Roberto VannicelliIstituto di Medicina e Scienza dello Sport - CONI

ROMA

Fisiologia della Pallavolo

7° Corso Nazionale per Allenatori di III GradoCavalese, 6-13 giugno 2010

COSA UNISCE LA FISIOLOGIA ALLA PALLAVOLO?

• Allenatore Miglioramento della Prestazione• Fisiologo Miglioramento della Prestazione

• Allenatore Comprensione della Prestazione• Fisiologo Comprensione della Prestazione

In realtà….

Se allenatore/preparatore e fisiologocondividono interessi ed obbiettivi, cheperseguono PER VIE DIVERSE, hannonecessità di parlare un LINGUAGGIO COMUNE

CONDIVISIONE DEGLI STRUMENTI CONCETTUALI

Cosa si dice serva per giocare?(un po’ di provocazioni… per cominciare…)

CAPACITA’ FISICHE

ELEVAZIONEFORZA

RAPIDITA’ Domanda: Che dimensioni ha la rapidità?VELOCITA’ Domanda: Che dimensioni ha la velocità?

DESTREZZA

Giuliano Fontani - Roma : Società stampa sportiva, 1994.

Il termine RAPIDITÀ definisce la pura esecuzione del gesto da parte di un singolo segmento del corpo (es.: pugno o calcio nel Karate, lancio di una palla, ...www.sportraining.net/rapiditacoordinazione.htm

Qualche giustificazione…• Troppo spesso la cultura dello Sport sembra

estraniarsi dalla cultura scientificaconsolidata…. e viceversa….

• In particolare dalla Fisica…– Spostamento, Velocità, Accelerazione

• In realtà, questi sono STRUMENTI cheaiutano a definire, nelle opportune circostanze, il fenomeno osservato

SPORT DI SITUAZIONE

SPORT DI SITUAZIONE

• Il modello della prestazione è enormemente

più complesso negli sport di squadra che in

quelli individuali

• Per evitare facili errori metodologici, bisogna

fare delle scelte

• Analisi neuromeccanica del balzo verticale

Perchè questa scelta

SPOSTAMENTI

DOVE ANDARE

VELOCITA’

ARRESTO

DECISIONE

ATTIVAZIONE NEURO-MUSCOLARE

CONTROLLO

L’atleta deve poter disporre di un ampiopatrimonio di PROGRAMMI DI MOVIMENTO

MATCH ANALYSISTabella 1: Confronto tra alcuni parametri del carico fisico richiesto a giocatori di pallavolo prima e dopo le modifiche alle regole di gioco

SCP RPS differenza

Durata fasi attive (sec)

8,7 5,23 3,4

Durata fasi passive (sec)

7,1 13,77 -6,6

Durata di un set (min)

20,1 14,36 5,7

Numero fasi attive in un set

70,1 45,9 24,2

SCP= sistema di gioco con cambio palla (Beljaev, 1974);

RPS= Rally Point System

Giuliano Fontani, Guido Ciccarone, Roberta Giulianini -(Istituto di Fisiologia Umana, U.O. Medicina dello Sport, Università di Siena)

DURATE FASI DI GIOCO

Distribuzione percentuale delle azioni di gioco in base alla loro durata.

Giuliano Fontani, Guido Ciccarone, Roberta Giulianini -(Istituto di Fisiologia Umana, U.O. Medicina dello Sport, Università di Siena)

Numero totale balzi Numero balzi per tempo effettivo di gioco

SCP RPS SCP RPS

Opposto 127 88 3,63 4,80

Centrale 167 97 4,78 5,40

Schiacciatore 115 65 3,29 3,60

Alzatore 149 136 4,26 7,20

SCELTE DI CAMPO

Ovvero come la fisiologia immagina di fornire contributi utili

all’allenatore/preparatore

COSA?

COME?

CONDIZIONICONTROLLATE

• Diversi tipi di contrazione muscolare

• Cinematica• Dinamica• Controllo nervoso• Spesa energetica

LABORATORIO CAMPO

CONDIZIONI NON CONTROLLATE

• SOGGETTI LIBERI

• SEMPLICI (repetitive motor subroutines)

• COMPLESSE (combination of many different subs)

Il modello di oggi:L’esempio del Balzo Verticale

Cosa è un modello?

