the presence, but not the degree ortype, of associated ligament or meniscal alter-ation was evaluated; further no careful evaluationand analysis of the number, localisation andextent of the associated bone bruising was carriedout.

Results

On the basis of the previously defined diag-nostic criteria we identified retrospectively 8/2436cases of floating meniscus (0.33% of the total).

di Radiodiagnostica, 2436 esami RM di ginocchioeseguiti nel periodo compreso tra Gennaio 2006 eGiugno 2007. Le indagini RM sono state eseguiteutilizzando un’apparecchiatura dedicata a bas-so campo con magnete da 0,2T (Artoscan C; EsaoteBiomedica, Genova, Italia). I parametri usati sonostati i seguenti: sequenze sagittale FSE T1-pesata eSTIR, coronale GE, assiale FSE T2-pesata, con FOVdi 16 cm, spessore di strato di 4 mm, matrice di256x192 e singola eccitazione. Tutti gli esamisono stati valutati retrospettivamente in consensoda 3 radiologi di varia esperienza in radiologiamuscolo-scheletrica, tra 3 e 15 anni. I criteri dia-gnostici utilizzati per la definizione del “meniscogalleggiante” sono stati quelli codificati in lette-ratura 6:

— corno posteriore o anteriore del menisco com-pletamente circondato da liquido articolare conspessore ≥5 mm sia nelle immagini sagittali checoronali;

— liquido articolare con spessore >5 mm tra ilmenisco ed il piatto tibiale.

Oltre ai criteri precedentemente descritti, tenen-do conto delle considerazioni di Bikkina et al. 6, èstata posta la diagnosi presuntiva di “menisco gal-leggiante” nei casi in cui lo spessore del liquido arti-colare tra il menisco ed il piatto tibiale era ≥3 mmma ≤5 mm. Abbiamo definito il segno del “meni-sco galleggiante” come completo in accordo con i pri-mi due criteri mentre lo abbiamo definito parzialenel rispetto dell’ultimo criterio.

Nei casi in cui è stato identificato il segno del“menisco galleggiante” è stata rivalutata l’anam-nesi raccolta al momento dell’indagine RM analiz-zando i meccanismi traumatici essenziali, ma nonla fine patomeccanica traumatica. I pazienti con ilsegno e l’anamnesi di un trauma sportivo sono sta-ti contattati telefonicamente per conoscere il tipo diterapia a cui erano stati sottoposti; in quelli sottopostia terapia chirurgica è stato poi valutato il verbaleoperatorio. Nel presente studio è stata valutata sol-tanto la presenza, ma non il grado o la tipologia, del-le alterazioni legamentose o meniscali associate;inoltre non è stata effettuata una accurata valuta-zione e analisi del numero, della sede e dell’entitàdelle contusioni ossee associate.

Risultati

In base ai criteri diagnostici definiti in prece-denza abbiamo identificato retrospettivamente8/2436 casi di menisco galleggiante (0,33% del tota-le). Questo segno è stato riconosciuto in 6 uomini e



The sign was recognised in 6 men and 2 womenin an age range between 18 and 40 years (aver-age 29). It emerged from anamnestic matchingthat all patients had suffered a severe trauma orhad reported sharp pain following sporting prac-tice, 6 were footballers and 2 played volley ball.

2 donne, con range d’età compreso tra 18 e 40 anni(età media di 29 anni). Dal raccordo anamnesticoemergeva che tutti i pazienti avevano subito untrauma severo o riferivano un forte dolore in segui-to a pratica sportiva, 6 praticavano il calcio e 2 lapallavolo. In 5 pazienti abbiamo rilevato la pre-senza di un “menisco galleggiante” completo (Figure1 e 2A,B) e nei restanti 3 di quello parziale (Figura3). In 5 pazienti il menisco interessato era quellolaterale e nei restanti 3 casi il mediale. si associavaa lesioni legamentose e/o meniscali oltre che a con-tusioni ossee nel ginocchio. In 7/8 casi, come illu-strato nella tabella 1, l’evidenza del segno del “meni-sco galleggiante” si associava a lesioni legamentose:in 2/8 pazienti una lesione del LCA e del LCP; in2/8 del LCA; in 1/8 del LCM, LCA e del LCL; in 1/8 solodel LCM; ed in 1/8 del LCA (neolegamento ricostruitoin artroscopia) e del LCM (Figura 4). In 2/8 casi è sta-ta evidenziata una lesione meniscale associata(Figura 5). In 3/8 casi è stata rilevata, inoltre, unacontusione ossea di varia entità.

I pazienti con il segno del “menisco galleggiante”completo (5/8 casi) sono stati sottoposti ad inter-vento chirurgico in artroscopia, che ha conferma-to la corretta detezione del segno del “menisco gal-leggiante” e delle lesioni meniscali. I 3/8 pazienticon il segno parziale sono stati trattati due in manie-ra conservativa e l’altro, in cui coesisteva la pre-senza della lesione del LCA, chirurgicamente inartroscopia, con conferma della presenza del meni-sco galleggiante.


Figure 1.—Complete floating meniscus. Sagittal STIR MRimage shows the posterior horn of lateral meniscus com-pletely surrounded by fluid and lifted > 5 mm from the tib-ial plateau (arrow). B: coronal GE-weighted image of thesame case (arrow).Figura 1.—Menisco galleggiante completo. Immagine RMsagittale STIR che evidenzia il corno posteriore del meniscolaterale completamente circondato dal liquido articolarecon sollevamento >5 mm dal piatto tibiale (freccia).

Figure 2.—A-B) Complete floating meniscus. A: sagittal STIR MR image shows the anterior horn of the lateral meniscuspartially surrounded by fluid and lifted >5 mm from tibial plateau (arrow). B: coronal GE-weighted image of the samecase (arrow).Figura 2.—A-B Menisco galleggiante completo. A: immagine RM sagittale STIR che evidenzia il corno anteriore delmenisco laterale parzialmente circondato dal liquido articolare con sollevamento >5 mm dal piatto tibiale (freccia). B:immagine RM coronale GE T2-pesata dello stesso caso (freccia).


In 5 patients we noted the presence of a completefloating meniscus (Figures 1 and 2A,B) and inthe remaining 3 it was partial (Figure 3). In 5patients the meniscus involved was lateral, in theother 3 medial, and they were associated withligamentous and/or meniscal lesions as well asbone bruising in the knee. In 7/8 cases, as shownin table 1, the evidence of the floating meniscussign was associated with ligamentous lesions: in2/8 patients a lesion of the ACL and of the PCL;in 2/8 of the ACL, in 1/8 of the MCL, ACL and LCL;in 1/8 only of the MCL, and in 1/8 of the ACL(neoligament reconstructed in arthroscopy) andof the MCL (Figure 4). In 2/8 cases an associatedmeniscal lesion was highlighted (Figure 5). In 3(8 cases, furthermore, bone bruising of varyingintensity was observed.

Patients presenting complete floating meniscussign (5/8 cases) were subjected to surgery inarthroscopy which confirmed correct detection ofthe sign and of the meniscal lesions. The 3/8patients with the partial sign were treated as fol-lows: 2 conservatively and the other, in whom anACL lesion coexisted, surgically in arthroscopy,with confirmation of the presence of the floatingmeniscus.

Discussione

Le strutture di stabilizzazione dei comparti media-le e laterale del ginocchio sono capsulo-legamento-se, tendinee e muscolari. Diverse descrizioni ripor-tano in modo incompleto e a volte contraddittorio laconformazione delle strutture anatomiche dei com-parti laterali e postero-laterali 3, 7, 8, mediali e poste-ro-mediali 2, 5 del ginocchio. La differente descri-zione delle diverse componenti legamentose è, comerisulta dalla revisione della letteratura, soggetta allavariabilità anatomica e alla nomenclatura loroattribuita 2, 3, 6-9. Le strutture capsulo-legamentosedel comparto mediale possono essere suddivise intre strati 5. Il primo strato, il più superficiale, è costi-tuito dalla fascia crurale profonda. Questo nel suoterzo medio è separato ed indipendente dal secon-do strato e nel suo terzo posteriore si pone superfi-cialmente ai tendini dei muscoli gracile e semiten-dinoso e include superiormente il tendine e il ven-tre muscolare del sartorio. Il secondo strato, l’inter-


Figure 3.—Partial floating meniscus. Coronal GE-weight-ed image shows the posterior horn of the medial menis-cus partially surrounded by fluid and lifted ≥3 mm and ≤5mm from the tibial plateau (arrow). Figura 3.—Menisco galleggiante parziale. Immagine RMcoronale GE T2-pesata che evidenzia il corno posteriore delmenisco mediale parzialmente circondato dal liquido arti-colare con sollevamento ≥3 mm e ≤5 mm dal piatto tibia-le (freccia).

Figure 4.—Partial floating meniscus. Coronal GE-weight-ed image shows the posterior horn of the lateral meniscuspartially surrounded by fluid and elevated ≥3 mm and ≤5mm from the tibial plateau (arrow). High grade MCL(arrowheads). Bone bruise partially detectable on lateraltibial plateau (asterisk). Associated ACL graft lesion is alsopresent but not shown in the image.Figura 4.—Menisco galleggiante parziale. Immagine coro-nale GE T2-pesata che evidenzia il corno posteriore delmenisco laterale parzialmente circondato dal liquido arti-colare con sollevamento ≥3 mm e ≤5 mm dal sottostantepiatto tibiale (freccia). Lesione di alto grado del LCM (pun-te di freccia). Area di contusione ossea parzialmente iden-tificabile in corrispondenza del piatto tibiale laterale (aste-risco). Si associa lesione del neo-LCA non documentatanell’immagine selezionata.


Discussion

The stabilisation structures of the medial andlateral compartments of the knee are capsulo-lig-amentous, tendinous and muscular. A number ofdescriptions report incompletely and at times incontradictory fashion the conformation of theanatomic structures of the lateral and postero-lat-eral,3, 7-8 medial and postero-medial 2, 5 com-partments of the knee. The different descriptionof the different ligament components is, as canbe seen from a review of the literature, subjectthe anatomic variability and different nomen-clature attributed to them.2, 3, 6-9

The capsulo-ligamentous structures of themedial compartment can be subdivided intothree layers.5 The first, the most superficial, con-sists of the deep crural fascia. The middle thirdof this is separate and independent of the secondlayer and in its posterior third it lies superficial-ly over the tendons of the gracilis and semi-tendinous muscles and includes superiorly thetendon and the sartorius muscle belly.

The second layer, the intermediate, consists ofthe superficial portion of the medial collateralligament (MCL); this layer in its posterior thirdcombines with the third to make up the obliqueposterior ligament (OPL) the distal insertion ofwhich consists of three arms,3 wraps round theposteromedial portion of the femoral condyleand lies in close contiguity with the posteriormeniscal horn.

The third layer, the deepest, consists of thejoint capsule and the deep portion of the MCLand principally inserts into the edges of the jointand the medial meniscus; the deep portion of theMCL is attached to the meniscus and fine liga-ment extensions may be observed represented bythe menisco-femoral and menisco-tibial (coro-nary) ligaments which run respectively from thesuperior and inferior superficial edges of themeniscus to the femur and the tibia.

As for the lateral compartment of the knee,various tendinous and muscular capsulo-liga-mentous structures can be identified. Contraryto what was said about the capsulo-ligamentousstructures of the medial compartment it is notpossible to subdivide those of the lateral com-partment into layers.4

In correspondence with the postero-lateralregion of the knee some orthopaedists identify thecomplex of the arcuate ligament (ALC) as a func-

medio, è costituito dalla porzione superficiale dellegamento collaterale mediale (LCM); nel suo terzoposteriore questo strato si unisce al terzo costituen-do il legamento posteriore obliquo (LPO), la cuiinserzione distale è composta da tre bracci 3, invi-luppa la porzione postero-mediale del condilo femo-rale e si pone in stretta contiguità con il corno meni-scale posteriore. Il terzo strato, il più profondo, ècostituito dalla capsula articolare e dalla porzioneprofonda del LCM e s’inserisce principalmente suimargini articolari e sul menisco mediale; la por-zione profonda del LCM è adesa al menisco e si rile-vano delle sottili estensioni del legamento, rappre-sentate dai legamenti menisco-femorale e menisco-tibiale (coronario), che si portano rispettivamente daimargini superficiale superiore e inferiore del meni-sco al femore e alla tibia.

Come per il comparto laterale del ginocchio siriconoscono varie strutture di stabilizzazione capsu-lo-legamentose tendinee e muscolari. Contrariamentea quanto detto per le strutture capsulo-legamentosedel comparto mediale non è possibile suddividerein strati quelle del comparto laterale 4. In corri-spondenza della regione postero-laterale del ginoc-chio alcuni ortopedici identificano il complesso del


Figure 5.—Partial floating meniscus. Sagittal STIR imageshows the posterior horn of the lateral meniscus partiallysurrounded by fluid and elevated ≥3 mm and ≤5 mm fromthe tibial plateau (thick arrow). Foreshortened posteriorhorn of the lateral meniscus, as an expression of meniscallesion, may also be observed (thin arrow).Figura 5.—Menisco galleggiante parziale. Immagine sagit-tale STIR che evidenzia il sollevamento ≥3 mm e ≤5 mm delcorno posteriore del menisco laterale (freccia spessa). Sirileva inoltre aspetto a cono tronco del corno posterioredel menisco da lesione meniscale (freccia sottile).


tional tendino-ligamentous unit consisting of: thelateral collateral ligament; the tendon of thefemoral biceps; the popliteal tendon and mus-cle; the popliteo-meniscal and popliteo-fibularligaments; the oblique, arcuate and fabello-fibu-lar popliteal ligaments; and the lateral gastroc-nemius muscle. Gollehon et al. in a biomechan-ical study with selective section of tendinous andligamentous structures have shown that the struc-tures that best prevent postero-lateral instabilityare the popliteal tendon and the LCL.10 Further,the menisco-capsular structures, consisting of themenisco-femoral and coronary ligaments shouldbe added to the ALC structures.

The meniscal fibrocartilages favour the con-gruency of the joint surfaces of the femoralcondyles and tibial plateaux; they have otherimportant functions: attenuation of bumps, loaddistribution and stabilisation.

The menisco-capsular structures, particularlythe coronary ligaments, are delegated to the con-nexion of the meniscal fibrocartilages with the tib-ial plateaux. Menisco-capsular disinsertion is animportant consequence (albeit rare) of knee trau-ma and is characterised by the avulsion of theperipheral portion of the meniscus from its cap-sular insertions. This lesion can lead to meniscalhypermobility and joint instabilit; contrary tomeniscal lesions, it can resolve spontaneously asit occurs in an area of the meniscus that is abun-dantly vascularised, so much so that in arthro-scopially treated cases the success percentage ofsurgical repair is very high.11-12

Menisco-capsular separations may occur inthree ways: 1) changes to the menisco-capsularjunction; 2) lesions to the menisco-femoral andcoronary ligaments; and 3) lesions involving themeniscal wall.5 Lesions in the menisco-femoraland coronary ligaments may determine kneeinstability. In an acute trauma, the menisco-tibialligaments may become detached and, conse-quently, lead to avulsion of the meniscus from thetibial plateau. It is believed that an avulsed menis-cus or a meniscus detached from the tibialplateau, should if possible be reinserted. Themeniscus is typically sutured around its anatom-ic position.6

The MR images on the sagittal and coronalplains are those which best demonstrate the rela-tionship between the meniscus and the tibialplateau and hence are optimal for identifyingmeniscal avulsions as a result of menisco-tibial lig-

legamento arcuato (CLA), un’unità funzionale ten-dinea-legamentosa composta: dal legamento colla-terale laterale; dal tendine del bicipite femorale; daltendine e dal muscolo popliteo; dai legamenti popli-teo-meniscale e popliteo-fibulare; dai legamentipopliteo obliquo, arcuato e fabello-fibulare; e dalmuscolo gastrocnemio laterale. Gollehon et al. inuno studio biomeccanico con sezione selettiva del-le strutture tendinee e legamentose hanno dimo-strato che le strutture che prevengono maggiormentele instabilità postero-laterali sono il tendine popliteoe il LCL 10. Alle strutture del CLA bisogna, inoltre,aggiungere le strutture menisco-capsulari, costitui-te dai legamenti menisco-femorale e coronario.

Le fibrocartilagini meniscali favoriscono la con-gruenza delle superfici articolari dei condili femo-rali e dei piatti tibiali; esse hanno anche altre impor-tanti funzioni: attenuazione degli urti, distribu-zione del carico e stabilizzazione. Le strutture meni-sco-capsulari, in particolare i legamenti coronari,sono deputate alla connessione delle fibrocartilagi-ni meniscali con i piatti tibiali. La disinserzionemenisco-capsulare è una conseguenza importantema poco comune di un trauma del ginocchio ed ècaratterizzata dall’avulsione della porzione perife-rica del menisco dalle sue inserzioni capsulari. Talelesione può comportare un’ipermobilità meniscaleed un’instabilità articolare; contrariamente allalesione meniscale, è suscettibile di guarigione anchespontanea, in quanto avviene in una zona ricca-mente vascolarizzata del menisco tanto che, neicasi trattati artroscopicamente, la percentuale disuccesso della riparazione chirurgica è molto elevata11, 12. Le disinserzioni menisco-capsulari possonomanifestarsi sotto tre forme come: 1) alterazionidella giunzione menisco-capsulare; 2) lesioni deilegamenti menisco-femorale e coronario; e 3) lesio-ne coinvolgente il muro meniscale 5. La lesione deilegamenti menisco-femorale e coronario possonodeterminare l’instabilità del ginocchio. In un trau-ma acuto, i legamenti menisco-tibiali possonodistrarsi e, di conseguenza, determinare un’avul-sione del menisco dal piatto tibiale. Si ritiene cheun menisco avulso o distaccato dal piatto tibialedovrebbe se possibile essere reinserito. Il menisco ètipicamente suturato intorno alla sua posizioneanatomica 6. Le immagini RM sui piani sagittale ecoronale sono quelle che dimostrano meglio la rela-zione tra il menisco ed il piatto tibiale e pertantosono ottimali per l’identificazione di avulsioni meni-scali quali risultato di distrazioni dei legamentimenisco-tibiali 6, 11. Bikkina et al. 6 sono stati i pri-mi a descrivere il segno del “menisco galleggiante”nelle immagini RM e ne hanno riportato il ricono-



scimento in 21 casi, con identificazione retrospettivain 17 casi su 4096 indagini RM (0,4%) e successivaidentificazione prospettica in altri 4 casi. Nellanostra esperienza abbiamo identificato retrospetti-vamente il segno del “menisco galleggiante” in 8casi su 2436 indagini RM (0,33%). Bikkina et al. 6

segnalavano il coinvolgimento del complesso lega-mentoso menisco-capsulare laterale in 14/21(66,67%); in modo simile nel nostro studio abbiamoriscontrato in un maggiore numero di casi, 5/8 casi(62,5%), il coinvolgimento del complesso legamen-toso menisco-capsulare laterale. Nella nostra espe-rienza, contrariamente a quanto riscontrato daBikkina et al. 6, i quali non rilevavano lesioni meni-scali nelle immagini RM ma riferivano la loro pre-senza in 3/21 casi (14,28%) alla chirurgia, abbia-mo evidenziato nelle immagini RM la presenza diuna lesione meniscale in 2/8 casi (25%).

