Per basarsi sul modello concettuale e fornire una maggiore comprensione, è presentato un quadro dettagliato su cui si basano le lesioni legate allo stress, alla sforzo e all’allenamento eccessivo.
Dopo la parte iniziale dell’articolo, preparato per noi da Luca Venturi, preparatore fisico e chinesiologo dove è stato descritto e tradotto un interessante pubblicazione di Kalkhoven et al., 2020 dal titolo A conceptual model and detailed framework for stress-related, strain-related, and overuse athletic injury, oggi introdurremo la seconda parte.
Da dove partire a valutare le lesioni?
In questa figura, la casella A rappresenta i fattori che contribuiscono alla fisiologia di un individuo evidenziato nell’anello esterno del modello concettuale.
Il riquadro B rappresenta le proprietà meccaniche immediate e croniche e i punti di forza specifici dei tessuti determinati da una fisiologia individuale e da una regolazione meccanica acuta.
La casella C rappresenta le forze sperimentate da specifici tessuti all’interno del corpo. La casella D riflette il terzo strato del modello concettuale e rappresenta la quantità di stress e tensione vissuta all’interno di un particolare tessuto, determinata dalle proprietà meccaniche del corpo e dei suoi vari tessuti, dalle forze applicate e dai carichi specifici di tessuto che compongono la giunzione 1.
La giunzione 2 è l’interazione tra la forza di un particolare tessuto a rischio di lesione e lo stress e la
tensione subita dal tessuto. Il riquadro E rappresenta il verificarsi di lesioni. Le lesioni acute correlate allo stress o alla sforzo si verificano quando il carico applicato a un tessuto specifico supera la resistenza di quel tessuto.
Se la forza del tessuto non viene superata e non si verificano lesioni acute correlate allo stress o alla deformazione, possono verificarsi adattamenti fisiologici, come illustrato nel riquadro F.
Per la presenza di lesioni da uso eccessivo, va verificato un modello di carico meccanico notevolmente diverso che porta a “micro danni” e affaticamento dei tessuti ed eventuali lesioni da uso eccessivo. Nel testo che segue, i vari raggruppamenti del modello saranno spiegati in dettaglio.
Conoscere la fisiologia
Le particolarità fisiologiche di un individuo determinano le proprietà meccaniche del corpo insieme alle competenze fisico-prestative di un atleta. In quanto tale, la fisiologia, in larga misura, determina le forze a cui un atleta è esposto insieme alle capacità di carico delle varie strutture del corpo. Per questi motivi la fisiologia dell’individuo costituisce la base della struttura.
Una serie di fattori di rischio di lesioni contribuiscono o sono fortemente associate alla fisiologia. Questi fattori influenzano il rischio d’infortunio influenzando a loro volta la tolleranza al carico di tessuti specifici.
Nel quadro questi fattori sono stati separati in fattori di rischio fisiologici intrinseci modificabili che contribuiscono alla lesione, fattori di rischio fisiologico intrinseco non modificabili che contribuiscono alla lesione e tutti i fattori esterni che contribuiscono alla fisiologia di tipo acuto e cronico.
Quali fattori fisiologici considerare?
Numerosi fattori fisiologici intrinseci modificabili sono stati associati a lesioni negli atleti. Esempi di fattori di rischio di infortunio che rientrano in questa categoria sono la composizione corporea, il contenuto di minerali ossei (12), la struttura muscolare (13) compresa la lunghezza del fascio muscolare, la lunghezza muscolare (14) ottimale per la produzione di forza (15), e la struttura del tendine (16) tra gli altri.
Alcuni fattori fisiologici intrinseci non modificabili che hanno un’associazione con una lesione includono, tra gli altri, età (17), sesso (17), altezza (18), lesioni precedenti (18,19,20), mestruazioni (21) gruppo sanguigno (22), e larghezza del condilo (23).