A quali domande desideriamo rispondere?

Un solo modello basta a rispondere atutte le nostre domande?

NEUROMECCANICA DEL BALZO

NEUROMECCANICA 1

Giuliano Fontani - Roma : Società stampa sportiva, 1994.

Neuromeccanica 2

Giuliano Fontani - Roma : Società stampa sportiva, 1994.

Determinanti della Prestazione

Velocità teorica

Velocità di gara

Potenza Media in gara

Efficienza meccanica

maxV2O

& Soglia del lattato(% )maxV

2O&

Dimensionicorporee FC MAX VSS

DensitàMitocondriale

Qualità fibre muscolari

Volume ematicoLivelli di Hb

Densità capillarimuscolari

Massamuscolare

Fattori Psicologici

Cadenza appropriata

CapacitàAnaerobica

Resistenza al movimentoGravitàResistenza dell’ariaAerodinamicaIdrodinamicaTecnicaFlessibilità

Difficoltà

BIOPSIA

DIFF A-V

FORZAEMG

Difficoltà

http://www.delsys.com/library/papers/Biomechanics.pdf

ESER

CIZ

IOCosa c’è DIETRO il fenomeno osservato? [Forza erogata p. es.]

A questo punto…

LE NOSTRE STRADE DIVERGONO?

INTEGRAZIONE CULTURALECONTROLLO NERVOSO DEL MOVIMENTO

=CONOSCENZA FISIOLOGICA e CONOSCENZA TECNICA

http://guardian.curtin.edu.au

Modello Funzionale della Pallavolo(Fisiologia)

• Test di Laboratorio: MISSING DATA

• Test da campo: ALMOSTLaconi P, Melis F, Crisafulli A, Sollai R, Lai C, Concu A.Field test for mechanical efficiency evaluation in matching volleyball players.Int J Sports Med. 1998 Jan;19(1):52-5.

QUESTIONI APERTE

Come si allenano questi atleti?

Quanto costa una seduta di allenamento?

Quanto costa un allenamento in funzione del genere , dell’età, del livello di qualificazione agonistica?

Come possiamo far evolvere verso l’obbiettivo desiderato i nostri atleti (senza trucchi)?

Fitness metabolica, cardiovascolare e polmonare?

Neuromeccanica 3INTEGRAZIONE CULTURALECONTROLLO NERVOSO DEL MOVIMENTO

=CONOSCENZA FISIOLOGICA e CONOSCENZA TECNICA

http://guardian.curtin.edu.au

Progetto Pallavolo 2006/2007DISMUS

Dipartimento di Scienze del Movimento Umano e dello Sport

LIFELaboratorio Integrato di Fisiologia dell’Esercizio

FIPAVCentro di Qualificazione Nazionale

Pallavolista “atleta di potenza”

Assenza in letteratura di studi sulla valutazione funzionale neuromuscolare e biomeccanica del pallavolista

Modello di prestazione della pallavolo•Per “giocare bene” saper balzare verso l’alto, saper ripetere

molte volte il “balzo ben eseguito”•Atleta potente – Atleta resistente nell’espressione reiterata

della potenzaEfficienza muscolare specifica

MetodologiaMetodologia NeurofisiologiaNeurofisiologia//BiomeccanicaBiomeccanica

Progressione comune• sviluppo in generale della forza• sviluppo specifico della forza a carico naturale• introduzione dei sovraccarichi (pesi liberi e macchine)• grande accentuazione della preparazione con

sovraccarichi

• non assicura lo sviluppo armonico di tutti i distretti muscolari

• carico sulla colonna vertebrale

… e suoi rischi

SegniSegni EMG EMG deidei disturbidisturbineuromuscolarineuromuscolari dada sovraccaricosovraccarico

L-3/

4L-

4/5

L-5/

6L-

4/5

Time (min)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 120 180 240 300 360 420 480 540

Dis

plac

emen

t (m

m)