Come affermato da Bikkina et al. 6 il relativorisparmio del menisco avulso sarebbe probabilmentecorrelato ad un differente meccanismo di stress sot-to carico, con la maggior parte delle forze che por-ta ad un troncamento dei legamenti menisco tibia-li, piuttosto che ad una rottura del menisco stesso.

Nel nostro studio abbiamo evidenziato lesioniassociate legamentose e/o meniscali in 7/8 pazien-ti (87,5%); nella casistica di Bikkina et al non èpossibile rilevare il numero esatto di soggetti conlesioni associate. Abbiamo rilevato una lesione lega-mentosa in tutti casi in cui era stata rilevata unalesione associata (100%). Effettuando una valuta-zione comparativa tra i nostri rilievi e quelli diBikkina et al. emerge quanto segue. L’LCA era illegamento maggiormente coinvolto, rispettivamen-te in 6/8 casi (75%) nella nostra versus i 11/21 casi(52,38%) da loro riportati. Nella nostra casisticaseguono per incidenza di coinvolgimento l’LCM in3/8 (37,5%), l’LCP in 2/8 casi (25%) e l’LCL in 1/8casi (12,5%). Bikkina et al. 6 riportano in 9/21(42,86%) la lesione del LCP, in 6/21 (28,57%) lalesione del LCM e in 4/21 (19,05%) la lesione delLCL. Nel nostro studio le lesioni del LCM hanno unamaggiore incidenza rispetto a quanto riscontratoda Bikkina et al., i quali riportano l’LCP come lega-mento maggiormente coinvolto dopo l’LCA. Non sirileva nelle due casistiche una differenza signifi-cativa nell’incidenza delle lesioni del LCL. In 3/8casi (37,5%) abbiamo evidenziato la presenza diuna o più aree di contusione ossea mentre Bikkinaet al. 6 ne riportavano la presenza in 9/21 casi(42,86%); pertanto questa lesione associata pre-sentava nelle due casistiche un’incidenza abba-stanza simile.

ament detachments.6, 11 Bikkina et al.6 were thefirst to describe the floating meniscus sign in MRimages and they have reported it in 21 cases,with subsequent perspective identification in afurther 4 cases. In our experience we identifiedthe floating meniscus sign retrospectively in 8cases out of 2436 MR scans (0.33%). Bikkina et al.6

reported the involvement of the lateral menisco-capsular ligamentous complex in 14/21 (66.67%);similarly in our own study we observed in a high-er number of cases, 5/8 (62.5%), the involvementof the lateral menisco-capsular ligamentous com-plex. In our experience, unlike what wasobserved by Bikkina et al.,6 who did not observemeniscal lesions in the MR images but reportedtheir presence in 3/21 cases (14.28%) at surgery,we evidenced the presence of a meniscal lesionin 2/8 cases (25%) in MR images.

As stated by Bikkina et al.6 the saving of theavulsed meniscus is probably related to a differ-ent stress mechanism under load, with most of theeffort leading to cutting of the menisco-tibial lig-aments rather than rupture of the meniscus.

In our study we evidenced associated liga-mentous and/or meniscal lesions in 7/8 patients(87.5%); in the series of Bikkina et al it is notpossible to identify the exact number of sub-jects with associated lesions.

We observed a ligamentous lesion in all cas-es in which an associated lesion was observed(100%). Carrying out a comparative evaluationbetween our findings and those of Bikkina et al.the following emerges. The ACL was the liga-ment most involved, respectively in 6/8 cases(75%) in our series as against 11/21 cases(52.38%) reported by them. In our series inci-dence was as follows: MCL in 3/8 cases (37.5%),PCL in 2/8 cases (25%) and LCL in 1/8 cases(12.5%). Bikkina et al.6 report lesions of the PCLin 9/21 (42.86%), lesion of the MCL in 6/21(28.57%) and lesion of the LCL in 4/21 (19.05%).In our study lesions of the MCL showed a high-er incidence than was observed by Bikkina et al.,who reported PCL as the ligament most involvedafter the ACL. In the two series there is no sig-nificant difference in the incidence of LCLlesions. In 3/8 cases (37.5%) we found the pres-ence of one or more areas of bone bruisingwhile Bikkina et al.6 reported bruising in 9/21cases (42.86%); this associated lesion thereforepresented a fairly similar incidence in the twoseries.



Conclusions

We can therefore hypothesise that the differentincidence of associated ligamentous and bonelesions is probably related (as no adequate com-parative evaluation of the pathomechanics hasyet been carried out) to the different severity andthe different modalities of the trauma sufferedby patients; as reported above, fine analysis of thepathomechanics of the traumatic event was notone of our objectives in the present study. Here,also taking into account the considerations ofBikkina et al.,6 and Rubin et al.,13 we decided toclassify the floating meniscus sign on two differ-ent levels:

partial, in cases in which the presence of jointfluid between the joint cartilage and the menis-cus has a thickness of ≥3 mm and ≤5 mm;

complete in cases in which the interposed jointfluid thickness is >5 mm.

The purpose of this classification is to helpthe orthopaedic surgeon manage the patient,since a minimum avulsion, sign of partial floatingmeniscus, can be treated conservatively if it isnot associated with ligamentous lesions of thecentral pivot, whereas a higher degree of avul-sion, sign of a complete floating meniscus, shouldbe managed surgically. At the preoperative stage,warning the surgeon of the possible presence ofa floating meniscus permits a better estimate oftourniquet and preparation time for appropriatesurgicial repair. Arthroscopy requires the instil-lation of a saline solution into the joint; an avulsedmeniscus that is otherwise normal could be relo-cated on the tibial plateau, so rendering its obser-vation more troublesome.6

An object that can mimic floating meniscus isa rare variant of lateral discoid meniscus,Wrisberg’s eccentric ligament; this does not haveposterior insertions on the tibial plateau 14. Thislateral meniscal variant can mimic an avulsionand should be considered if the meniscusappears discoid on MR imaging. This form ofdiscoid meniscus has only one insertion, thelateral menisco-femoral ligament or Wrisberg’sligament. The anterior horn of this discoidmeniscus is appropriately inserted on the tibialplateau, although the meniscus itself may suffersignificant subluxation with flexion and exten-sion. The patient’s clinical history should help usdistinguish this variation from true floatingmeniscus, with meniscal avulsion suggested inthe event of severe acute trauma. These vari-

Conclusioni

Possiamo ipotizzare pertanto che la differenteincidenza delle lesioni legamentose e ossee associa-te sia da riferire verosimilmente, non essendo statacondotta una adeguata valutazione comparativadella patomeccanica, alla differente severità e alladifferente modalità del trauma subito dai pazienti;come sopra riportato non rientrava tra gli scopi checi eravamo prefissi la fine analisi della patomecca-nica dell’evento traumatico. Nel nostro studio, anchein base alle considerazioni di Bikkina et al. 6, e diRubin et al. 13, abbiamo ritenuto di classificare ilsegno di “menisco galleggiante” in due gradi:

parziale, nei casi in cui la presenza di fluidoarticolare interposto tra la cartilagine articolare edil menisco, abbia uno spessore ≥3 mm e ≤5 mm;

completo nei casi in cui lo spessore del fluido arti-colare interposto sia >5 mm.

Questa classificazione ha lo scopo di aiutare il chi-rurgo ortopedico nel management del paziente, inquanto un’avulsione minima, segno del “meniscogalleggiante” parziale, se non associata a lesionilegamentose del pivot centrale può essere trattatain maniera conservativa, mentre un’avulsione digrado maggiore, segno del “menisco galleggiante”completo, dovrebbe essere trattata chirurgicamente.In fase preoperatoria allertare il chirurgo ortopedi-co sulla possibile presenza di un “menisco galleg-giante” consente una migliore stima del tempo di tor-niquet e di preparazione per un’appropriata ripa-razione chirurgica. L’artroscopia richiede l’instil-lazione di soluzione salina nell’articolazione, unmenisco avulso, ma altrimenti normale, potrebbeessere riallocato sul piatto tibiale, rendendo così il suoriscontro più difficoltoso 6.

Un’entità che può mimare il “menisco galleg-giante” è una rara variante del menisco discoidelaterale, il legamento eccentrico di Wrisberg; questonon ha inserzioni posteriori sul piatto tibiale 14.Questa variante meniscale laterale può mimareun’avulsione e deve essere presa in considerazionese il menisco appare discoide alla RM. Questa formadi menisco discoide ha una sola inserzione, il lega-mento menisco-femorale laterale o legamento diWrisberg. Il corno anteriore di questo menisco discoi-de è appropriatamente inserito sul piatto tibiale,anche se il menisco stesso può sublussarsi signifi-cativamente con la flessione e l’estensione. La storiaclinica del paziente dovrebbe aiutare a distinguerequesta variante da un vero “menisco galleggiante”,con avulsione meniscale suggerita in caso di severotrauma acuto. Queste varianti sono delle condizio-ni parafisiologiche e anche se non rientrano nelle



ants are paraphysiological conditions and evenif they do not come under meniscocapsulardisinsertions they should be reported and man-aged surgically.14

In our experience, using a low-field MR scan-ner we have observed the presence of the float-ing meniscus sign in 0.33% of cases, an incidencethat is not significantly different from that report-ed by Bikkina et al. using high field equipment.6

It is also important to identify this findingbecause the avulsed meniscus reattached to theunderlying tibial plateau can prevent the onset ofearly arthrosic degeneration of the knee joint.The “floating” meniscus sign may be identified inMR images even if the investigation has beencarried out with low-field equipment and its pres-ence should be carefully sought in cases withsevere trauma associated with multi-ligamentousluxation or lesion or both as it has importantprognostic implications.

disinserzioni meniscocapsulari dovrebbero comun-que essere segnalate e trattate chirurgicamente 14.

Nella nostra esperienza utilizzando una appa-recchiatura RM a basso campo abbiamo rilevato lapresenza del segno del “menisco galleggiante” nel0,33% dei casi, incidenza non significativamentedifferente da quella riportata da Bikkina et al. uti-lizzando una apparecchiatura ad alto campo 6.

E’ inoltre importante identificare tale reperto per-ché il menisco avulso e riattaccato al sottostantepiatto tibiale può evitare l’insorgenza di una precocedegenerazione artrosica dell’articolazione del ginoc-chio. Il segno del menisco “galleggiante” può essereidentificato nelle immagini RM, anche se l’indagi-ne è stata eseguita con apparecchiatura a bassocampo, e la sua presenza dovrebbe essere attenta-mente ricercata nei casi con severo trauma asso-ciato a lussazione o lesione multi-legamentosa oentrambe avendo importanti implicazioni progno-stiche.



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Received on April 21, 2010 - Accepted for publication on April 27, 2010.Corresponding authors: G. Francavilla, Cattedra di Medicina dello Sport, Università degli Sudi di Palermo, Via del Vespro 129,Palermo, Italia.

Synthetic turf: risk of the onset ofmuscular-skeletal lesions in young

football playersTerreni in erba sintetica: rischio di insorgenza di lesioni

muscolo-scheletriche in giovani calciatori

V. DI TANTE 1, L. STEFANI 1, R. PRUNA 2, R. MERCURI 1, G. GALANTI 1

1Sports Medicine Agency, University of Florence, Florence, Italy2Football Club Barcelona, Barcelona, Spagna

SUMMARYAim. To assess the influence of different types of playing surface (natural grass and synthetic turf) on the onset of mus-cular-skeletal lesions and possible relapses, and on recovery times after rehabilitation by football players at a developingage. Methods. We assessed 133 young football players who belonged to two different sports clubs: 69 athletes who trainedon a pitch of artificial turf (group A), and 64 athletes of the same age who trained on a pitch of natural grass (group B).All the athletes were divided into 3 teams by date of birth (1995, 1994, 1993). The athletes who reported muscular-skele-tal pain during training or competitions, were given a medical examination, and a therapy was decided, specific for eachtype of pathology, and they underwent rehabilitation treatment, specific for each type of pathology. Results. The athletes in group A presented a significantly higher number of muscular-skeletal pathologies than those ingroup B (16 vs. 4, p<0.01, R.R.=3.7). The largest differences were noted in athletes born in 1994 (9 vs. 2, p<0.02, R.R.=4.28).The commonest lesions were 1st degree muscular lesions and tendonitis of the adductor muscles for group A, anddelayed muscular pain for group B. No significant difference emerged regarding recovery times, although these werelonger for the athletes in group A. The number of relapses was different, although not significantly so, for muscular lesions(2 for group A vs. 0 for group B) and for ankle sprains (1 for group B vs. 0 for group A). Conclusion. From our results it emerged that training on synthetic turf increases the risk of muscle and tendon patholo-gies.

KEY WORDS: Synthetic turf - Muscular-skeletal lesions - Young football players.


MED SPORT 2010;63:265-75

RIASSUNTO

Obiettivo. Valutare l’influenza della diversa tipologia di terreno di gioco (erba naturale e erba sintetica) sull’insorgen-za di lesioni muscolo-scheletriche e di eventuali recidive, e sui tempi di recupero dopo riabilitazione in calciatori inetà evolutiva. Metodi. Sono stati valutati 133 giovani calciatori appartenenti a due diverse società sportive: 69 atleti che si allenava-no su campo in erba artificiale (gruppo A), 64 atleti di pari età che si allenavano su campo da calcio in erba naturale(gruppo B). Tutti gli atleti erano suddivisi in 3 squadre per età (1995, 1994, 1993). Gli atleti che durante allenamentoo competizione riferivano una sintomatologia dolorosa muscoloscheletrica venivano sottoposti a visita medica, impo-stata una terapia, la stessa per lo stesso tipo di patologia, e sottoposti a trattamento riabilitativo, lo stesso per lo stessotipo di patologia. Risultati. Gli atleti del gruppo A avevano presentato un numero di patologie muscolo-scheletriche significativamentemaggiore rispetto a quelli del gruppo B (16 vs 4, p<0,01, R.R.=3,7). Le maggiori differenze sono state notate per gli atle-ti dell’anno 1994 (9 vs 2, p<0,02, R.R.=4,28). Le lesioni più comunemente riscontrate erano state le lesioni muscola-ri di 1° grado e le tendiniti dei muscoli adduttori per il gruppo A e il dolore muscolare ritardato per il gruppo B. Nessunasignificativa differenza era emersa per quanto riguarda i tempi di recupero, anche se questi sono risultati maggiori

DI TANTE SYNTHETIC TURF: RISK OF THE ONSET OF MUSCULAR-SKELETAL LESIONS IN YOUNG FOOTBALL PLAYERS

Football pitches in natural grass are currentlybeing replaced, for economical and practical

reasons, primarily by pitches of artificial turf. Thetechnical and economic qualities of these inno-vative surfaces have been studied in great depth;numerous studies have examined the possibletoxicity of the materials used.1-3 In recent years,only a few studies have been performed on theincidence of acute traumatic events linked tocompetitions or training on pitches of artificialturf.4-8 However, in spite of the relevance andgreat interest being shown in the issue, there isno information available about the possible prob-lems that training on surfaces of synthetic turfcan generate in the muscular-skeletal structureof the football player.8 Although the age of thesenew playing surfaces has arrived, and is in fact infull-blown development, numerous questionsremain to be answered. The technical aspects ofthe movements and the bounce of the ball havestill to be studied in depth, but above all, there isstill no single, clear definition of the biome-chanical aspects of running and all athletic move-ments, typical of a sport like football, on theseplaying surfaces.9-12 In the light of the above, it isdifficult to envisage the risk of the onset of mus-cular-skeletal pathologies caused by overload-ing that are associated with this type of surface.Acknowledgement of a possible link betweenartificial turf and the increased risk of muscular-skeletal pathologies is even more important,absolutely indispensable in fact, when the athleteis still growing. A developing skeleton has flex-ible bones, soft cartilage structures and ligamentswhich are proportionally stronger than the adja-cent areas of growing bone. Although bone plas-ticity during development increases its remodel-ling capacity and allows lesions to be repairedrapidly, it also creates areas of intrinsic weak-ness in the skeletally immature athlete. In manycases the type of lesion in the child is similar tothat in an adult, although there are differencesdue to the presence of growing cartilage, the

Icampi da calcio in erba naturale sono attual-mente, per motivi economici e di praticità, per lo

più sostituiti da campi da calcio in erba artificiale.Le qualità tecniche ed economiche di questi terreniinnovativi sono state abbondantemente studiate;numerosi studi sono stati effettuati sulla possibiletossicità dei materiali utilizzati 1-3. Negli ultimi annisono stati prodotti solo pochi studi sull’incidenza dieventi traumatici acuti legati alle competizioni oall’allenamento su campi in erba artificiale 4-8.Tuttavia, nonostante la forte attualità e il grandeinteresse che l’argomento sta suscitando, non esistonoinformazioni sulle possibili problematiche che l’al-lenamento su terreno in erba sintetica genera sul-l’apparato muscolo-scheletrico del calciatore (8).Benché l’era di questi nuovi terreni di gioco sia giàcominciata, ed anzi sia in pieno sviluppo, restanoancora da chiarire numerosi quesiti. Non sonoancora del tutto studiati gli aspetti tecnici legati allegiocate e al rimbalzo del pallone, ma soprattuttomanca ancora un’univoca e chiara definizionedegli aspetti biomeccanici della corsa e di tutti i gestiatletici, tipici di sport come il calcio, su queste super-fici di gioco 9-12. Alla luce di ciò risulta difficoltosoprevedere il rischio di comparsa di eventuali pato-logie muscolo-scheletriche da sovraccarico associa-te a questa tipologia di terreno. Il riconoscimentodi una eventuale relazione tra tappeto erboso arti-ficiale e aumentato rischio di patologia muscolo-scheletrica risulta ancor più importante, e assolu-tamente indispensabile, quando l’atleta è in età evo-lutiva. Lo scheletro in via di sviluppo infatti, ha ossaflessibili, strutture cartilaginee morbide e legamen-ti che, in proporzione, sono più forti delle adiacen-ti aree di accrescimento osseo. Sebbene la plasticitàossea durante lo sviluppo aumenti la capacità rimo-dellante di queste e permetta un veloce recuperodalle lesioni, crea allo stesso tempo zone di debo-lezza intrinseca nell’atleta scheletricamente imma-turo. In molti casi i tipi di lesione a carico dei bam-bini sono simili a quelle degli adulti, anche se cisono differenze dovute alla presenza della cartila-gine di accrescimento, il processo di crescita, i livel-li di attività e l’atteggiamento dei bambini verso lapratica sportiva.


negli atleti del gruppo A. Il numero di recidive era risultato diverso, anche se non significativamente, per le lesioni musco-lari (2 per il gruppo A vs 0 per il gruppo B) e per le distorsioni alla caviglia (1 per il gruppo B vs 0 per il gruppo A). Conclusioni. Dai nostri risultati è emerso che l’allenamento su terreno in erba sintetica aumenta il rischio di patologiemuscolari e tendinee.