La terza categoria a questo livello include fattori esterni che sono noti per influenzare la fisiologia sia cronicamente, che acutamente. Uno di questi fattori a cui è stata data una significativa attenzione all’interno della letteratura è il “carico di lavoro esterno” con un corpo di ricerca che cerca di associare una serie di fattori di carico di lavoro al rischio d’infortunio (17,18,20).
Altri fattori esplorati in letteratura includono il metodo di allenamento (24,25) assunzione nutrizionale (13) riscaldamento, defaticamento e stretching (26), farmaci (13) e sonno (27, 28) tra gli altri.
Conoscere le resistenze specifiche dei tessuti
Il corpo umano è costituito da una gamma di tessuti, tra cui ossa, tendini, legamenti e muscolo che sono comunemente esposti a lesioni durante l’attività sportiva.
Sebbene tutti contribuiscano in gran parte a un sistema di funzionamento e gestione del carico, ognuno possiede i propri punti di forza specifici che, se superati, provocano il fallimento del tessuto.
La composizione meccanica e il funzionamento fisiologico di questi tessuti determinano la loro forza e il loro ruolo nell’accompagnare lo stress e la tensione.
Come considerare le proprietà meccaniche?
Pertanto la corretta comprensione di questi tessuti e in che modo i fattori che li espongono alla lesione influenzano il loro funzionamento fisiologico e le loro caratteristiche meccaniche sono della massima importanza per comprendere la causa della lesione.
Il riquadro B racchiude in sé tutte le proprietà meccaniche del corpo umano che contribuiscono ai punti di forza specifici dei vari tessuti soggetti a lesioni. Le proprietà meccaniche di questi tessuti sono il risultato diretto delle caratteristiche fisiologiche di un atleta. Pertanto le alterazioni di tale fisiologia influenzano direttamente le proprietà meccaniche e, di conseguenza, influenzano la resilienza dei tessuti.
Questa relazione è comunemente trascurata nella letteratura e costituisce il collegamento tra la parte A e la parte B del quadro.
Cosa ci dice la ricerca sui cambiamenti nelle proprietà meccaniche?
Esistono numerosi ricerche che studiano come i cambiamenti nella fisiologia comportino cambiamenti nelle proprietà meccaniche del corpo. Ad esempio, è stato dimostrato che i tendini aumentino la propria stiffness, il modulo di Young (detto anche modulo di elasticità, è una grandezza i cui valori dipendono dal materiale considerato e che esprime la propensione dei materiali ad allungarsi o ad accorciarsi a seguito dell’azione di una forza di carico) e l’area della sezione trasversale, in risposta a vari stimoli di allenamento (16).
Allo stesso modo sono stati aumentati l’ipertrofia muscolare, la forza e successivamente la stiffness e il modulo di Young in risposta all’esposizione del carico correttamente spostato (29).
Molti studi hanno mostrato cambiamenti simili alle proprietà meccaniche di altri tessuti come l’osso, per cui in genere si osservano aumenti della densità ossea e della densità minerale ossea nelle regioni con elevato stress meccanico, fornendo un mezzo efficace per migliorare la stiffness e la resistenza dell’osso (30).
Quali fattori influenzano le proprietà meccaniche?
Molti tessuti del corpo, come ossa e tendini, non possono alterare così facilmente le loro proprietà meccaniche e quindi debbono farlo attraverso un adattamento fisiologico cronico.
Al contrario, le proprietà meccaniche di altri tessuti e sistemi strutturali all’interno del corpo, come articolazioni e muscoli, possono essere modificate in modo acuto. Ciò si ottiene principalmente attraverso il fuso muscolare (29,31) e l’attivazione dell’organo tendineo del Golgi (29,31) e più in generale, con l’attivazione muscolare (29,31,32).