0

5

10

15

20

25

NIE

MG

0

1

2

NIE

MG

0

1

2

NIE

MG

0

1

2

60N (N = 9)

riduzione amp. EMG

Ipereccitabilità acuta

Recupero EMG

Ipereccitabilità ritardata

spasmi EMG

uso sapiente del carico naturale:le esercitazioni di balzo, verso l’alto (Sj,

Cmj) e verso l’avanti-alto (Slj)

“Balzi come mezzo di allenamento”“Balzi come mezzo di controllo

dell’allenamento”

La proposta

Obbiettivi: verificare…

… se le esercitazioni di balzo a carico naturale o con piccolo sovraccarico sono sufficienti a garantire la crescita della potenza muscolare

… se tali esercitazioni garantiscono lo sviluppo della resistenza al carico di potenza

Metodi

Ottobre 2006

Giugno 2007

Feb/Mar 2007

No Load

Load

Control

Gruppo

Stagione agonistica 2006-2007

Età Statura (cm) BF (%)Media 19.5 183.4 9.2

DS 2.7 5.7 3.5

12 pallavolisti (+ 12 controlli)

Load (n=3)No Load (n=9)

Metodi

CMJ SJ

Analisi dei dati EMG

Indice di attivazione: Valore Rettificato Medio (ARV) (Basmajian e De Luca, 1985)

D1

S

TO

FT

AngoloFz

L

Piegamento Estensione

D1

Indice di coattivazione, C.I.:Ratio antagonista/agonista

FzAng. LBF

LVAL

30 BALZI – REAZIONE VINCOLARE

Ultimo

Primo

SERIE 30 BALZI - RETEST

y = 0,0844x2 - 1,4673x + 99,458R2 = 0,9798

85

90

95

100

0 1 2 3 4 5 6 7

%controlli

%atleti

%atleti_retest

Risultati EMG: coattivazione antagonisti

Risultati EMG: coattivazione antagonistiCONTROLLI

PIEGAMENTO

Risultati EMG: coattivazione antagonistiATLETI

PIEGAMENTO

SERIE 30 BALZI - CONTROLLO

ULTIMI 5 BALZI - CONTROLLO

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 20

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

PRIMI 5 BALZI - CONTROLLO

-500

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 20

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

Aumento ampiezza EMG

Doppio intervento VLsin

Attività continua ECC-CONC

Evidente coattivazione Flessori

Preattivazione prima atterraggio

SERIE 30 BALZI - ATLETA MEDIA PRIMI 5 - ATLETA

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 20

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Aumento ampiezza EMG durante fase eccentrica

OFF durante concentrica

Evidente coattivazione Flessori

Preattivazione prima atterraggio

PERDITA CONTROLLO: Distribuzione intervento estensori su tuttoil ciclo ECC-CONC

ASIMMETRIA attività flessori

MEDIA ULTIMI 5 - ATLETA

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 20

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

Dati EMG: ARV

Discussione e conclusioniIl pallavolista…… è un atleta più capace di balzare verso l’alto rispetto ad atleti “non balzatori” (cinematica e dinamica)  PERCHE’?

… adattamenti del SNC all’allenamento: controllo dell’articolazione

… e sa farlo in modo più ripetibile ENGRAMMA MOTORIO? 

…Migliore prestazione di balzo reiterata nel tempo EFFICIENZA DEL GESTO

LA COATTIVAZIONE, dunque…

INFORMAZIONI PRELIMINARI

Il Movimento VOLONTARIO

• Caratterizzato dalla consapevolezza di ciò che si sta facendo.

• L’attenzione è diretta verso l’azione od il suo scopo

• L’azione è il risultato di un apprendimento.