PAROLE CHIAVE: Terreni sintetici - Lesioni muscolo-scheletriche - Giovani calciatori.

SYNTHETIC TURF: RISK OF THE ONSET OF MUSCULAR-SKELETAL LESIONS IN YOUNG FOOTBALL PLAYERS DI TANTE

growth process, the level of activity and chil-dren’s attitude to sports activities.

Because we envisage that in the near future,many natural grass football pitches will bereplaced by pitches of synthetic turf, new studiesof this subject are absolutely necessary, even tounderstand the possible long-term effects on thelocomotor structures of the athletes.

The purpose of this study is to assess the influ-ence of the different types of playing surfaces(natural and synthetic) on the onset of muscular-skeletal lesions, possible relapses and recoverytimes after rehabilitation treatment, on a popu-lation of young football players.


Population studied

From November 2005 to April 2006 weassessed 133 young male football players (age:10.9±0.8 years) belonging to two different sportsclubs: 69 athletes who trained on pitches of arti-ficial turf (group A) and 64 athletes of the sameage who trained on pitches of natural grass(group B). Three teams were assessed from eachclub, each made up of football players born in1995 (27 athletes in group A and 26 athletes ingroup B), 1994 (20 athletes in group A and 19 ingroup B) and 1993 (22 athletes in group A and 19athletes in group B). The teams in group B hadalways trained on a natural grass pitch, the foot-ball players in the teams in group A had trainedon artificial turf for at least a year and a half.

A physical examination with a postural assess-ment prior to the start of the study led us toexclude three athletes (one from group A andtwo from group B) who presented evident alter-ations to their skeletal structure, of constitution-al and/or postural origin (one with dysmetria ofthe pelvis, one with flat feet, one with pes cavus).

Athletes born in 1994 and 1993 had three 2-hour training sessions a week, plus a final game.Athletes born in 1995 had two 2-hour trainingsessions a week, plus a final game.

Methods

The athletes who reported a traumatic event orthe onset of pain of a muscular-skeletal natureduring training or a match, were given a physi-cal examination, and were treated if necessarywith pharmaceutical products and non-instru-

Poiché si prevede che nel prossimo futuro buonaparte dei campi da calcio in erba naturale verran-no sostituiti dal terreno in erba sintetica, nuovi stu-di sull’argomento sono assolutamente necessari,anche per comprendere gli eventuali effetti a lungotermine sulle strutture locomotrici degli atleti.

Lo scopo del presente studio è stato quello divalutare l’influenza della diversa tipologia del ter-reno di gioco (naturale e sintetico) sull’insorgen-za di lesioni muscolo-scheletriche, sulle eventualirecidive e sui tempi di recupero dopo trattamentoriabilitativo, su una popolazione di calciatori in etàevolutiva.

Materiali e metodi

Popolazione studiata

Da Novembre 2005 ad Aprile 2006 sono stativalutati 133 giovani calciatori (età: 10,9±0,8 anni)di sesso maschile appartenenti a due società sporti-ve diverse: 69 atleti che si allenavano su campo dacalcio in erba artificiale (gruppo A) e 64 atleti dipari età che si allenavano su campo da calcio inerba naturale (gruppo B). Di ogni società sono sta-te valutate tre squadre composte ognuna da cal-ciatori nati rispettivamente negli anni 1995 (27atleti del gruppo A e 26 atleti del gruppo B), 1994 (20atleti del gruppo A e 19 del gruppo B) e 1993 (22 atle-ti del gruppo A e 19 atleti del gruppo B). Le squadreappartenenti al gruppo B si erano sempre allenate suun campo in erba naturale, i calciatori delle squa-dre del gruppo A si allenavano sul campo in erba sin-tetica da almeno 1 anno e mezzo.

Una visita medica con valutazione posturale pre-cedente l’inizio dello studio aveva permesso di esclu-dere da questo tre atleti (uno del gruppo A e duedel gruppo B), i quali presentavano alterazioni del-la struttura scheletrica di origine costituzionale e/oposturale (una dismetria del bacino, un piede piat-to, un piede cavo conclamati).

Gli atleti nati nel 1994 e 1993 erano sottoposti a3 allenamenti a settimana di 2 ore ognuno, più lagara finale. I calciatori del 1995 praticavano 2 alle-namenti a settimana di 2 ore ognuno, più la garafinale.

Metodi

Gli atleti che, durante l’allenamento o la compe-tizione, riferivano un evento traumatico o la com-parsa di una sintomatologia dolorosa a livellomuscolo-scheletrico venivano sottoposti a visita medi-ca, eventualmente trattati con terapia farmacologiae sottoposti a trattamento fisioterapico non stru-mentale, adeguato alla patologia riferita.



mental physiotherapy suitable for the pathologyreported.

All the athletes were encouraged to immedi-ately report any type of symptom as soon as itemerged.

The same therapy was applied and the samerehabilitation protocol was adopted for a specif-ic pathology, adapted in each case to the specif-ic biomechanical characteristics of each athleteand obviously to the gravity of the lesion.

Each athlete of each team was assessed by thesame doctor and rehabilitated by the same phys-iotherapist. Rehabilitation was carried out direct-ly on the playing field (on synthetic turf for theathletes in group A and on natural grass for theathletes in group B).

The traumatic pathologies considered in thisstudy were: inflammatory tendonopathies, mus-cular lesions from indirect trauma classified byReid’s system,13 and sprains to lower limb joints.

All the athletes were suitably informed aboutthe procedures of the study.

Pitch of artificial turf

The athletes in group A trained on pitches ofthird generation synthetic turf. Most of these foot-ball players had belonged to their club for atleast one and a half years, during which time thetraining sessions had taken place on a pitch ofthird generation artificial turf.

This playing surface, which was developedabout six years ago, is made of a system formedof filaments of grass created from polyolefincopolymers filled with small fragments of rub-ber obtained by recycling seals for civilian use andother components; these include elastic materi-al which is present in all third generation artificialturf football pitches and which, because it makesit more similar to natural grass, also makes thepitch surface more regular, for better play, a bet-ter technical response and therefore a better com-petitive performance from the athlete.

The visual effect is similar to that of a pitch ofnatural grass, but the impact of the foot with thispitch, which is softer on the surface but harderunderneath, is different, although there are nostudies of the subject in the literature.


The incidence of injury during training for eachgroup (athletes trained on synthetic turf and ath-letes trained on natural grass) and for each team

Tutti gli atleti sono stati sensibilizzati a riferireimmediatamente qualsiasi tipo di sintomatologiaappena essa si fosse manifestata.

Per la stessa patologia è stata applicata la stessaterapia e impostato lo stesso protocollo riabilitativo,adattato comunque alle caratteristiche biomecca-niche tipiche di ogni soggetto e ovviamente al gradidi lesione.

Ogni atleta di entrambe le squadre è stato valu-tato da un unico medico e riabilitato da un unicofisioterapista. La riabilitazione è stata effettuatadirettamente sul campo da gioco (in erba sinteticaper i giocatori del gruppo A e in erba naturale per igiocatori del gruppo B).

Le patologie traumatiche considerate nel presen-te studio sono state: tendinopatie infiammatorie,lesioni muscolari da trauma indiretto classificatesecondo la classificazione di Reid 13, e patologiedistorsive delle articolazioni dell’arto inferiore.

Tutti i soggetti sono stati adeguatamente infor-mati delle procedure dello studio.

Campo in erba artificiale

Gli atleti del gruppo A si allenavano su campoin erba sintetica di terza generazione. La maggiorparte di questi calciatori appartenevano a tale societàda almeno 1 anno e mezzo, tempo durante il qua-le gli allenamenti si svolgevano su un campo in erbasintetica di terza generazione.

Tale campo da gioco, che è stato realizzato circasei anni fa, è costituito da un sistema formato da fila-menti di erba costituiti da copolimeri di poleolefineriempiti da piccoli frammenti di gomma ottenutidal riciclo di guarnizioni per uso civile e da altricomponenti; tra questi soprattutto materiale elasti-co che contraddistingue tutti i campi da calcio inerba artificiale di terza generazione e che, renden-dolo più simile all’erba naturale, permette una mag-giore regolarità del campo, miglior gioco, una miglio-re risposta tecnica e quindi una migliore presta-zione agonistica dell’atleta.

L’effetto visivo è simile a quello di un campo inerba naturale. L’impatto del piede con tale superfi-cie, più morbida in superficie, ma più dura sul fon-do, risulta invece diverso, benché non vi siano in let-teratura studi al riguardo.

Analisi statistica

L’incidenza d’infortunio durante allenamentoper ogni gruppo (atleti allenati su erba sintetica eatleti allenati su erba naturale) e per ogni squadradi atleti è stata calcolata sia come rapporto tra ilnumero di infortuni e il numero di soggetti osservatisia come numero di infortuni/1000 ore di esposi-



of athletes has been calculated both as the ratiobetween the number of injuries and the numberof individuals observed, and as the number ofinjuries/1000 hours of exposure. The incidence ofthe various types of injury was calculated as thenumber of cases among those exposed and thenumber of cases among those not exposed. Theincidence of relapses was calculated as the num-ber of relapses per pathology against the numberof cases per pathology. Wherever possible, thevalues of the incidence between the two groupswere compared by calculating the relative risk(RR) with a confidence level of 95%. The signif-icance level was established as p<0.05. The datarelated to recovery times were expressed as theaverage ± standard deviation. The proportionswere also compared, wherever possible, usingthe χ2 test by applying the Yates correction. Thestatistical significance level was established asp<0.05.

The data were analysed by the SPSS programversion 13.0 for Windows software.

Results

Table I illustrates the results for the number ofinjuries out of the total number of athletes in thetwo clubs. The number of injuries reported amongathletes who trained on pitches of synthetic turfwas significantly higher than that of athletes whotrained on pitches of natural grass. Even in theteam born in 1995, the incidence of injuries washigher for athletes who trained on synthetic turf,with a relative risk that indicates a moderate asso-ciation between exposure to the synthetic surfaceand the number of injuries. However, these dataare not statistically significant (Table II).

Table III illustrates the results for injuries tothe teams born in 1994. The incidence of injuryis significantly higher in athletes who trained onpitches of synthetic turf, with a fair relative risk ofinjury.

zione. L’incidenza dei vari tipi di infortunio è sta-ta calcolata come numero di casi tra gli esposti enumero di casi tra i non esposti. L’incidenza di reci-diva è stata calcolata come numero di recidive perpatologia sul numero di casi per patologia. Dovepossibile i valori delle incidenze tra i due gruppisono stati paragonati mediante il calcolo del rischiorelativo (RR) con un livello di confidenza al 95%. Illivello di significatività è stato posto ad un p<0,05.I dati relativi ai tempi di recupero sono espressi comemedia ± deviazione standard. Il confronto tra leproporzioni è stato eseguito inoltre, dove possibile,mediante il test χ2 applicando la correzione di Yates.Il livello di significatività statistica è stato fissato adun p<0,05.

Le analisi dei dati sono state eseguite mediante ilprogramma SPSS versione 13.0 per il softwareWindows.

Risultati

In tabella I sono mostrati i risultati relativi alnumero di infortuni sul totale degli atleti delle duesocietà. Il numero di infortuni verificatosi tra gliatleti che si allenavano su campo in erba sinteticaè risultato significativamente maggiore rispetto aquelli degli atleti che si allenavano su campo inerba naturale. Anche nella squadra dell’anno 1995l’incidenza di infortuni è risultata maggiore per gliatleti che si allenavano su campo in erba sintetica,


TABLE I.—Total athletes injured.TABELLA I. — Totale atleti infortunati.

Pitch of Pitch ofartificial turf natural grass

Total athletes 69 64Athletes injured 16 4Incidence of injuries (%) 23 6.25

P<0.01, R.R.=3.7 (95% C.I. 1.34-10.65).

TABLE II.—Athletes injured 1995.TABELLA II. — Atleti infortunati anno 1995.

Pitch of Pitch ofartificial turf natural grass

Total athletes 27 26Athletes injured 4 1Incidence of injuries (%) 14.8 3.8Incidence of injuries 37.7/1000 9.43/1000(no./1000 hours) hours hours

P=0.18, R.R.=3.9 (95% C.I. 0.47-32).

TABLE III.—Athletes injured 1994.TABELLA III. — Atleti infortunati anno 1994.

Artificial turf Natural grass

Total athletes 20 19Athletes injured 9 2Incidence of injuries (%) 45 10.5Incidence of injuries 62.5/1000 13.9/1000 (no./1000 hours) hours hours

P<0.02, R.R.=4.28 (95% C.I. 1.07-16.44).


The team born in 1993 was the one that hadthe lower incidence of injury among the athleteswho trained on synthetic turf, and the lower inci-dence of injury/1000 hours of training for ath-letes who trained on both synthetic turf and nat-ural grass. The association between synthetic turfand the probability of the onset of a muscular-skeletal pathology proved modest (Table IV).

The number and percentage of injuries dividedby type are illustrated in table V. Among the ath-letes who trained on a pitch of artificial turf, 1st

degree muscular lesions and insertional proximaltendonitis of the adductor muscles representedthe most frequently found pathologies, with anincidence of 7.2% out of the total athletes in groupA, followed by muscular lesions from physicalexercise or delayed muscle pain (4.3%) andAchilles paratenonitis,14 associated with plantarfascitis (2.9%). Muscular lesions from physicalexercise were the principal cause of injury amongthe athletes who trained on pitches of naturalgrass, with an incidence of 3%. The associationbetween the type of playing surface and the onsetof muscular-skeletal pathologies was only signif-icant for 1st degree muscular lesions and inser-tional proximity tendonitis of the adductor muscles.

con un rischio relativo che indica una moderataassociazione tra l’esposizione al sintetico e la com-parsa di infortuni. Tali dati non sono tuttavia risul-tati statisticamente significativi (Tabella II).

In tabella III sono presentati i risultati relativiagli infortuni delle squadre del 1994. L’incidenza diinfortuni è risultata significativamente maggiorenegli atleti che si allenavano su campo in erba sin-tetica, con un rischio relativo di infortunio di gra-do discreto.

La squadra dell’anno 1993 è stata quella che haavuto minore incidenza di infortuni tra gli atletiche si allenavano su campo in erba sintetica e laminore incidenza di infortuni/1000 ore di allena-mento sia per gli atleti allenati su erba sintetica chenaturale. L’associazione tra erba sintetica e proba-bilità di presentare una patologia muscolo scheletricaè risultata modesta (Tabella IV).

Il numero e la percentuale di infortuni suddivi-si per tipologia sono mostrati nella tabella V. Tra gliatleti che si allenavano su campo in erba artificia-le le lesioni muscolari di 1° grado e le tendiniti inser-zionali prossimali dei muscoli adduttori rappre-sentavano le patologie di più frequente riscontro,con un’incidenza del 7,2% sul totale degli atleti delgruppo A, seguite dalle lesioni muscolari da eserci-zio fisico o dolore muscolare ritardato (4,3%) e dal-le paratenoniti achillee (14%) associate a fasciteplantare (2,9%). Le lesioni muscolari da esercizio fisi-co erano invece la principale causa di infortunio tragli atleti che si allenavano su campo in erba natu-rale con un’incidenza del 3%. L’associazione tratipologia di terreno di gioco ed insorgenza di pato-logia muscolo-scheletrica è risultata significativasolo per le lesioni muscolari di 1° grado e le tendiniteinserzionale prossimale dei muscoli adduttori.

Un unica distorsione di grado 1° alla caviglia,con stiramento del legamento peroneo-astrgalicoanteriore, si è verificata in entrambi i gruppi.

Patologie quali la fascite plantare e la tendinite


TABLE IV.—Athletes injured 1993.TABELLA IV. — Atleti infortunati anno 1993.

Artificial turf Natural grass

Total athletes 22 19Athletes injured 3 1Incidence of injuries (%) 13.6 5.2Incidence of injuries 20.8/1000 6.94/1000(no./1000 hours) hours hours

P=0.39, R.R.=2.7 (95% C.I. 0.31-23.5).

TABLE V.—Number and incidence of injuries by type.TABELLA V. — Numero e incidenza di infortuni per tipologia.

Pathology Artificial turf Incidence Natural grass Incidence P

Totals 16 0.23 4 0.06 P<0.05

Muscular lesions 5 0.07 0 0 P<0.05

Muscular lesions from physicalexercise (delayed muscle pain) 3 0.04 2 0.03 P=0.07

Tendonitis adductor musc. 5 0.07 0 0 P<0.05

Achilles paratenonitis and plantarfascitis 2 0.029 0 0 P=0.17

Achilles paratenonitis 0 0 1 0.015 P=0.29

1st degree sprained ankle 1 0.014 1 0.015 P=0.90


One single 1st degree sprained ankle, withstraining of the front peroneal-astragalic liga-ment, was reported in each group.

Pathologies such as plantar fascitis and inser-tional tendonitis of the adductor muscles were notreported in athletes who trained on pitches ofnatural grass.

Table VI illustrates the recovery times aftertherapy and rehabilitation, assessed for the mus-cular-skeletal pathologies that emerged in bothstudy groups. Where ankle sprains are concerned,we can note that the results are entirely similar (15days for both groups). The difference is howev-er minimal for both Achilles paratenonitis (16.6±2.8 days for athletes who played on artificialturf, 15 days for those on natural grass) and formuscular contractures (8.7 ±3.5 days for athleteswho trained on artificial turf, 7 days for those onnatural grass).

Table VII illustrates the number of relapsesreported for each group studied. There were 3relapses among athletes who trained on pitchesof artificial turf; among athletes who trained onnatural grass, on the other hand, there was onlyone relapse for a sprained ankle. The differenceswere not statistically significant. Where Achillesparatenonitis and plantar fascitis are concerned,there were no relapses in either of the two studygroups.

Discussion and conclusions

The purpose of this comparative study per-formed on a sample of young football playerswas to verify the incidence of muscular-skeletalpathologies, recovery times after rehabilitationand possible relapses in athletes who trained onfootball pitches of artificial turf compared to thosewho trained on pitches of natural grass.

inserzionale dei muscoli adduttori non si sono inve-ce manifestate negli atleti che si allenavano su cam-po in erba naturale.