Ad esempio, la stiffness dell’unità muscolo-tendinea ha dimostrato di aumentare a seguito di una maggiore attivazione muscolare, aumentando successivamente la tolleranza allo stress della muscolatura e la riduzione della quantità di sforzo subito per un dato stress (32). In quanto tale molti fattori di rischio di lesioni fisiologiche sono associati alle lesioni attraverso la loro influenza sull’attivazione e sulla funzione dei muscoli e sulle proprietà meccaniche che ne risultano.
I fattori noti per avere tale influenza includono affaticamento acuto (33) deplezione acuta di glicogeno (34) e acidificazione muscolare (33) tra gli altri. Questi fattori sono importanti da considerare in quanto tutti i fattori che compromettono il funzionamento muscolare, riducono inevitabilmente la capacità di recupero muscolare e possono anche aumentare lo stress imposto ad altri tessuti corporei.
Conoscere il caricamento dei tessuti: stress e tensione
Nelle scienze dei materiali, l’esaurimento si verifica quando la resistenza di un dato materiale viene superata da uno stress e una tensione eccessivi indotti dall’applicazione di una singola sollecitazione di considerevole grandezza o in alternativa ripetute applicazioni di carico ad una percentuale massima di resistenza del materiale (5).
Considerando che il tessuto biologico è anche un materiale, sebbene all’interno di un ambiente fisiologico dinamico che incorpora il rimodellamento e il ripristino dei tessuti, la maggior parte delle lesioni atletiche si verificano a seguito di stress e tensione eccessivi, se sperimentati acutamente, con conseguente stress acuto o lesioni correlate allo sforzo, o nel tempo, con conseguenti lesioni da sovrallenamento.
Sebbene la relazione tra stress e tensione sia proporzionale per qualsiasi dato materiale con proprietà meccaniche coerenti (legge di Hooke), alcuni tessuti biologici come i muscoli, possono facilmente alterare la relazione tra stress e tensione (modulo di Young) modificando le proprietà meccaniche, in particolare la stiffness.
L’entità dello stress e della tensione vissuta da un particolare tessuto è determinata dall’interazione tra la forza applicata ad un tessuto specifico e le proprietà meccaniche di quello stesso tessuto, etichettata come giunzione 1 nel quadro.
Quali aspetti fisici contribuiscono alla lesione?
Affinché un materiale o un tessuto subisca sollecitazioni e sforzi è necessario innanzitutto applicare il
principale momento meccanico alla rottura, alla forza del materiale. I principali contributori a queste forze sono racchiusi nella Parte C del quadro.
Numerosi aspetti fisici contribuiscono e sono associati alle lesioni, influenzando gli aspetti del carico strutturale,
come la forza muscolare (35), relazioni muscolari agonista-antagonista (36,37), capacità di produzione di energia e velocità di scatto (37,38), equilibrio (39), controllo neuromuscolare (40) e meccanica e tecnica del movimento (41) tra gli altri, tutti contribuiscono al carico delle strutture specifiche all’interno del corpo.
Altri fattori esterni, tra cui la forza di reazione al suolo (9), contatti fisici (42) tipo di superficie di scorrimento (43) e il tipo di scarpa (44) contribuiscono tutti a provocare lesioni, influenzando le forze subite e la distribuzione di queste forze sui vari tessuti.
Queste forze interagiscono quindi con le proprietà meccaniche determinate fisiologicamente e accuratamente regolate del corpo e dei suoi vari tessuti, che determinano lo stress e la tensione vissute, espresse nella parte D del quadro.
È interessante notare che, nonostante lo stress eccessivo e le tensioni siano le cause primarie della lesione, questi fattori meccanici forniscono anche importanti stimoli per un adattamento fisiologico e meccanico positivo se gestiti in modo appropriato (45,46,47,48). Come tale una distinzione tra stress eccessivo e sforzo e un’esposizione appropriata è fornita nella parte E e F del quadro qui sopra.
Nell’ultimo articolo, conclusivo, vedremo la parte finale con le lesioni e i possibili adattamenti e le conclusioni a cui sono arrivati gli autori di questa interessante analisi.
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