In tabella VI sono mostrati i tempi di recuperodopo terapia e riabilitazione, valutati per quellepatologie muscolo-scheletriche che si sono manife-state in entrambi i gruppi di studio. Per quantoriguarda la distorsione della caviglia si nota che irisultati sono del tutto sovrapponibili (15 gg perentrambi i gruppi). La differenza è comunque mini-ma sia per la paratenonite achillea (16,6±2,8 ggper gli atleti che giocavano su erba artificiale, 15gg per quelli su erba naturale) che per le contrattu-re muscolari (8,7±3,5 gg per gli atleti che si allena-vano su erba artificiale, 7 gg per quelli su erba natu-rale).

In tabella VII è mostrato il numero delle recidiveche si sono verificate per ogni gruppo di soggetti stu-diati. Negli atleti che si allenavano su campo inerba artificiale si sono manifestate 3 recidive; negliatleti che si allenavano su campo in erba naturale,invece, si è verificata solo una recidiva per la distor-sione alla caviglia. Le differenze non sono risulta-te statisticamente significative. Per quanto riguardala paratenonite d’Achille e la fascite plantare non sisono verificate recidive in nessuno dei due gruppi distudio.


TABLE VI.—Recovery times after rehabilitation for com-parable muscular-skeletal pathologies.TABELLA VI. — Tempi di recupero dopo riabilitazione perle patologie muscolo-scheletriche confrontabili.

Patologie Erba artificiale Erba naturalemuscolo-scheletriche (giorni) (giorni)

Distorsione caviglia di1° grado 15 15

Paratenonite achillea 16,6±2,8 15

Lesioni muscolari daesercizio fisico (doloremuscolare ritardato) 8,7±3,5 7

TABLE VII.—Number and incidence of relapses.TABELLA VII. — Numero e incidenza di recidive.

Pitch of artificial turf Pitch of natural grassMuscular-skeletal pathology

No. Incidence No. IncidenceRR (95% C.I.)

Totals 3 0.18 1 0.25 0.72(0.10-5.11)

Muscular lesions from physical exercise (delayed muscle pain) 2 0.66 0 0 —

Insertional tendonitis adductor muscles 1 0.2 - - —

1st degree sprained ankle 0 0 1 1 —


Discussione e conclusioni

Questo studio comparativo eseguito su un cam-pione di giovani calciatori ha avuto lo scopo di veri-ficare l’incidenza di patologie muscolo-scheletri-che, i tempi di recupero dopo riabilitazione e leeventuali recidive in atleti che si allenano su cam-po da calcio in erba artificiale rispetto a coloro chesi allenano su campo da calcio in erba naturale.

Precedenti studi, che hanno valutato l’incidenzae le cause principali di eventi traumatici durante lecompetizioni e gli allenamenti su erba sintetica,non hanno evidenziato significative differenze rispet-to all’erba naturale. Tali studi hanno tuttavia ana-lizzato per lo più eventi traumatici acuti nel footballamericano 4-8. Il calcio è una disciplina sportivacompletamente differente, in cui non prevale il con-tatto fisico tra i giocatori, ma l’impatto con il terre-no soprattutto durante gli sprint e i cambi di dire-zione 15. Un lavoro eseguito su calciatori svedesi havalutato il pattern di movimento, la capacità di pas-saggio della palla e l’impressione del gioco del cal-cio da parte dei giocatori su sintetica rispetto all’er-ba naturale, con risultati negativi per quanto riguar-da il terreno sintetico 16. Nessuno studio ha preso inesame finora atleti in età evolutiva, evidentementepiù difficili da studiare, ma anche maggiormente sot-toposti ad eventuali sollecitazioni da parte di super-fici di gioco non idonee, e per i quali i terreni inerba sintetica sono più largamente utilizzati.

Dal nostro studio, che ha indagato invece questaparticolare categoria di soggetti, emerge un’asso-ciazione positiva tra allenamento su terreno in erbasintetica ed insorgenza di patologie muscolari e ten-dinee. Si assiste inoltre, anche se non significativa-mente, ad un allungamento dei tempi di recuperoe ad un’aumentata probabilità di recidiva.

Le maggiori differenze sono state notate per gliatleti dell’anno 1994, tra i quali si è verificato il45% degli infortuni per gli atleti del gruppo A rispet-to al 10,5% fra gli atleti del gruppo B. In ogni caso,per ogni classe di età dei soggetti studiati, l’inci-denza di patologie muscolo-scheletriche è risultatamaggiore per gli atleti che si allenavano su campoin erba artificiale.

Per gli atleti allenati su terreno sintetico le pato-logie più frequentemente riscontrate sono state lelesioni muscolari da trauma indiretto (tutte lesionidi 1° grado) e le tendiniti inserzionali prossimalidei muscoli adduttori. Le possibili cause di tali pato-logie sono da ricercare anche nell’alterata coordi-nazione dei diversi gruppi muscolari. Una valuta-zione medica precedente allo studio aveva esclusoogni tipo di problema posturale o squilibrio tra imuscoli degli arti inferiori; la maggiore incidenzadi lesioni muscolari tra gli atleti del gruppo A può

Previous studies, which have assessed the inci-dence and the principal causes of traumatic eventsduring matches and training on synthetic turf,did not highlight significant differences comparedto natural grass. These studies, however, tendedto analyse acute traumatic events in Americanfootball.4-8 Association football is a completelydifferent sport, in which the most significant ele-ment is not the physical contact between players,but the impact with the ground, particularly dur-ing sprints and changes of direction.15 A studyperformed on Swedish football players assessedthe pattern of movement, the capacity to passthe ball and the impression of the game of foot-ball by players on synthetic turf compared to nat-ural grass, with negative results where the artifi-cial surface was concerned.16 No study has sofar examined athletes at a developing age, whoare clearly more difficult to study, but also moresubject to possible stress from unsuitable playingsurfaces, and those who use artificial turf sur-faces more extensively.

Our study, which examined this particular cat-egory of individuals, reveals a positive associationbetween training on artificial turf and the onset ofmuscular and tendon pathologies. Longer recov-ery times were also noted, albeit not significant-ly so, as well as an increase in the probability ofa relapse.

The greatest differences were noted for athletesborn in 1994, who recorded 45% of the injuriesfor athletes in group A compared to 10.5% amongathletes in group B. In any case, for every agegroup of the athletes studied, the incidence ofmuscular-skeletal pathologies proved to be high-er for athletes who trained on pitches of artificialturf.

For the athletes who trained on a syntheticplaying surface, the most frequent pathologieswere muscular lesions from indirect trauma (all1st degree lesions) and proximal insertional ten-donitis of the adductor muscles. The possiblecauses of these pathologies must be looked for inalterations to the coordination of different mus-cle groups. A physical examination before thestudy excluded any type of postural problem orimbalance between the muscles of the lowerlimbs; the higher incidence of muscular lesionsamong athletes in group A may therefore byattributed in part to the different playing surface,which could in fact be responsible for an alter-ation in the podalic biomechanics and thereforeof the muscle coordination.



For the athletes who trained on pitches of nat-ural grass, the main cause of injury was due tomuscular overload syndromes (muscular lesionsdue to physical exercise), probably deriving froma state of muscle fatigue, taking into considera-tion the fact that they appeared to coincide withtournaments that envisaged several matches in asingle week.

The inflammation of the Achilles tendon, onthe other hand, was only found on a small num-ber of athletes in both groups. It is curious that,in athletes in group A, Achilles paratenonitis wasalways associated with and aggravated by plan-tar fascitis, a pathology that was never reportedamong the athletes in group B. The plantar fas-cia is a fibrous layer that extends forward from thefront edge of the heel in the flexor system of thetoes, and helps to maintain the physiological lon-gitudinal turning of the foot. Because it has alower damping capacity and is harder than a nat-ural grass pitch, a pitch of artificial turf probablycauses an incorrect podalic position, with ananomalous pronation that determines excessstress on the arch of the foot, which is then aggra-vated by the Achilles tendon pathology. This typeof tendonopathy often has technical-structuralconcomitant causes that may be linked to a typeof athletic movement linked to the surface onwhich it is performed. The elements most likelyto negatively condition the athletic movementare the rigidity of the surface and the elimina-tion of the torsional compensation on the hori-zontal plane; the latter may force the tendon towork with a strain in projections that are notphysiologically advisable.

The recovery times necessary for the athlete,after rehabilitation treatment provided by thephysiotherapist directly on the training ground,before going back to play with the group, weremarginally longer than those for the athletes reha-bilitated directly on a pitch of natural grass, formuscular lesions due to physical exercise andAchilles heel.

In young athletes who trained on pitches ofartificial turf and who reported symptoms of mus-cular overload, there were 2 relapses. There wereno relapses for the same problem among thosewho trained on natural grass.

On the other hand, the athlete who sprainedhis ankle when training on a pitch of naturalgrass had a relapse during the rest of the sea-son, revealing a possible role of the natural sur-face in the onset of traumatic sprains, because it

quindi essere in parte imputabile al diverso terrenodi gioco, che potrebbe essere esso stesso responsabi-le di un’alterazione della biomeccanica podalica equindi della coordinazione muscolare.

Per gli atleti che si allenavano su campo in erbanaturale la prinicipale causa di infortunio era rap-presentata da sindromi da sovraccarico muscolare(lesioni muscolari da esercizio fisico), derivanti,probabilmente, da uno stato di affaticamento musco-lare, considerata la loro comparsa in concomitan-za con tornei che prevedevano più partite durantel’arco della stessa settimana.

La patologia infiammatoria del tendinite diAchille si è manifestata invece con una bassa inci-denza in entrambe i gruppi di atleti. Un dato curio-so è che la paratenonite Achillea, negli atleti delgruppo A, risultava sempre associata ed aggravatada fascite plantare, patologia che non si è mai pre-sentata tra gli atleti del gruppo B. La fascia planta-re è uno strato fibroso che si estende dal bordo ante-riore del calcagno in avanti nell’apparato flessoredelle dita, ed aiuta a mantenere la volta longitudi-nale fisiologica del piede. Il campo in erba sintetica,avendo una capacità ammortizzante inferiore edessendo più duro di quello in erba naturale, causaprobabilmente uno scorretto appoggio podalico, conun’anomala pronazione che determina un’eccessivatensione sulla volta plantare, aggravata poi dallapatologia del tendine di Achille. Quest’ultima ten-dinopatia trova spesso delle concause tecnico-impiantistiche che possono essere legate ad una tipo-logia di gesto atletico in relazione alla superficie diesecuzione dello stesso. Gli elementi che in maggiormisura possono condizionare negativamente il gestoatletico risultano essere la rigidità della superficie el’eliminazione dei compensi torsionali sul pianoorizzontale; questi ultimi possono costringere il ten-dine ad un lavoro con stiramento in proiezioni nonconsone alla migliore fisiologia.

I tempi di recupero, necessari all’atleta, dopo trat-tamento riabilitativo, eseguito dal fisioterapista diret-tamente sul campo di allenamento, per tornare a gio-care insieme al gruppo, sono stati lievemente piùlunghi rispetto a quelli degli atleti riabilitati diret-tamente su campo in erba naturale, per le lesionimuscolari da esercizio fisico e la tendinite Achillea.

Nei giovani atleti, che si allenavano su campo inerba artificiale e che avevano presentato delle sin-dromi da sovraccarico muscolare, si sono manife-state ben 2 recidive. Nessuna recidiva per la stessaproblematica si è avuta in coloro che si allenavanosu erba naturale.

Al contrario l’atleta che aveva subito un traumadistorsivo di caviglia allenandosi su campo in erbanaturale ha presentato una recidiva nel corso del-la stagione sportiva, denotando un possibile ruolo del



is not always perfectly flat like an artificial surface.But this element clashes with other cases in lit-erature, in which ankle lesions are more frequenton pitches of artificial turf.5, 6 However these datamust be considered with caution because of thesmall number of this type of lesion in each studyconducted.

The results of this study must be seen in thecontext of an almost total absence of literature onthe subject. Unfortunately the limits of theresearch are numerous and not easily overcome.There are subjective differences between the var-ious athletes being studied, due to the elementstypical of the physiological growth of the age ofdevelopment. This poses some problems in theassessment of a direct correlation between thetype of playing surface and tendon or muscularpathologies. Another confusing factor is certain-ly the type of shoes worn. If the surface and con-sistency of the playing pitch are different fromthose of a natural grass pitch, it is very probablethat athletes should wear shoes with studs that aresuited to the new surface.9, 11, 15 However, thereis still too little information to allow us to give cer-tain advice on the matter.

We do however feel that the limit that has mostaffected this study is the intensity of the trainingthat the young football players undergo. Althoughthe number of training sessions and the durationof each one were identical for the two teamscompared, it is possible that the work load dur-ing the training was greater for athletes in groupA. This could explain in part the greater inci-dence of muscular-skeletal lesions among ath-letes born in 1994. The sample universe is also toosmall for us to draw certain conclusions, partic-ularly regarding recovery times and relapsesreported.

This study is nonetheless an important startingpoint for future studies, whether transverse, elim-inating every variable, or longitudinal, reducingthe importance of the “growth” factor in the gen-esis of muscular-tendon pathologies. As thingsstand, this research has revealed a clear nega-tive effect of a playing surface of artificial turf onthe muscular-skeletal structure of young footballplayers.

terreno naturale, non sempre perfettamente pianocome quello sintetico, nell’insorgenza di traumi ditipo distorsivo. Quest’ultimo dato tuttavia contra-sta con altri presenti in letteratura nei quali le lesio-ni alla caviglia risultano più frequenti su campoin erba sintetica 5, 6. Tali dati devono tuttavia esse-re presi in cauta considerazione a causa del ridot-to numero di questo tipo di lesione in ogni studio ese-guito.

I risultati di questo studio si inseriscono in uncontesto di quasi totale assenza di letteratura sul-l’argomento. Purtroppo numerosi, e non facilmen-te annullabili, sono i limiti della ricerca. Esistonoinfatti differenze soggettive tra i vari atleti in studio,rappresentate dagli elementi che concorrono al fisio-logico accrescimento caratteristico dell’età evoluti-va. Ciò pone alcune difficoltà nella valutazione diuna correlazione diretta tra tipologia del terrenodi gioco e patologia tendinea o muscolare. Altro fat-tore confondente è sicuramente rappresentato dal-la tipologia di scarpa utilizzata. Se, infatti, la super-ficie e la consistenza del terreno di gioco risultanodiverse da quelle del terreno in erba naturale, è mol-to probabile che vi sia la necessità di adottare scar-pini con tasselli idonei alle nuove superfici 9, 11, 15.Tuttavia sono ancora scarsi i dati che permettano didare con certezza consigli al riguardo.

Si ritiene tuttavia, che il limite che maggiormen-te ha influenzato il presente studio sia rappresentatodall’intensità dell’allenamento a cui sono stati sot-toposti i giovani calciatori. Benché il numero disedute di allenamento e la durata delle stesse fosseuguale per le due squadre comparate, è possibileche il carico di lavoro durante l’allenamento fossemaggiore per gli atleti del gruppo A. Ciò potrebbein parte spiegare la maggiore incidenza di lesionimuscolo-scheletriche tra gli atleti dell’anno 1994.Il campione dei soggetti è inoltre esiguo per poteretrarre delle conclusioni certe, in particolare sui tem-pi di recupero e le recidive manifestate.

Questo studio rappresenta comunque un impor-tante punto di partenza per l’esecuzione di futuri stu-di, sia trasversali, che eliminino ogni variabile, sialongitudinali, tali da ridurre l’importanza del fat-tore “accrescimento” nella genesi di patologie musco-lo-tendinee. Dalla presente ricerca è infatti emersoun evidente effetto negativo del terreno di gioco inerba sintetica sulla struttura muscolo-scheletricadel giovane calciatore.



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Received on April 21, 2010 - Accepted for publication on May 3, 2010.Corresponding authors: Autore di contatto: Dott.ssa V. Di Tante, C/o Agenzia di Medicina dello Sport, Direttore Prof. GiorgioGalanti, Viale Morgagni, 85 -50100 Firenze, Italia. E-mail: [email protected]

Stress ossidativo e prestazione sportivaOxidative stress and sport performance

D. DI MAURO 1, 3, F. PAGANO 1, 3, M. BONAIUTO 1-3, F. SPECIALE 1-2,L. MAGAUDDA 1-3, F. TRIMARCHI 1-3

1Dipartimento di Biomorfologia e Biotecnologie- Università di Messina, Messina, Italia2Scuola di Specializzazione in Medicina dello Sport - Università di Messina, Messina, Italia

3Corso di Laurea in Scienze Motorie e Sportive - Università di Messina, Messina, Italia

SUMMARYThe cellular structures of living being undergo a continuous attack by the reactive oxygen species (ROS), a group of mol-ecules or atoms, with a particularly changeable chemical condition which is subject to alteration through oxidizing andadaptation with other biomolecules. Such reactions are unfortunately harmful to the cellular structures of organs andtissues. In reply to this phenomenon, living organisms have a defence system, made up of enzymic and non-enzymicantioxidazing substances, which is able to oppose the action of free radicals and avoid the establishment of a condi-tion calling “oxidative stress”. Athletes, more than other people, undergo a continuous attack by free radicals. In fact,sporting activity increases their production in conformity of different modalities, causing a loss of balance between theproduction of ROS and antioxidazing. Anyway, it has been pointed out the fact that the increase of the oxidative stress,proportional to the exercise, is attenuated by training which causes a kind of adaptation marked by an increase of theresources of the opposing and the damage repairing systems. The different typologies of sporting activities (power,endurance, alternate aerobic-anaerobic activity) influence in a different way the markers of the oxidative stress. It is notyet very clear if an exogenous charge, even combined, of antioxidazers (A, C, E vitamins) can improve the athletes’ per-formance levels, but it’s sure that the estimate of the levels of oxidative stress, allows to understand if it’s necessary tomodify the training standards, the life-style and the diet of sportsmen.

KEY WORDS: Reactive oxygen species - Sporting activity - Antioxidant events - Antioxidant supplementation.


RIASSUNTOLe strutture cellulari degli esseri viventi subiscono il continuo attacco delle specie reattive dell’ossigeno (ROS), un grup-po di molecole o atomi con una condizione chimica particolarmente instabile che tende a modificarsi attraverso reazio-ni di ossidazione e riduzione con altre biomolecole. Tali reazioni sono purtroppo dannose per le strutture cellulari diorgani e tessuti. In risposta a questo fenomeno, gli organismi viventi possiedono un sistema di difesa, costituito da sostan-ze antiossidanti enzimatiche e non enzimatiche, capace di contrastare l’azione dei radicali liberi e di evitare che si instau-ri la condizione definita “stress ossidativo”. Gli atleti, più di altri, sono soggetti in continuazione all’attacco dei radicali libe-ri. L’attività sportiva, infatti, ne accresce la produzione secondo diverse modalità provocando uno sbilanciamento traproduzione di ROS e antiossidanti. E’ stato, tuttavia, evidenziato il fatto che l’incremento dello stress ossidativo, propor-zionale all’esercizio, è attenuato dall’allenamento che provoca una sorta di adattamento caratterizzato da un aumento del-la disponibilità dei sistemi di opposizione e di riparo del danno. Le diverse tipologie di attività sportiva (di potenza, di endu-rance, a impegno aerobico-anaerobico alternato) influenzano in maniera differente i marker di stress ossidativo. Non è anco-ra ben chiaro se la supplementazione esogena, anche combinata, con sostanze antiossidanti (vitamine A, C, E) sia in gra-do di migliorare i livelli prestativi degli atleti ma è sicuro che la valutazione dei livelli di stress ossidativo, consente di com-prendere se è necessario modificare regime di allenamento, stile di vita e di alimentazione degli sportivi.

PAROLE CHIAVE: Specie ossigeno reattive - Attività sportiva - Supplementazione antiossidante.

ForumMED SPORT 2010;63:277-84

DI MAURO STRESS OSSIDATIVO E PRESTAZIONE SPORTIVA

La maggior parte degli organismi viventi com-plessi ha bisogno di ossigeno per vivere.

Tuttavia il suo metabolismo conduce alla pro-duzione, da parte delle cellule, di ROS (speciereattive dell’ossigeno). Con questo nome si indi-ca un gruppo di molecole e atomi, radicali e non,la cui condizione chimica è instabile e la cui par-ticolare reattività risulta dal fatto di avere almenoun elettrone non appaiato e capace di vita auto-noma (Tabella I). Ciascun radicale libero tende araggiungere una conformazione più stabile attra-verso una reazione di riduzione o di ossidazioneed è capace di provocare notevoli danni all’or-ganismo.

Infatti, tutte le biomolecole subiscono, nelcorso della loro vita, un continuo attacco daparte di sostanze ossidanti che ne mettono arepentaglio l’esistenza e la funzionalità. I radicaliliberi possono essere generati nel corso di nume-rose attività metaboliche e causare la perossi-dazione delle membrane cellulari, modificazio-ni enzimatiche, proteolisi e modificazioni delDNA nucleare (Figura 1) (Halliwell et al., 1989).In opposizione all’azione di tali sostanze, l’or-ganismo possiede un sistema di difesa basato suantiossidanti, enzimatici (superossido dismuta-si, catalasi, glutatione perossidasi) e non (vita-

mine A, C ed E), che ha il compito di contrastarel’azione delle ROS e il cui ottimale funziona-mento fa in modo che non si instauri la condi-zione definita come “stress ossidativo” che siverifica nel caso in cui vi sia uno sbilanciamen-to tra produzione di ROS e di sostanze antios-sidanti (Halliwell et al., 1989).

Stress ossidativo e attività sportiva

Gli atleti, i loro organi e i loro tessuti sono,più di altri, sottoposti ad un massiccio attacco daparte dei radicali liberi in quanto, l’attività fisica,soprattutto se di alta intensità, è capace di portarealla condizione di stress ossidativo (Ferreira etal., 2008; Poole et al., 2007; Powers et al., 2008;Urso et al., 2003). L’esercizio fisico accresce laproduzione di radicali liberi secondo diversemodalità ed, in particolare, a favorire il verificar-si di una situazione di questo genere sono:

— l’aumento dell’intake di O2;— una maggior produzione di prodotti inter-

medi (superossidi, H2O2, etc.);— l’aumento della produzione di epinefrina

e di altre catecolamine;— la produzione di acido lattico;


TABELLA I.—Specie reattive dell’ossigeno.

Radicaliche Non radicaliche

Radicale idrossile Perossido di idrogenoRadicale idroperossile Ossigeno singolettoAnione superossido Ozono

EFFETTI DELLO STRESS OSSIDATIVO SULLE STRUTTURE CELLULARI

PEROSSIDAZIONE AMINOACIDI E PROTEINE

PEROSSIDAZIONE DEI LIPIDI

PEROSSIDAZIONE DI CARBOIDRATI

ALTERAZIONI DELL’OMEOSTASI IONICA

ROTTURA PROTEINE

LESIONI DEL DNA

MODIFICAZIONI ENZIMATICHE

Figura 1. — Effetti dello stress ossidativo sulle strutture cellulari.

STRESS OSSIDATIVO E PRESTAZIONE SPORTIVA DI MAURO

— la diminuzione dell’attività della citocromo-ossidasi;

— l’ipertermia; — l’attivazione dell’adenilatociclasi intracellu-

lare (Demoupolos et al., 1986).Lo stress ossidativo che risulta dalla pratica di

esercizio fisico acuto, sia in soggetti allenati chein soggetti non allenati, è causa di danni sia aglienzimi che ai recettori proteici, alle membranelipidiche ed al DNA (Leewenburgh et al., 1999;Alessio et al., 2000; 2001; Powers et al., 2007;Powers e Hamilton, 1999; Powers e Lennon, 1999;Powers e Leewenburgh, 1999).

E’ stato anche dimostrato, nel sollevamentopesi e negli esercizi aerobici di alta intensità, chela temporanea ipossia tissutale che si verifica nelcorso di prestazioni di questo tipo, contribuireb-be ad un aumento degli idrogenioni con ulterio-re produzione di ROS (Jenkins, 2004) che puòessere stimolata anche dal fatto che queste attivitàfisiche porterebbero alla liberazione del ferro edel rame dai loro carrier fisiologici (Chakraborti,2003).

L’interesse della medicina dello sport nei con-fronti dello stress provocato da sostanze ossi-danti si deve al fatto che un aumento considere-vole di questa condizione provoca negli atleti unrecupero più lento, un notevole peggioramentodelle performance ma soprattutto l’instaurarsi dipatologie quali la miopatia da esercizio e l’”ane-mia dell’atleta” riscontrata soprattutto in sogget-ti praticanti nuoto, ciclismo, corsa, canottaggio esollevamento pesi (Senturk et al., 2005). Infatti iradicali liberi alterano la funzionalità della mem-brana della fibra muscolare e possono causareanche la lisi ossidativa della membrana dei glo-buli rossi (Senturk et al., 2005).

In letteratura parecchi autori hanno imputatoad una maggior produzione di radicali liberianche il dolore muscolare che si verifica neglisportivi 24-48 ore dopo l’esercizio e che interes-sa la muscolatura maggiormente stimolata nelcorso delle sedute di allenamento (McArdle etal., 2004). Questo fenomeno, che si associa alrilascio in circolo di proteine muscolari enzima-tiche (creatinfosfato chinasi o CPK, lattato dei-drogenasi o LDH, GOT) e non enzimatiche (mio-globina), si verifica sia in seguito ad esercizi ditipo isotonico che di tipo isometrico ed è conse-guente al danno delle miofibre (McArdle et al.,2004).

Tuttavia, lo studio di praticanti attività di endu-rance ha messo in evidenza che, se è vero che la

pratica sportiva, soprattutto di elevato livello e dielevata intensità, porta ad un aumento della pro-duzione delle sostanze ossidanti e, quindi, ad unmaggior stress ossidativo degli atleti, è anchevero che l’organismo di questi soggetti rispondecon un aumento dell’efficienza dei sistemi di dife-sa. Questa situazione, apparentemente contrad-dittoria, è nota come “paradosso dello stress ossi-dativo da esercizio” e non è ancora noto perchéciò si verifichi anche se è stato ipotizzato che sitratti di un fenomeno di adattamento. Miyazaki etal. (2001) hanno dimostrato che i soggetti allenaticon sforzi aerobici di elevata intensità eviden-ziavano livelli di stress ossidativo inferiori a grup-pi di controllo se sottoposti ad esercizio fisicoprotratto fino allo sfinimento e inoltre sono statianche riportati minori livelli di malondialdeide(MDA) (un marker di danno ossidativo) dopoesercizio in sciatori di fondo e runner di alto livel-lo immediatamente dopo sforzi condotti fino adesaurimento (Hubner-Wozniak, 2004; Rokitzki,2001).

Produzione di radicali liberi nel muscoloscheletrico

Sebbene, già negli anni ’50, fossero stati fattistudi che avevano dimostrato come il muscoloscheletrico potesse produrre radicali liberi(Commoner et al., 1954), le prime sostanzialidimostrazioni che l’esercizio era associato ad unaumento della formazione degli stessi, di ROS especie reattive del nitrogeno (RNS), insieme conaltre biomolecole, si ebbero negli anni ’70 (Bradyet al., 1979; Dillard et al., 1978a; 1978b), e talidati vennero successivamente arricchiti e con-fermati da Kelvin Davies e collaboratori al labo-ratorio di Lester Packer a Berkeley (Davies et al.,1982; Quintanilha e Packer, 1983).

Il muscolo scheletrico è la struttura più inte-ressata dall’azione delle ROS quando si fa riferi-mento all’attività sportiva ed è stato oggetto didiversi lavori (Davies et al., 1982; Kolbeck et al.,1997; McArdle et al., 2005; Vasilaki et al., 2006;Reid, 2008) che hanno portato alla conclusioneche i siti di produzione di specie reattive del-l’ossigeno e del nitrogeno sono molteplici(Jackson et al., 2007). Se prima si credeva chefossero solo i mitocondri a produrre radicali libe-ri (Halliwell et al., 1989; St.Pierre et al., 2002;Fisher-Wellman et al., 2009) , gli studi più recen-ti hanno definitivamente stabilito che siti endogeni



di produzione di ROS sono anche il reticolo sar-coplasmatico (Xia et al., 2003; Powers et al.,2008) e la membrana sarcoplasmatica (attraver-so il sistema della NADPH ossidasi) (Pattwell,2004; Powers et al., 2008) e che a livello musco-lare esistono anche due sistemi (PLA2-dipen-dente e della xantina-ossidasi) che accresconoulteriormente la quantità di radicali liberi pro-dotta (Gomez-Cabrera, 2003; Gong, 2006). Unmuscolo, durante la contrazione, produce inuna prima fase superossido e ossido nitrico(McArdle et al., 2000; Pattwell et al., 2004) il cuiaumento è stato correlato con un anticipo del-la curva da fatica in muscoli di anfibio (Stamleret al., 2001; Reid, 2008). Tuttavia sono state indi-viduate anche delle ROS secondarie, generatedurante l’esercizio, che hanno origine lipidica(Ashton et al., 1998; Pattwell et al., 2003; Fisher-Wellman et al., 2009).

Per assicurare che tali specie non dannegginoirreparabilmente il muscolo scheletrico, esiste unsistema di regolazione delle ROS molto ben svi-luppato che previene potenziali effetti deleteri.Questo sistema di difesa comprende sia isoformemitocondriali e citosoliche della superossido dismu-tasi (rispettivamente MnSOD e CuZnSOD), gli enzi-mi catalasi e glutatione perossidasi (Powers et al.,2008) ed un certo numero di “scavenger” direttidelle ROS, che comprendono il glutatione, la vita-mina E e l’acido ascorbico. In generale, le fibrelente (tipo I), ricche di mitocondri, hanno un con-tenuto maggiore di sistemi protettivi se paragona-te con le fibre veloci (tipo II) (Jackson et al., 2007).

Il ruolo dei mitocondri è stato ridimensionato(Brand et al., 2004; 2005) ed in particolare è ormaiassodato che:

— vi è una limitata produzione di ROS da par-te dei mitocondri della cellula muscolare (Di Meoet al., 2001; Herrero et al., 1997; Kozlov et al.,2005);

— l’attività delle ROS di origine mitocondria-le aumenta solo di 2-4 volte in corso di esercizio(Mc Ardle et al., 2005; Vasilaki et al., 2006);

— hanno un ruolo fondamentale, nella pro-duzione di radicali liberi, alcune proteine mito-condriali (UCP2 e UCP3) (Brand et al., 2005).

Tipologia di esercizio fisicoe produzione di radicali liberi

La tipologia di esercizio fisico influenza inmaniera diversa le modificazioni dei marker del-lo stress ossidativo (tab.II). Alessio et al. (1993)hanno evidenziato un’aumentata perossidazio-ne lipidica dopo contrazioni isometriche mentredopo esercizio aerobico aumentavano la capacitàantiossidante totale ed i segni di ossidazione pro-teica. L’esercizio eccentrico, invece, sembra esse-re responsabile di elevati livelli di MDA (Maughanet al., 1989) e di una capacità antiossidante tota-le alterata fino a una settimana dopo l’esercizio(Child et al., 2000; Khassaf et al., 2001). Anche lapratica di sport di potenza ed di quelli ad impe-gno aerobico-anaerobico alternato comporta unaumento dei livelli di ROS ed in particolare del-l’attività degli enzimi ad azione antiossidante(superossido dismutasi, catalasi) (Santos-Silva etal., 2001; Brites et al., 1999).

Numerose evidenze indicano inoltre che leROS e il monossido di azoto (NO) possonoinfluenzare la produzione di forza muscolare,con degli effetti dovuti a modificazioni nel rima-neggiamento dello ione Ca++ o a modificazionidella sensibilità dei miofilamenti a questo ione(Powers et al. 2008).

Anche la valutazione degli atleti praticanti sportdi resistenza ha messo in evidenza il fatto cheforme aerobiche di esercizio producono unimportante aumento dello stress ossidativo (Leafet al., 1999; 1997a; 1997b) e che l’intensità con-diziona la misura in cui questo fenomeno si veri-fica (Kanter et al., 1998). È stato infatti riportatoin letteratura che la pratica degli sport di endu-rance comporta un aumento dei livelli dei mar-catori fisiologici dello stress ossidativo (glutatio-ne ossidato, proteine ossidate, marker di peros-sidazione lipidica) e anche di quelli indicantidanni al DNA. Peraltro, è stato notato il fatto che,a differenza di quanto osservato negli sport ditipo anaerobico, i livelli di proteine ossidate siincrementerebbero subito dopo lo sforzo perritornare a livelli basali dopo circa un’ora. La pro-duzione di ROS aumenterebbe anche nel corso di


TABELLA II.—Modificazioni dei marker dello stress ossidativo nelle diverse tipologie di sport.

Sport di endurance >MDA; >isoprostani; >glutatione ossidato; >ossidazione DNA

Sport di potenza >MDA; > attività SOD; = attività catalasi

Sport di squadra >attività SOD


gare di lunghissima durata (ultra-maratone) perpoi ritornare a livelli basali nel dopo-gara, indi-cando che un sistema di difesa antiossidantepotrebbe attivarsi subito dopo una prestazione diquesto genere per ridurre lo stress ossidativo(Hattori et al., 2009). In particolare, studi con-dotti su maratoneti ed ultramaratoneti (Marzaticoet al., 1997; Mastaloudis et al., 2006; 2004a; 2004b;2001; Fisher-Wellman et al., 2009) hanno riportatoun incremento dei valori dei marker che indica-vano danni da ossidazione delle membrane cel-lulari mentre nei mezzofondisti sono stati riscon-trati danni a carico del DNA (Okamura et al.,1997). La misurazione dei livelli di stress in pra-ticanti ciclismo ha invece evidenziato livelli alte-rati di glutatione ossidato (Laaksonen et al., 1999),risultati confermati da misurazioni eseguite imme-diatamente dopo una gran fondo ciclistica chehanno riportato livelli di stress ossidativo al disopra della norma, che si abbassavano dopo 10giorni di supplementazione di antiossidanti (vit.C, E) (Beltrami et al., 1999). Uno studio recente(Knez et al., 2007) condotto su 45 triatleti parte-cipanti all’Ironman ha riportato un’aumento inquesti soggetti dell’attività degli enzimi con azio-ne antiossidante che si verificherebbe sia duran-te il periodo di allenamento alla gara che nel cor-so della competizione. Risultati del tutto sovrap-ponibili a questi ultimi sono stati ottenuti daSkenderi et al. (2008) che hanno valutato 18 run-ner partecipanti ad un’ultramaratona di 246 km.

L’aumentato consumo di O2, soprattutto nelleattività di endurance, viene considerato la causaprincipale dell’incremento della produzione diradicali liberi che si verifica nei soggetti prati-canti attività sportiva (Sen, 1995; 2000; Chance etal., 1979). È stato infatti stimato che il consumodi O2 di un atleta, in corso di esercizio fisico, puòaumentare di 10-15 volte, che il flusso di O2 in unmuscolo in attività può crescere di circa 100 vol-te (Sen et al., 2000) e che la riduzione, attraver-so la normale respirazione, di 25 molecole di O2porta alla produzione di un radicale libero(Chance et al., 1979). Tutto questo determina unmaggiore rilascio di prodotti intermedi (O2

-, H2O2,e OH) con conseguente maggiore stress ossida-tivo (Chance et al., 1979).

Ruolo della supplementazione alimentarenella produzione di radicali liberi

Alla luce di tali dati è anche fondamentalecomprendere se una supplementazione con

sostanze antiossidanti (vitamine A, C ed E) pos-sa determinare un miglioramento della presta-zione. Fino ad ora la letteratura scientifica non hadato una risposta univoca. Se alcuni autori(Jakeman et al., 1993) hanno riferito un migliorrecupero atletico associato ad una supplementa-zione con vitamina C dopo esercizio aerobico,altri (Van der Beek et al., 1990; 1991) non hannoinvece riscontrato alcun effetto della stessa vita-mina C ai fini del miglioramento della potenzaaerobica, anche se la riduzione dell’intake per 7settimane ha portato ad un aumento della fre-quenza cardiaca all’onset dell’accumulo di aci-do lattico nel sangue (Van der Beek et al., 1990;1991). Per quanto riguarda la vitamina E, (Rokitzkiet al., 1994a; 1994b) hanno riferito una migliorcapacità di recupero in 30 ciclisti maschi cheassumevano 330 mg/die di supplementazionementre altri autori (Helgheim et al., 1979; Jakemanet al., 1993; Niess et al., 2000) non hanno con-fermato particolari effetti di tale vitamina ai finidella prestazione di endurance. Una recentereview di 6 studi (Powers et al., 2004) ha conclusoche la supplementazione con vitamina E, anchese associata con alte dosi di vitamina C, nondetermina alcun miglioramento delle prestazionima in tal senso sono necessari ulteriori dati vistoanche che, secondo quanto riportato da altrigruppi di lavoro (Rokitzki et al., 1994a; 1994b;Petersen et al., 2001) sarebbe proprio la supple-mentazione contemporanea di vitamine C ed E aprodurre effetti importanti.

Metodi di rilevazionedello stress ossidativo

Esistono varie tecniche per determinare i livel-li di radicali liberi. Tra queste, una tipologia dirilevazione definita “diretta” è la “risonanza dispin elettronico” (EPR) che rileva i radicali sta-bili (Bartosz, 2006). Altre tecniche sono inveceutilizzate per la determinazione dei radicali insta-bili, come quella dell’intrappolamento o “spintrapping” in cui il radicale viene stabilizzatoattraverso la reazione con una molecola “trap-pola” (Khan et al., 2002). I metodi indiretti pre-vedono invece la quantificazione di alcunimarker del danno ossidativo a livello di lipidi,proteine, DNA ed antiossidanti a basso pesomolecolare. Un ulteriore metodica di indagine sibasa sulla valutazione della “specie reattive del-l’acido tiobarbiturico” (TBARS) per la determi-



nazione dei danni da perossidazione lipidica(Hwang et al., 2007).

I medici sportivi e gli allenatori dispongonooggi anche di nuovi sistemi analitici, quali il FRAS4. Questo è un apparecchio costituito da un foto-metro con centrifuga incorporata progettato perconsentire la valutazione globale dello stress ossi-dativo attraverso l’esecuzione, su un piccolo cam-pione di sangue capillare ottenuto mediante digi-topuntura di un polpastrello, di due semplici testche danno la possibilità di determinare “in tem-po reale” ed in maniera estremamente precisasia la produzione di specie reattive (d-ROMs test)che l’efficienza dei sistemi antiossidanti (BAPtest). Il d-ROMs test, in particolare, permette dideterminare la concentrazione ematica dei deri-vati o metaboliti reattivi dell’ossigeno e degliidroperossidi, marcatori ed amplificatori del dan-no cellulare da radicali liberi. Il BAP test (biolo-gical antioxidant potential), invece, consente dideterminare l’efficienza della barriera antiossi-dante plasmatica (l’insieme delle proteine, dellevitamine e di altre sostanze in grado di contrastarela reattività dei radicali liberi e delle ROS) in ter-mini di attività ferro riducente (Alberti et al., 1997;Alberti et al., 2000; Beltrami et al., 1999; Caratelliet al., 2006; Cases et al., 2006; Dolci et al., 2001;Iorio et al., 2001; Nanni et al., 1998).

Conclusioni

Dall’analisi della letteratura scientifica si evin-ce che non risulta ancora una chiara visione del-la relazione tra stress ossidativo e prestazionefisica. Se infatti è certo che i radicali liberi sono

causa, negli sport di resistenza e non, di altera-zioni strutturali e funzionali della cellula e delDNA, sono emerse tuttavia conclusioni discor-danti su come l’attività fisica e sportiva in gene-rale possa influire sui marcatori di stress ossida-tivo. Inoltre è apparso che anche dall’analisi disport simili per impegno metabolico e modello diprestazione e di allenamento, i dati ottenuti rela-tivamente ai livelli di stress ossidativo post-pre-stazione, alla velocità d’azione dei meccanismiantiossidanti, ai marcatori maggiormente altera-ti, non portavano a conclusioni univoche e defi-nitive. Probabilmente tale situazione è imputabilead una serie di elementi quali: i diversi proto-colli di studio, il livello di allenamento degli atle-ti valutati, i livelli prestativi, l’eterocronismo delrecupero e i mezzi di rigenerazione utilizzati e lediversità tra sport appartenenti allo stesso profi-lo energetico.

Anche per ciò che attiene la validità dell’utilizzodi mezzi di integrazione ad attività antiossidantenon c’è accordo tra i vari Autori. Se è probabileche adeguate procedure di recupero con l’utiliz-zo di sostanze antiossidanti abbiano un effettorilevante dal punto di vista della rigenerazionedell’atleta, non appare ancora ben chiaro se unasupplementazione sistematica abbia una qual-che rilevanza ai fini dei livelli prestativi.

Risulta tuttavia importante che coloro i qualipraticano attività sportiva si sottopongano a valu-tazione globale dello stress ossidativo. L’impiegodelle metodiche innovative di misurazione dellostress ossidativo consente oggi di valutare la even-tuale necessità di modificare il regime di allena-mento, l’alimentazione e lo stile di vita degli atle-ti anche se sono necessari ulteriori studi che for-niscano una visione univoca del problema.



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Received on April 21, 2010 - Accepted for publication on May 3, 2010.Autore di contatto: Prof. F. Trimarchi, Università degli Studi di Messina, Dipartimento di Biomorfologia e Biotecnologie,Policlinico Universitario “G.Martino”, Pad. G, Torre Biologica, Via C. Valeria, 98125 Messina, Italia. E-mail: [email protected]


VELA: LE CLASSI OLIMPICHEL. FERRARIS, R. RAVAGLIA, C. SCOTTON

Federazione Italiana Vela, Genova, Italia

Fra tutti gli sport, la vela esercita da sem-pre un grande fascino e possiede una for-

za di immagine forse impareggiabile. L’avven-tura, la sfida e il rapporto con gli elementinaturali, il talento antico del marinaio, ilmoderno apporto di tecnologie, la progetta-zione, il lavoro di squadra o l’impresa solita-ria, il grande risultato sportivo: sono tuttesituazioni riconducibili alla vela. Navigare èuna necessità, veleggiare è un punto di arri-vo, il successo agonistico nello sport dellavela è uno degli obiettivi più ambiti dimigliaia di atleti in tutto il mondo. La vela èsport ricco di tradizioni e storia, anche inItalia. Nella sua moderna evoluzione, lo yach-ting è cresciuto fino ad abbracciare discipli-ne a volte assai diverse tra loro: dalle eleva-te prestazioni fisiche e tecniche del wind-surf, dei catamarani e delle derive olimpi-che, alle dure imprese oceaniche, al giocodi squadra di una regata d’altura, fino allamega-vela della Coppa America e alle sfidedel Match Race. Uno sport che coinvolgemilioni di appassionati in tutto il mondo,gestito dalla Federazione Internazionale(International Sailing Federation - ISAF) cheha favorito il suo sviluppo in tutti i conti-nenti, rappresentato in Italia dalla FederazioneItaliana Vela, membro del CONI. La vela èstato sport olimpico fino dalle prime edizio-ni dei Giochi: le imbarcazioni scelte per le

regate Olimpiche sono monotipi che, inaccordo con lo spirito Olimpico, permettonoai velisti di competere “ ad armi pari”; si trat-ta di imbarcazioni di dimensioni relativa-mente ridotte con equipaggi di una, due o trepersone. Dopo la discussa esclusione deicatamarani, le Classi veliche scelte dall’ISAFe quindi anche dal Comitato InternazionaleOlimpico (CIO) per le regate che assegne-ranno le medaglie ai Giochi Olimpici estivi diLondra 2012 sono 8. Considerando anche lecategorie maschili e femminili si contano 10specialità per un totale di 30 medaglie: 470maschile e femminile, 49er, Finn, LaserStandard (maschile) e Radial (femminile),Elliott 6 m, Star, tavola a vela RS:X Neil Prydemaschile e femminile.

Secondo l’impostazione dell’ISAF espri-mono e rappresentano le diverse tipologietecniche di regata velica e ne rispecchiano ladiffusione al maggior numero di Paesi nelmondo 1.

Le regate veliche di Classi Olimpiche sisvolgono (a giudizio del Comitato di Regata)con un’intensità di vento variabile da un mini-mo di 6 ad un massimo di 30 nodi e l’am-piezza del percorso può variare in relazionealle condizioni meteo-marine. Oltre all’in-tensità del vento anche l’altezza delle onde ela corrente influiscono sulla conduzione delmezzo velico facendo variare la durata di

La Medicina dello Sport ... per SportMED SPORT 2010;63:285-97

Le innovazioni tecniche e lo sviluppo delle metodologie di allenamento hanno fatto si che il cammino evo-lutivo di tutte le discipline sportive si sia ampliato in modo davvero considerevole nel corso degli ultimianni. La Redazione, dopo la pubblicazione dei lavori aggiornati sul Canottaggio, sugli Sport Natatori, sulPentathlon Moderno, con la speranza di rendere un servizio utile ai lettori, propone in questo numeroil lavoro “Vela: le Classi olimpiche” e desidera ringraziare gli Autori per il loro impegno.

FERRARIS VELA: LE CLASSI OLIMPICHE

una manche fra i 30 e i 40 minuti. Il percor-so di regata, originariamente a triangolo, haoggi più frequentemente forma di trapezio,comprendente uno o più lati di bolina, unoo più lati di poppa, due lati al lasco.

Durante la regata il velista percorre tratticon velocità ed impegni fisiologici differen-ti. A seconda che il vento sia costante o raf-ficato, forte, moderato o eggero, che l’ondasia lunga o corta, piccola, media o grossa,l’implicazione dell’apparato muscolare varianotevolmente e assume tutte le gradazioni.Altra variabile di cui bisogna tenere neces-sariamente conto è il numero di prove pre-viste durante la giornata (fino a tre, quattroprove al giorno in alcune classi).

Le Classi Olimpiche dei Giochi diLondra, 2012

Classe Finn

Singolo maschile, realizzato in vetroresi-na, il cui progetto risale al 1949; lo scafo èlungo 4,5 m, pesa 105 kg e ha una sola vela(randa) di 10,2 m2; il peso ottimale del veli-sta si aggira intorno ai 95 kg (Figure 1, 2).

Classe 470

Deriva doppia, progettata da Andrè Cornunel 1963; realizzato in vetroresina, lo scafo è

lungo 4,70 m (da cui il nome) e pesa 120 kg;l’imbarcazione è dotata di randa (9,45 m2),fiocco (3,59 m2) e spinnaker (12,16 m2); untrapezio (prodiere); il peso ottimale dell’e-quipaggio (prodiere + timoniere) varia da110 a 145 kg (Figure 3, 4).

Classe 49er

Si tratta di uno skiff a deriva e terrazzeregolabili, di progettazione relativamenterecente (1995); è entrata a far parte delleClassi olimpiche dal 2000 (Giochi Olimpici diSydney); dotato di albero in carbonio, randa(16,1 m2), fiocco (5,1 m2) e gennaker (38m2), lo scafo pesa 70 kg; prodiere e timo-niere hanno entrambi il trapezio, e svolgonotutte le manovre a bordo stando in piedi(Figure 5, 6).

Classe RS:X Neil Pryde

Tavola a vela, che ha sostituito il prece-dente scafo Mistral One Design dal 2005; pro-gettato nel 2004, è realizzato in fibra di vetroe carbonio, lungo 2,86 m, ha un volume di231 l e pesa 15,5 kg. La vela è di 9,5 m2 pergli uomini, 8,5 m2 per le donne e la catego-ria Youth (Figure 7, 8).

Classe Elliott

Imbarcazione a chiglia, con equipaggiofemminile di tre persone (peso ottimale del-l’equipaggio, timoniera+prodiera+centrale205 kg), al suo debutto come Classe Olim-


Figura 1. — Finn.

Figura 2. — Finn in navigazione (foto www.federvela.it).

VELA: LE CLASSI OLIMPICHE FERRARIS

pica. Progettata in Nuova Zelanda nel 2000,è stata scelta come imbarcazione per com-petizioni di match race: le vele sono randa(15,9 m2), fiocco (7,7 m2) e spinnaker (28m2) (Figure 9, 10).

Classe Star

La classe Olimpica più longeva, il pro-getto risale al 1911; è una barca a chigliacon due persone di equipaggio (lunghezzadello scafo 6,92 m, peso 671 kg) con bulbo(peso del bulbo 400 kg), dotata di randa(24,1 m2) e fiocco (4,6 m2); per evitare l’im-piego di prodieri troppo pesanti, il peso del-l’equipaggio deve rispondere alla regola(Figure 11, 12).

Classe Laser (Standard e Radial)

Il Laser rappresenta oggi il monotipoOlimpico più diffuso al mondo: si tratta diun singolo, progettato nel 1969, lungo 4,23 m,pesante 59 kg e attrezzato con sola randa(7,06 m2 Standard, maschile, 5,76 m2 Radial,femminile); il peso ottimale del timoniere è di55-70 kg nel Laser Radial, 72-83 kg nel aserStandard (Figure 13, 14).

Aspetti biomeccanici e bioenergetici

Le Classi Olimpiche rappresentano nellavela il campo di maggior applicazione dellaricerca medica e scientifica; lo scarso margi-ne di intervento sulle imbarcazioni (monoti-po) ha infatti spostato, soprattutto negli ulti-mi dieci anni, l’attenzione sugli aspetti bio-


Figura 3. — 470. Figura 5. — 49er.

Figura 4. — 470 maschile in navigazione (fotowww.sail.org).

Figura 6. — 49er in navigazione (foto www.sail.org).


meccanici e della performance umana. Purcon le ovvie differenze legate alla conduzio-ne e alle caratteristiche dei diversi scafi, leposture e i gesti atletici peculiari delle ClassiOlimpiche sono principalmente tre: la posi-zione di richiamo alle cinghie (hiking), laposizione al trapezio e la tavola a vela.

Hiking e trapezio

Se non si considerano gli aspetti tattici estrategici, la prestazione del velista è diretta-mente correlata alla sua capacità di contra-stare e superare le forze che agiscono sullabarca. La forza applicata dal vento sulla velasul piano orizzontale può infatti essere scom-

posta schematicamente in due componenti,di cui una laterale, che tende a rovesciarel’imbarcazione, inclinandola, e una longitu-dinale, che tende a far progredire la barca(Figure 15). La velocità della barca dipendedal suo grado di inclinazione (più dritta labarca, maggiore la velocità); pertanto l’equi-paggio deve essere in grado di sviluppareuna forza (momento raddrizzante) in grado dicontrobilanciare l’abbattimento della barca.Per mantenere la barca piatta quando il ven-to aumenta, l’equipaggio deve saper aumen-tare il momento raddrizzante e mantenerloper tutta la durata della regata. Per “ hiking”(posizione di richiamo alle cinghie) si defi-nisce una caratteristica posizione in cui il


Figura 7. — RS:X. Figura 9. — Classe Elliott.

Figura 8. — RS:X femminile (atleta: Alessandra Sensini)(foto www.sail.org).

Figura 10. — Elliott in navigazione (foto www.sail.org).


timoniere sporge la parte superiore del cor-po fuori bordo, mantenendo i piedi sotto acinghie, fissate al fondo della barca (Figure 2,10, 12, 14, 16, 17).

Questa posizione è usata nelle andaturedi bolina e traverso.

In questa posizione, i punti di contattotra il corpo del velista e il bordo della barcasono: i piedi e le caviglie fissati alle cinghie,il contatto della parte posteriore delle gambecon lo spigolo interno del bordo della barcae della faccia posteriore delle cosce sullo spi-golo esterno del bordo 2. Nei singoli, il timo-niere provvede da solo a esprimere ilmomento raddrizzante, nei doppi e nella clas-se Elliot gli altri membri dell’equipaggio con-


Figura 11. — Star. Figura 13. — Laser.

Figura 12. — Star in navigazione (foto www.sail.org).

Figura 14. — Laser Standard (foto www.sail.org).

Direzionedel vento

Momentoraddrizzante

Momentoribaltante

Progressionedella barca

Figura 15. — Rappresentazione semplificata delle forzeche agiscono sulla barca a vela.


tribuiscono al raddrizzamento dell’imbarca-zione, in posizioni affini a quelle dell’hiking(Star, Elliot) o mediante l’uso di un trapezio(nel doppio 49er sia il timoniere che il pro-diere sono dotati di trapezio e effettuano tut-te le manovre in piedi: in questa imbarca-zione il momento raddrizzante è favorito dal-le terrazze laterali che, opportunamenteestratte in base all’intensità del vento, aumen-tano il braccio di leva, Figura 6).

I muscoli degli arti inferiori lavorano inregime prevalentemente isometrico. In rega-ta la posizione (non statica, dal momentoche il busto si muove indietro e in fuori perseguire l’onda e per seguire le variazioni diintensità del vento) deve essere mantenutaper circa 15-20 minuti consecutivi (con del-le pause di alcuni secondi durante le virate).

I muscoli che devono lavorare maggior-mente sono il tibiale anteriore, il quadricipi-

te femorale e gli addominali; gli arti supe-riori lavorano al timone e alla scotta dellavela, per mantenere la pressione del ventosulla vela stessa.

Si assiste spesso, soprattutto in giovani atle-ti, ad errori posturali alle cinghie (gambeincrociate, punte dei piedi che guardanoall’interno, ecc.) con conseguente sviluppoasimmetrico del vasto mediale rispetto a quel-lo laterale. Se non corretti tempestivamente,questi errori possono con il tempo provoca-re condropatie femororotulee dovute di soli-to a disallineamenti patellofemorali. Questidifetti sono da imputarsi anche alla scarsaresistenza a mantenere la posizione per untempo prolungato e ciò significa che il rischiodi errore si presenta anche dopo aver impa-rato quale sia la posizione più corretta.

Quando l’articolazione del ginocchio ètroppo flessa le forze che agiscono sulla rotu-la tendono a schiacciarla contro il femore(iperpressione rotulea). Inoltre i muscoli nonagiscono in modo equilibrato, dal momentoche nella posizione alle cinghie il vastomediale agisce negli ultimi 5°-10° di esten-sione della gamba. Dal punto di vista dellatecnica di conduzione il timoniere che daquesta posizione muove il busto in fuori conmovimenti rapidi e secchi per “lavorare” l’on-da e le raffiche non riesce a trasmettere l’im-pulso alla barca perché il corpo “spezzato”smorza il movimento che dovrebbe arriva-re, tramite le cosce sul bordo ed i piedi sot-to le cinghie, a tutta la barca.

Di grande aiuto è l’uso in barca di panta-loncini steccati adeguati (Figura 18). Questiconsentono alla coscia di appoggiare soprauna superficie più ampia, riducendo l’effettodi compressione del bordo sui vasi sanguigni.Inoltre aiutano il timoniere a mantenere unaposizione lievemente più alta e favorisconol’estensione della gamba.

La ricerca della massima estensione allecinghie per ottenere il più efficace bracciodi leva raddrizzante in opposizione alla for-za sbandante del vento sulla vela porta i piùgiovani ed i meno allenati ad agire più sull’ileopsoas che sui muscoli addominali.

Similmente a quanto avviene in palestraquando si vogliono allenare questi muscoli,bisogna aver riguardo agli angoli creati dai


Figura 16. — Rappresentazione schematica dell’hiking.

Figura 17. — La tipica posizione “hiking” (foto:www.sail.org).


segmenti corporei per evitare o quanto menolimitare l’intervento dell’ileopsoas mentre sinaviga stando alle cinghie (Figura 19).

In questo caso l’ utilizzo della mano che tie-ne la scotta della randa alla quale il timonie-re si aggrappa nei momenti in cui deve accen-tuare l’azione di raddrizzamento può risul-tare di aiuto (il timoniere nella sua massima

estensione è letteralmente aggrappato allascotta della randa.

Quando ci si trovi a navigare con ventoforte e onda formata l’azione del busto èintensificata. I movimenti poppa-prua diven-tano più frequenti, ampi e veloci. La zonalombare della colonna vertebrale è forte-mente sollecitata da quest’azione continuaLa situazione più impegnativa, comunque, èquella creata dalla presenza di vento instabileper direzione ed intensità, il vento a rafficheche costringe il velista ad un continuo adat-tamento della posizione con azioni repenti-ne e decise che coinvolgono impegni musco-lari diversi a seconda del momento (possibi-le sovraccarico della colonna lombare).

Numerosi studi, effettuati anche tramiteregistrazione di potenziali elettromiografici(EMG) hanno dimostrato un impegno essen-zialmente statico dei muscoli quadricipitefemorale (che appare il muscolo con maggiorimpegno) degli addominali e degli altrimuscoli, in test al simulatore della durata dialcuni minuti 3-5. Alcuni studi della metà deglianni 90, effettuati durante test in allenamen-to e regata mediante l’analisi del consumodi ossigeno ,la registrazione della frequenzacardiaca e il dosaggio della concentrazionedel lattato ematico, hanno portato alla con-clusione che l’hiking comportasse un impe-gno essenzialmente anaerobico, come testi-moniato da valori non elevati del consumo diossigeno (intorno al 40% del V

.O2max) ma con

frequenze cardiache invece piuttosto alte(intorno al 75% della FC max): questo feno-meno fu spiegato come risultato dell’ostaco-


Wet-suit only

Hiking pants with battens

Hiking pants, thicker battens, hiking off toes,tight strap, arms high, lean further back

Figura 18. — Sono riportate le posizioni alle cinghie sen-za steccati (A); con steccati a stecche “morbide” (B); consteccati a stecche “rigide” (C).

Figura 19. — Il lavoro del muscolo ileopsoas (PI) nell’hiking a diversi angoli di flessione della coscia sul bacino.


lo al flusso ematico agli arti inferiori, dovutoalla contrazione muscolare isometrica 6-11. Inalcuni questi studi, tuttavia, non erano statipresi in considerazione i cambi di direzione(virate) che il velista effettua frequentemen-te durante la regata, e che comportano unsignificativo aumento del consumo energeti-co 9, 11. Inoltre, i velisti più esperti cambianocontinuamente la loro posizione in regata,come abbiamo visto, per mantenere la lorobarca a una velocità ottimale. Un recentelavoro 11 ha dimostrato che in velisti esperti,durante test di 30’ l’impegno aerobico tendead aumentare con il passare del tempo, convalori di consumo di ossigeno ben più elevatidi quelli osservati in precedenza, e ha mes-so in relazione questo dato con il continuoriaggiustamento della posizione di hiking inrapporto alle mutevoli condizioni di vento emare; questo fenomeno non si verifica inve-ce in velisti non perfettamente allenati o pocoesperti, che tendono invece ad esprimere unconsumo energetico minore ma stabile neltempo, non mettendo in atto il continuo adat-tamento dell’hiking. Questi dati sono in accor-do con altri lavori che hanno introdotto perl’hiking il concetto di “ quasi isometria” ,dimostrando che solo la metà del consumo dienergia è dovuto all’ impegno muscolare ditipo isometrico, e che l’hiking richede unnotevole impegno del metabolismo aerobico12, 13.

La posizione al trapezio dei prodieri didoppio permette al velista di sfruttare il pro-prio peso corporeo per controbilanciare ilmomento sbandante della barca; la posizio-

ne classica nell’andatura di bolina è ben evi-dente nelle Figure 4, 20.

Il prodiere è in piedi, a arti inferiori estesi(ma pronti a flettersi al ginocchio per assor-bire le oscillazioni della barca che ne ridur-rebbero la velocità), con il tronco iperesteso,soseso alle sartie dell’albero della randa tra-mite un ‘imbragatura (trapezio) il cui puntodi aggancio si trova all’incirca all’altezza del-le ultime vertebre dorsali; la trazione eserci-tata dal trapezio accentua l’iperestensionedel tronco e determina iperlordosi lombare;in caso di vento forte, il prodiere spesso tie-ne un’arto superiore elevato, per accrescereil momento raddrizzante, aumentando il brac-cio di leva. Al prodiere sono richieste doti diagilità e di forza esplosiva (ad esempio nel-le virate e per issare lo spinnaker veloce-mente).

Nelle andature portanti (lasco e poppa) laposizione in barca è significativamente diver-sa, e richiede di avere un’ottima mobilità arti-colare e di sapere dove sedersi in barca.

Sui singoli olimpici il problema è legato adue fattori: lo spazio ristretto in cui trovare lapropria posizione; la situazione di costantesquilibrio determinata dall’azione dell’ondasullo scafo e del vento sulla vela che nonspinge in una sola direzione come invecenelle andature atte a risalire il vento (boli-na). Gli arti inferiori devono garantire stabi-lità, mentre il busto e gli arti superiori lavo-rano per mantenere l’equilibrio alterato dal-l’azione dell’acqua sullo scafo e del ventosulla vela. Le ginocchia sono piegate quasi allimite ed il peso del timoniere poggia quasicompletamente su di esse.In regata questaposizione va mantenuta per un tempo chevaria dai 6-7 ai 13-15 minuti, seguita imme-diatamente dall’andatura di bolina con il timo-niere nuovamente disteso alle cinghie. Neidoppi i due membri dell’equipaggio sonoseduti dentro allo scafo, il prodiere governalo spinnaker (Fig. 21)

Tavola a vela

Windglider, Lechner, Mistral OD e daPechino 2008 il nuovo format RS:X NeilPryde(Figura 22), di cui tratteremo in questo con-tributo, sono le classi di windsurf impiegati a


Figura 20. — Posizione al trapezio (foto www.sail.org).


partire dai Giochi di Los Angeles 1984, annoin cui la tavola a vela ottiene lo status di disci-plina olimpica. Da Barcellona ’92 si registraanche l’esordio della categoria femminile.

Al contrario delle altre classi olimpiche, ilRegolamento di Regata per la tavola a velapermette ai surfisti di crearsi il vento conqualsiasi intensità ed in ogni andatura, poten-do navigare a velocità maggiore. Tale tecni-ca di conduzione del mezzo si chiama “pum-ping” ed è caratterizzata da un’azione dellebraccia che agiscono sul boma attraverso unaflesso-estensione con contemporanea rota-zione che disegna un otto allungato sul pia-no trasversale dell’attrezzatura velica (Figura23).

Qualsiasi sia l’intensità di vento l’atleta uti-lizza questa particolare tecnica conservandoenergia sufficiente anche per altre situazioniagonistiche: ingaggi, giri boa, arrivo al tra-guardo. Se, invece, le condizioni meteo-mari-ne sono decisamente impegnative (dal pun-to di vista muscolare e del sistema cardio-polmonare) o il windsurfista non può inter-venire sulla regolazione dell’attrezzatura veli-ca egli ricerca una posizione statica che gligarantisca la velocità e il controllo del mez-zo a vantaggio di un risparmio energetico.Nel primo caso l’impegno muscolare è dina-mico e ricorda la tecnica utilizzata nel canot-taggio; nel secondo caso il lavoro è preva-lentemente statico con minimi aggiustamen-ti per conservare il controllo del mezzo veli-co 14.

Dall’introduzione della regola del pum-ping numerosi studi si sono posti l’obiettivodi indagare la richiesta energetica del wind-surf olimpico: gli studi condotti sulla tavola


Figure 21. — 470, andatura di poppa (foto www.sail.org).

Figura 22. — Tavola a vela RS:X (foto www.sail.org).

Figura 23. — Gesto tecnico del pumping alla massima ampiezza: A) la vela viene inclinata verso prua; B) a prua si ricer-ca la migliore estensione al fine di raccogliere con la vela più vento possibile e successivamente si effettua la trazionecon forza; C) si supera nuovamente il centro velico ed il centro di massa portando la vela a poppa e ritorno.


Mistral OD (usata fino alle Olimpiadi di Atene2004) hanno evidenziato un impegno di tipoaerobico/anaerobico alternato, con elevatoimpegno del sistema cardiovascolare (la fre-quenza cardiaca arriva fino al fino al 92-95%della FC max, anche per varie decine di minu-ti e, mediamente, non scende sotto l’80%;negli stessi studi, il pumping nelle andatureportanti sembrava comportare un consumoenergetico più elevato, probabilmente a cau-sa della maggior ampiezza del movimento 9,

15, 16.Uno studio condotto sul consumo ener-

getico della nuova tavola olimpica RS:X haconfermato come anche con questa tavolal’impegno cardiovascolare sia ancora più ele-vato che con la tavola Mistral OD, con impe-gno sia aerobico che anaerobico (con valoridi percentuale del V

.O2max superiori al 85% e

di percentuale della FC max superiori al 90%nelle andature portanti) ; l’impegno cardio-vascolare risulta leggermente minore nelleboline con vento forte, dove il pumping vie-ne usato meno 17.

Le regate di windsurf olimpico si svolgonocon un’intensità di vento cha va da un mini-mo di sei nodi (obbligatorio) ad un massimodi circa 30 nodi su percorsi di ampiezza varia-bile, e comprendono in genere 2 o 3 manchesdella durata mediamente di 30-40 minuti(Figura 1). Assegnando un tempo ad ognilato del percorso di regata, secondo la clas-sificazione delle attività sportive 18, possia-mo schematizzare i principali meccanismibioenergetici che impiega il surfista a vela(Tabella I). Nella Tabella II sono invece rias-sunti i gruppi muscolari maggiormente impe-gnati nella conduzione della tavola olimpica.

Traumatologia e lesioni da sovraccarico

Diversi autori hanno studiato l’incidenzadelle lesioni traumatiche acute e cronichenella vela 18-20 e i risultati delle indagini sonostati diversi: le parti del corpo più frequen-temente soggette a traumi sono il capo e gliarti ; le cause più frequenti durante la navi-gazione sono il rovesciamento dell’imbarca-zione (scuffia) e l’urto contro il boma, mauna considerevole quantità di traumi avvie-

ne a terra, mentre il velista arma, disarma etrasporta la barca. Altre possibili cause dilesione “ a terra “ sono legate alle attrezzaturedei porti e agli scivoli sdrucciolevoli e nonsicuri. La scuffia rappresenta una evenienzaa rischio soprattutto per i velisti che fannouso di trapezio: in caso di mancato sganciodel trapezio, il velista può essere trattenutosott’ acqua (sommersione e rischio di anne-gamento); i produttori di trapezi hanno svi-luppato trapezi a sgancio rapido e sicuro pro-prio per ovviare a questa situazione.L’attrezzatura della barca (bozzelli, scotte,deriva, carrelli) rappresenta di per sé unpotenziale rischio traumatico, anche in con-siderazione dello spazio ristretto e della rapi-dità con cui vengono eseguite le manovre. Ilrischio traumatico sembra maggiore nei timo-nieri che nei prodieri e non sembra esseredistribuito in modo sostanzialmente diffe-rente tra i due sessi. Solo alcuni studi si sonorivolti esclusivamente alle Classi Olimpiche,e pertanto i dati in materia scarseggiano; laFederazione Internazionale Vela (ISAF) harecentemente lanciato un survey internazio-nale sulla traumatologia di Classi Olimpiche(attualmente nella sua fase iniziale). Per lesue caratteristiche di barca acrobatica eperformante, e per la posizione peculiareche assume l’equipaggio, il 49er appare for-se come la classe Olimpica a maggior rischiotraumatico. Sebbene non siano stati raccoltie studiati in modo scientifico e sistematico,sono frequenti le osservazioni sul campo ditraumi anche di una certa entità, soprattuttoin occasione delle scuffie, dove il prodieresospeso al trapezio viene scagliato in avantia urtare lo scafo; e il timoniere può riporta-re lesioni della caviglia e del piede, quandonon riesce ad estrarlo in tempo dalle cinghieper i piedi (foot straps) di cui sono dotate leterrazze.

Ben più frequenti sono le osservazioni disindromi dolorose croniche a carico soprat-tutto della colonna lombare e del ginocchio.La lombalgia (loow back pain) interessa cir-ca 1/3 dei velisti di livello nazionale. Tra lecause di lombalgia si annoverano l’esecu-zione protratta e ripetuta dei gesti tipici del-la vela (hiking, trapezio, tavola a vela), l’in-sufficiente allenamento, la ridotta flessibilità




TABELLA I. — Meccanismi bioenergetici impiegati dal surfista a vela.

Fasi della regata Tempo Percentuale Attività prevalente

Prepartenza 5’ — Aerobica di destrezzaPartenza 1’ circa 2,5% Anaerobica lattacidaGiri boa 2’ circa 5% Di potenzaLati andature portanti 13’ circa 32,5% Aerobica, anaerobica massivaLati bolina 15’ circa 37,5% Aerobica, anaerobica massivaManovre ed ingaggi 9’ circa 22,5% Aerobica, anaerobica massivaDurata (media) totale 40’ 100% Aerobica, anaerobica massiva

TABELLA II. — Gruppi muscolari maggiormente impegnati nella conduzione della tavola olimpica. Da Scotton, 2005.

Gruppo Funzione Bolina Bolina Portanti Portanti Grado mediomuscolare principale ad impegno ad impegno ad impegno ad impegno implicazionedinamico statico dinamico statico

Collo Flex avanti X X XX XXXX (8)Flex indietro XXX XXXX X XXX (10)Rotazione XXX XXXX X X (9)Flex laterale X X X X (4)

Trapezio Elevazione monc. spalla XXXX XXX XXXX XXX (14)Adduzione scapole XXXX XXXX XXXX XXXX (12)Abbassa monc. spalla X X X X (4)

Spalle Anteposizione XXXX XXX XX XXX (12)Retroposiz. XXXX XXXX XXX XXXX (15)Abduzione X X X X (4)

Braccio Flessione XXXX XXXX XXXX XXXX (16)Estensione XXX XX XXX XX (10)

Avambraccio Flessione mano su avbr XXXX XXXX XXXX XXXX (16)Estensione mano su avbr X X X X (4)Pronazione e supinazione XX XX XX XX (8)

Pettorali Adduzione av X X XXX X (6)Anteposizione del braccio XXXX XXX XXX XXX (13)Disten. braccio su petto XXX X XXX X (8)Rotatore interno X X X X (4)

Dorsali e gr. rotondo Adduz. braccio per dietro XXX XXXX XXX XXXX (14)Retroposiz. XXXX XXXX XXXX XXXX (16)Intrarotazione XXX XXXX XXX XXXX (14)

Gr. e picc. romboideo Accollatori scapole XXXX XXXX XXXX XXXX (16)

Lombari Estensione del tronco XXX XXXX XXX XXXX (14)

Addominali Flex e rotazione later. XXXX XXXX XXXX XXXX (16)Flex anteriore XXX XX XXXX XXXX (13)

Glutei Abduzione XX XX XX XX (8)Retroposizione XX XXXX XX XXXX (12)

Gambe Estensione XXXX XXXX XXXX XXXX (16)Flessione XXX XX XXX XX (10)Adduzione XXX XX XXXX XX (11)

Polpacci Flex plantare XX XX XX XX (8)

Tibiali Flex dorsale XX XXXX XX XXXX (12)

Grado d’implicazione del singolo gruppo muscolare relativamente all’andatura e alla modalità di conduzione della tavola: XXXX= alto; XXX = medio; XX = limitato; X = trascurabile.

Grado medio d’implicazione del gruppo muscolare indipendentemente dall’andatura e dalla modalità di conduzione della tavola:1-4: trascurabile; 5-8: limitato; 9-12: medio; 13-16: alto.


articolare, ma anche i lunghi viaggi per rag-giungere le sedi di regata, il cambio di fusoorario e di clima 22. Il passaggio dalle classipropedeutiche a quelle Olimpiche, con unnetto aumento del tempo e del carico di lavo-ro, sembra essere quello maggiormente arischio per lo sviluppo di lombalgia. In par-ticolare, come abbiamo visto precedente-mente, i giovani velisti tendono a lavorarecon l’ileopsoas invece che con gli addominali;determinando una trazione in avanti delleultime vertebre lombari, con accentuazionedella lordosi; Nella tavola a vela, il fattorebiomeccanico responsabile dell’insorgenzadi lombalgia sembra essere la particolare for-ma del trapezio che tende a sospendere lacolonna lombare al boma in cifosi e la sta-zione eretta. In considerazione del fatto chenella maggior parte dei casi la lombalgia è diorigine muscolare, un ruolo determinantenella sua prevenzione e cura sembrano ave-re l’allungamento muscolare, le posture discarico, il corretto rinforzo dei muscoli addo-minali e la terapia manuale 22.

Le patologie di ginocchio si possono pre-sentare associate alla lombalgia o isolate,sono quasi esclusive dei timonieri a causadella iperpressione rotulea che si sviluppadurante l’hiking. Questa determina un’in-fiammazione della cartilagine della facciaposteriore della rotula (condropatia femoro-rotulea). La compressione di questo tessutocontro il femore quando il quadricipite sicontrae per estendere il ginocchio, causa unasintomatologia caratterizzata da dolore e rigi-dità (sindrome patello femorale). Questo pro-blema è comune soprattutto nei casi in cuisiano presenti degli alterati allineamenti trafemore e tibia come, per esempio, nelleragazze con un elevato angolo Q . Uno scar-so equilibrio del quadricipite, quando il vastomediale è relativamente debole, è un altrofattore favorente tale sindrome, poiché il restodel muscolo tende a tirare la rotula lateral-mente aumentando così l’attrito tra questa eil femore. Tale evento si verifica con una rela-tiva frequenza durante e subito dopo la cre-scita adolescenziale e sarebbe apparente-mente dovuto alla mancanza di coordina-zione e allo squilibrio muscolare. Questa sin-drome si può sviluppare come risultato di

un allenamento che prevede esercizi controresistenza con il ginocchio in flessione par-ziale, condizione questa che non favoriscel’irrobustimento del vasto mediale che agi-sce soltanto durante gli ultimi 5°-10° di esten-sione del ginocchio. La condropatia femoro-rotulea e la sindrome patello femorale pos-sono essere causate anche da forme di alle-namento inadeguato che favoriscono questapatologia, come il troppo rapido aumentodell’intensità in allenamento, ciò che puòfacilmente verificarsi soprattutto all’inizio del-l’attività sulla nuova classe di barca;periodi diriposo e di recupero inadeguati; periodi ina-deguati di riscaldamento e di raffreddamen-to, e forza e flessibilità inadeguati per l’im-pegno richiesto.

Affrontare un appropriato grado di inten-sità di allenamento in acqua è tutt’altro chefacile: le condizioni meteo marine non pos-sono essere scelte. La localizzazione in deter-minate aree geografiche nei diversi periodidell’anno comporta spesso la presenza divento forte nel periodo degli allenamenti epur cercando di utilizzare attrezzature ade-guate (albero flessibile, vela magra, ecc.)occorre rimediare alla carente preparazioneatletica. In questo senso assume una prima-ria importanza la stretta sinergia tra allenato-re, preparatore atletico, fisioterapista e medi-co di squadra, volta all’individuazione (neisoggetti più giovani) e al trattamento e allacorrezione di tutte quelle condizioni predi-sponenti a patologie da sovraccarico, e allastesura di piani di allenamento adeguati perintensità e contenuti.

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La Medicina dello Sport ... per Sportnei fascicoli

Anno 1999 - Vol. 52

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Fascicolo N. 4 - Dicembre 1999 - Pag. 287-322Iniziative e compiti del medico dello sportRELAZIONI ED ABSTRACT PRESENTATI AL 29° CONGRESSO NAZIONALE DELLA FMSI

Fascicolo N. 4 - Dicembre 1999 - Pag. 323-327Ricerche medico-scientifiche svolte in ambito automobilistico - CECCARELLI R.

Anno 2000 - Vol. 53

Fascicolo N. 1 - Marzo 2000 - Pag. 83-106Gli sport natatori - BONIFAZI M., GIOMBINI A., MINGANTI C., MARUGO L., SARDELLA F.

Fascicolo N. 2 - Giugno 2000 - Pag. 193-208La traumatologia nell’atletica leggera - MOSCONI M., VIOLA E., GIORGI L., BENAZZO F.

Fascicolo N. 3 - Settembre 2000 - Pag. 279-287I bendaggi funzionali nel trattamento dei danni da sport - FRIGNANI R.

Fascicolo N. 4 - Dicembre 2000 - Pag. 369-381La medicina dello sport e gli sport motoristici - DAL MONTE A.

Anno 2001 - Vol. 54

Fascicolo N. 1 - Marzo 2001 - Pag. 81-91Pallacanestro - BIFFI A., FACCINI P., SALVAGGI P., SENZAMENO S., TICCA M.

Fascicolo N. 2 - Giugno 2001 - Pag. 145-153Lo sport della vela - MARCHETTI M., DELUSSU A. S., RODIO A.

Fascicolo N. 3 - Settembre 2001 - Pag. 243-246Il pentathlon moderno - PARISI A., MASALA D., CARDELLI G., DI SALVO V.

Fascicolo N. 4 - Dicembre 2001 - Pag. 325-334Monitoraggio medico-sportivo del pugilato professionistico - STURLA M. I.

Anno 2002 - Vol. 55

Fascicolo N. 1 - Marzo 2002 - Pag. 51-59Medicina dello Sport applicata allo skyrunning - ROI G. S.

Fascicolo N. 2 - Giugno 2002 - Pag. 101-123Le discipline subacquee: aspetti medici e tecnici dell’immersione - MANOZZI F. M.

Fascicolo N. 3 - Settembre 2002 - Pag. 219-226L’arbitro di calcio: profilo medico-sportivo - PIZZI A., CASTAGNA C.

Fascicolo N. 4 - Dicembre 2002 - Pag. 313-325Sport equestri - DRAGONI S.


LA MEDICINA DELLO SPORT ... PER SPORT

Anno 2003 - Vol. 56

Fascicolo N. 1 - Marzo 2003 - Pag. 63-72Il tiro con l’arco - BONSIGNORE D. - GALLOZZI C. - SCARAMUZZA V.

Fascicolo N. 2 - Giugno 2003 - Pag. 123-137Il triathlon - MIGLIORINI S. - BOMPREZZI A.

Fascicolo N. 3 - Settembre 2003 - Pag. 201-226Lo sport paraolimpico - BERNARDI M., GUERRA E., MARCHETTONI P., MARCHETTI M.

Fascicolo N. 4 - Dicembre 2003 - Pag. 329-335Il tiro a volo - FAZI F., LACAVA F., MONTEMURRI B., LACAVA G.

Fascicolo N. 4 - Dicembre 2003 - Pag. 337-339Il tiro a segno - CUTOLO G.

Anno 2004 - Vol. 57

Fascicolo N. 1 - Marzo 2004 - Pag. 83-89L’universo ginnastica - BALDINI V. - BERLUTTI G. - CALDARONE G.

Fascicolo N. 2 - Giugno 2004 - Pag. 137-145Federazione Italiana Judo, Lotta, Karate, Arti Marziali - LÒRIGA V.

Fascicolo N. 3 - Settembre 2004 - Pag. 287-364La medicina dello sport applicata al calcioVECCHIET L., CALLIGARIS A., MONTANARI G., SAGGINI R., BELLOMO R. G., GATTESCHI L., RUBENNI M. G.

Anno 2005 - Vol. 58

Fascicolo N. 1 - Marzo 2005 - Pag. 65-71Aspetti fisiologici e clinici della pallavolo e del beach volleyS. CAMELI CON LA COLLABORAZIONE DI A. FERRETTI, G. FONTANI, C. GALLOZZI, C. MENCHINELLI, A. MONTORSI,P. G. NAVARRA, G. POMA, R. VANNICELLI, P. ZEPPILLI

Fascicolo N. 2 - Giugno 2005 - Pag. 137-150La danza sportivaFAINA M., BRIA S., SIMONETTO L.

Fascicolo N. 3 - Settembre 2005 - Pag. 241-9Traumatologia in arrampicata sportivaE. PAGANO DRITTO, P. L. FIORELLA, R. BAGNOLI, G. POSABELLA

Fascicolo N. 4 - Dicembre 2005 - Pag. 313-38Il ciclismoM. FAINA, V. CAVALLARO, P. FIORELLA, S. GHIRO, G. MIRRI, U. MONSELLATO, L. SIMONETTO

Anno 2006 - Vol. 59

Fascicolo N. 2 - Giugno 2006 - Pag. 277-87L’Hockey su pratoD. BONSIGNORE, B. RUSCELLO

Fascicolo N. 3 - Settembre 2006 - Pag. 375-6Un approccio biomeccanico di tipo cinematico allo studio della danza sportivaD. DALLA VEDOVA, M. BESI, D. CACCIARI, S. BRIA, M. FAINA

Fascicolo N. 4 - Dicembre 2006 - Pag. 477-94Il tennis: aspetti fisiologiciC. GALLOZZI, G. MIRRI



Anno 2007 - Vol. 60Fascicolo N. 1 - Marzo 2007 - Pag. 67-70Il Centro Universitario Sportivo ItalianoL. COIANA

Fascicolo N. 1 - Marzo 2007 - Pag. 71-7Il pattinaggio di figuraD. TORNESE, S. GEMMA, A. BERTO

Fascicolo N. 2 - Giugno 2007 - Pag. 209-216La maratona: un fenomeno di massa visto dal punto di vista del medico dello sportP. L. FIORELLA, G. FISCHETTO

Fascicolo N. 4 - Giugno 2007 - Pag. 605-610Il BadmintonA. GIANFELICI, C. MORANDINI

Anno 2008 - Vol. 61Fascicolo N. 1 - Marzo 2008 - Pag. 71-76Una nuova specialità sportiva: il “nordic walking”FARAGLIA E., DEGASPERI G., FRANCAVILLA G., CRISTIAN FRANCAVILLA V.

Fascicolo N. 2 - Giugno 2008 - Pag. 223-246La Medicina dello Sport al servizio del Rugby modernoV. M. IERACITANO, M. V. GIACOBBE

Fascicolo N. 2 - Giugno 2008 - Pag. 247-257Approccio metodologico per lo studio dell’incidenza dei traumi nello sport: l’esempio del rugbyA. SALVIA, V. M. IERACITANO, F. BOTTIGLIA AMICI-GROSSI, V. CALVISI, F. DI DOMENICA, C. D’ANTIMO, C.MIRANDA, A. ROTA, G. MELEGATI, C. ANDREOLI, A. M. CASELLA, P. FERRARI, F. GUIDETTI, A. ONGARO, A.PAOLONE, F. PASTEUR, R. SACCOCCI, B. PIVA, G. SASSARINI, L. SELLETTI, A. CASERTA, A. DI CESARE, B. DE LUCA

Fascicolo N. 3 - Settembre 2008 - Pag. 381-387Attività sportive a elevato rischio traumatico: l’organizzazione dell’assistenza sanitaria sul campo di garaS. DRAGONI, P. FACCINI

Fascicolo N. 3 - Settembre 2008 - Pag. 389-397L’aikido, un’arte marziale nobile e attualeA. ANEDDA, C. RAMUNDI, A. BONETTI

Fascicolo N. 4 - Dicembre 2008 - Pag. 507-513La ginnastica ritmicaG. BERLUTTI, M. PIAZZA

Anno 2009 - Vol. 62Fascicolo N. 1 - Marzo 2009 - Pag. 107-112La lotte stile libero e greco romana: aspetti tecnico-scientificiMARINI C., MANNO R.

Fascicolo N. 2 - Giugno 2009 - Pag. 201-240Il canottaggio dieci anni dopoSPATARO A., CRISOSTOMI S., CIFRA B., DI CESARE A., DI GIACINTO B., DE BLASIS E., POLI P., PUCCI N., RIZZO M.

Fascicolo N. 3 - Settembre 2009 - Pag. 335-377Gli sport natatoriBONIFAZI M., MARUGO L., ARMENTANO N., CAMILLIERI G., COLOMBO G., CRESCENZI S., FELICI A., MATTIOTTI S.,MELCHIORRI G., GIOMBINI A., SARDELLA F., BENELLI P., GATTA G., ZAMPARO P., SAINI G.

Fascicolo N. 4 - Dicembre 2009 - Pag. 493-503Il Pentathlon Moderno dopo l’introduzione del combined eventPARISI A., TRANCHITA E., QUARANTA F., CIMINELLI E., CERULLI C., CARDELLI G.



Anno 2010 - Vol. 63Fascicolo N. 2 - Giugno 2010 - Pag. 284-296Vela: le classi olimpicheFERRARIS L., RAVAGLIA R., C. SCOTTON


ERRATA CORRIGE:In volume 62, number 4, at pages 415, article “Physiological adaptations to 8-week precompetitive training periodin elite female judokase” the correct authors’ list should read: Stojanovic M., Ostojic S., Drid P., Milosevic Z. insteadof Stojanovic B., Ostojic S., Patrik D., Milosevic Z.

Lo scorso 20 maggio nell’Assemblea Gene-rale della Federazione Internazionale di Medi-cina dello Sport (FIMS) tenutasi a Puerto Ricoin occasione del Congresso Mondiale di Medi-cina dello Sport, è stato eletto Presidente ilProf. Fabio Pigozzi, Socio Ordinario della FMSIe Prorettore Vicario dell’Università Foro Italico.

Il Prof. Pigozzi subentra al Prof. WalterFrontera Roura dell’Università di Harvard cheha ricoperto la carica dal 2006 al 2010.

La Federazione Internazionale, fondata nel1928 e riconosciuta dal CIO, annovera 117Paesi nei cinque continenti.

La carica torna ad essere rivestita da unitaliano a 50 anni dalla Presidenza del Prof.Giuseppe La Cava negli anni ’60.

Nuovo Segretario Generale della FIMS èl’americano Lyle Michely dell’Università diHarvard.

Entra nel nuovo Comitato Esecutivo ancheil Presidente della Federazione Medico Spor-tiva Italiana, Dr. Maurizio Casasco, nomi-nato Chairman della Commissione Deve-lopment. Il suo ingresso rafforza la presenzaitaliana ai vertici mondiali della Medicinadello Sport.

CONGRESSO MONDIALE DI MEDICINA DELLO SPORTPuerto Rico, 19-22 maggio 2010

Assemblea Generale dellaFederazione Internazionale di Medicina dello Sport


Notiziario Federale

La Commissione, nominata dal ConsiglioDirettivo della F.M.S.I. per l’attribuzione delPrremio “Ugo Cassinis” al miglior lavoroscientifico pubblicato nella Rivista Federale“Medicina dello Sport” nell’anno 2009, haassegnato il Premio al Dottor Vincenzo Gui-ducci dell’Associazione Medico SportivaDilettantistica di Reggio Emilia, 1° Autoredel lavoro:

• “Utilizzo della coronaro-TC 64 in sog-getti sottoposti a visita per idoneità spor-tiva agonistica”

• Autori: V. GUIDUCCI 1, 2, G. TORTORELLA2, 3, A. MANARI 1

• (1Unit of Interventional cardiology, Arci-spedale Santa Maria Nuova, ReggioEmilia, Italy. 2Sports Medicine Center,Reggio Emilia, Italy. 3Unit of CardiologyHospitalization, Arcispedale Santa MariaNuova, Reggio Emilia, Italy)

PREMIO “UGO CASSINIS” ANNO 2009

NOTIZIARIO FEDERALE

La Commissione, nominata dal ConsiglioDirettivo della F.M.S.I. per l’attribuzione delPremio “Leonardo Vecchiet” alla migliore tesisperimentale di Specializzazione in Medicinadello Sport discussa in Università Italiane nel-l’anno accademico 2008/2009, dopo avervalutato le tesi pervenute e i curricula deicandidati, ha designato vincitrice del Premiola Dott.ssa Francesca Della Bianca, specia-lizzata in Medicina dello Sport presso l’Uni-versità degli Studi di Udine che ha discussola tesi dal titolo “Importanza dell’eserciziofisico nel paziente nefropatico cronico. Ilcaso clinico estremo di un atleta di endu-rance”.

La Commissione ha classificato:• al 2° posto la Dott.ssa Chiara Posenato,

specializzata in Medicina dello Sportpresso l’Università degli Studi di Verona,che ha discusso la tesi dal titolo “Bron-cospasmo da esercizio fisico, rispostabronchiale a stimoli diretti ed indirettie prevalenza di sintomi respiratori inuna squadra di giocatori di hockey sughiaccio”;

• al 3° posto il Dott. Raul Marco Polo,specializzato in Medicina dello Sportpresso l’Università degli Studi di Milano,che ha discusso la tesi dal titolo “L’at-tività sportiva nel paziente emofilico.Indicazioni, vantaggi e limiti”.

In occasione del Convegno Nazionaledella F.M.S.I. dal titolo “La ResponsabilitàProfessionale del Medico Certificatore e delMedico Sociale”, svoltosi a Bari il giorno12 giugno 2010 sono stati consegnati ipremi a:

• Dott.ssa Barbara Di Giacinto, vinci-trice del Premio “Ugo Cassinis” perl’anno 2008

• Dott.ssa Federica Gentili, vincitricedel Premio “Leonardo Vecchiet” perl’anno accademico 2007/2008.

• Dott.ssa Francesco della Bianca, vin-citrice del Premio “Leonardo Vecchiet”per l’anno accademico 2008/2009.

• Il Premio “Ugo Cassinis” per l’anno2009 è stato inviato al Presidente dellaA.M.S.D. di Reggio Emilia che prov-vederà direttamente alla consegna alvincitore Dott.Vincenzo Guiducci.

Il Consiglio Direttivo Federale della F.M.S.I.,riscontrato l’interesse e la costante parte-cipazione annuale per il Premio “LeonardoVecchiet” da parte di medici specializzandiin Medicina dello Sport presso diverse Uni-versità Italiane, ha stabilito di indire ancheper l’anno accademico 2009/2010 il bandoper il

PREMIO “LEONARDO VECCHIET”Anno Accademico 2009-2010

REGOLAMENTO

1. Possono partecipare alla valutazioneannuale per l’attribuzione del Premio “Leo-nardo Vecchiet” tutti i neo-specialisti inMedicina dello Sport che siano iscritti allaF.M.S.I. e che abbiano discusso una Tesisperimentale in una delle Scuole di Spe-cializzazione in Medicina dello Sport delleUniversità Italiane nell’anno accademico2009/2010.

2. La Tesi proposta per la valutazione dovràessere inviata, in duplice copia cartacea ecompleta in ogni parte, per raccomandataA.R., alla Segreteria della Federazione MedicoSportiva Italiana - Viale Tiziano 70 - 00196ROMA, entro e non oltre il 31 gennaio 2011.Del rispetto del termine perentorio soprain-dicato farà fede il timbro postale.

3. La Tesi dovrà essere accompagnata da unCurriculum Vitae et Studiorum del con-corrente e da un certificato in carta sem-plice rilasciato dall’Università attestante iltitolo, la data di discussione della Tesi ela votazione conseguita, nonché i voti degliesami riportati durante il Corso di Laureain Medicina e Chirurgia e durante il Corsodi Specializzazione in Medicina dello Sport.


PREMIO “LEONARDO VECCHIET” A.A. 2008/2009

NOTIZIARIO FEDERALE


4. La Commissione Giudicatrice del Premioè nominata dal Consiglio Direttivo dellaFederazione Medico Sportiva Italiana.

4. I concorrenti saranno valutati in base all’in-teresse scientifico della Tesi discussa e larelativa votazione conseguita nonché alCurriculum presentato.

5. Il Giudizio della Commissione è insinda-cabile, sarà emesso entro sei mesi dalladata di cui al punto 2) e sarà comunicatodirettamente ai partecipanti tramite letteraraccomandata.

6. Il Premio “Leonardo Vecchiet” assegnatoal 1o classificato per la migliore Tesi con-siste in:

— soggiorno completo (vitto e alloggio)presso il Centro di Preparazione Olim-pica “Giulio Onesti” di Roma, per la fre-quenza presso l’Istituto di Medicina eScienza dello Sport del CONI ad un MasterSpecialistico in Medicina dello Sport, delladurata di tre settimane;

— borsa di Studio 3.000,00 Euro, al lordodelle ritenute di legge, se dovute;

— invito con ospitalità al Congresso Nazio-nale F.M.S.I.;

— una targa ed un diploma sui quali vieneriportata la classifica di merito.

Per il 2° ed il 3° classificato è previsto:— invito con ospitalità al Congresso Nazio-

nale F.M.S.I.;— una targa ed un diploma sui quali viene

riportata la classifica di merito.7. La F.M.S.I. si riserva di pubblicare la Tesi

premiata, quale miglior Tesi sperimentalein Medicina dello Sport, sulla Rivista Fede-rale “Medicina dello Sport”, previa auto-rizzazione dell’interessato e/o del relatoredella Tesi e/o di colui/coloro che ne deten-gono il diritto di pubblicazione.

IL PRESIDENTE

Dott. Maurizio CasascoRoma, Febbraio 2010

June 2-5, 2010Baltimore (Maryland, USA)Annual Meeting of the American Collegeof Sports Medicine (ACSM)

Contact:Website: www.acsm.org

June 9-12, 2010Oslo (Norway)14th ESSKA Congress

Contact:Website: www.esska2010.com/

July 15-18, 2010Providence (RI, USA)Annual Meeting of the American OrthopaedicSociety for Sports Medicine (AOSSM)

Contact:Website: www.sportsmed.org/

November 4-6, 2010Port Douglas (Australia)Australian Conference of Science andMedicine in Sport ACSMS 2010

Contact:Website: sma.org.au/

November 9-12, 2010Los Angeles (CA, USA)World Congress on Low Back and Pelvic Pain2010

Contact:Website: /www.worldcongresslbp.com/

November 25-27, 2010Brussels (Belgium)6th Meeting of the European Federation ofNational Associations of Orthopaedic Sports

Contact:Website: www.efost2010.com/

January 13-16, 2011Bled (Slovenia)FIVB Volleyball Medicine Congress

Contact:Website: www.fivbmedicine2011.org

September 26-30, 2012Rome (Italy)32th World Congress of Sports Medicine

Contact: AIM Group, Via Flaminia 1068, 00189Rome (Italy).Website: www.fimsroma2012.org

Congressi


Documents

Ultra Short Term Heart Rate Recovery . Medicina Dello Sport 2010