COSCIENTE INCOSCIENTE

Schema di Funzionamento del sistema motorio

Aree Corticali e Subcorticali

Aree Corticali e Subcorticali

Impulso inizialeal movimento

Prima “bozza” delprogetto di movimento

Progetto definitivoNuclei della Base Cervelletto

Talamo

Corteccia Motoria

Unità Motorie

STRUTTURA TAPPA DEL PIANO DI MOVIMENTO

Stazione di ritrasmissionedell’informazione

Esecutore finale del progetto

Esecuzione del movimento desiderato

Il feedback daipropriocettoripermette la regolazione fine del programma motorio

Una precisazione necessaria:Integrazione S-M

RECETTORE

EFFETTORE

INPUT SENSORIALE INTEGRAZIONE

OUTPUT MOTORIO

Sistema Nervoso Periferico(SNP)

Sistema Nervoso Centrale(SNC)

Brain and spinal cord

CONTROLLO NEUROMUSCOLARE

MECCANORECETTORI LIVELLI DI CONTROLLO

Afferenze periferiche•Articolari•Muscolari•Cutanee

Recettori Visivi

Recettori Vestibolari

SNC

Riflessi Spinali

Programma Cognitivo

Midollo Spinale MU

SCO

LO

pH

LL’’integrazione sensitivo integrazione sensitivo --motoria motoria spinale come base della coordinazione spinale come base della coordinazione muscolare durante il movimento muscolare durante il movimento volontario nellvolontario nell’’uomouomo

Scopo

E’ ben noto che l’integrazione dell’informazione sensoriale e del comando motorio cerebrale ha un ruolo fondamentale nel controllo dei nostri movimenti. Si tratterà di affrontare i seguenti punti:

1. I riflessi non si presentano da soli, ma sono integrati nel comando centrale2. La frequente distinzione tra controllo a circuito aperto (OPEN LOOP –

senza ingresso sensoriale) ed a circuito chiuso (CLOSED LOOP - con ingresso sensoriale) è artificiosa. Infatti, 0 ed 1 contengono la stessa quantità di informazione.

3. Una migliore comprensione dei fenomeni alla base dell’interazione sensitivo-motoria deve NECESSARIAMENTE passare per esperimenti piùaccurati che combinino la valutazione elettrofisiologica della trasmissione del segnale lungo vie spinali ben identificate con l’analisi della cinematica e della dinamica del movimento effettuato.

Motivi di Interesse

Neural control of shortening and lengthening contractions: influence of task constraints J. Duchateau and R. M. Enoka. J. Physiol., December 15, 2008; 586 (24): 5853-5864.

Increased central facilitation of antagonist reciprocal inhibition at the onset of dorsiflexionfollowing explosive strength training S. S. Geertsen, J. Lundbye-Jensen and J. B. NielsenJ Appl Physiol, September 1, 2008; 105 (3): 915-922.

The olympic brain. Does corticospinal plasticity play a role in acquisition of skills required forhigh-performance sports? J. B. Nielsen and L. G. Cohen J. Physiol., January 1, 2008; 586 (1): 65-70.

Training adaptations in the behavior of human motor units J. Duchateau, J. G. Semmler and R. M. EnokaJ Appl Physiol, December 1, 2006; 101 (6): 1766-1775.

Specific modulation of motor unit discharge for a similar change in fascicle length during shortening and lengthening contractions in humans B. Pasquet, A. Carpentier and J. DuchateauJ. Physiol., December 1, 2006; 577 (2): 753-765.

Base scientifica

Il termine CONTROLLO SENSITIVO-MOTORIO allude all’inestricabileaccoppiamento che esiste tra ingresso sensoriale e comando motorio.

Durante l’esecuzione di un movimento, le variazioni di attività delle afferenzepropriocettive (e non solo) portano conseguenze sia motorie che sensitive a livello del SNC. L’elaborazione corticale dell’informazione propriocettiva (e non solo) fornisce informazioni circa lo stato iniziale del sistema ed ilprogredire dell’azione e contribuisce all’aggiornamento ed all’adattamentodella programmazione motoria centrale.

L’importanza dei circuiti spinali, alimentati dall’informazione propriocettiva, nelcontrollo motorio e gli effetti della loro attività sulla “forma” dell’uscita motoriafinale è resa particolarmente evidente dalla funzione integrativa degliinterneuroni spinali, sui quali convergono sia le afferenze sovraspinali chequelle sensoriali.

Ipotesi di lavoro

• I riflessi possono essere allenati?R.: Già sappiamo che la risposta, almeno in un certo senso, è positiva.

Tuttavia non bisogna confondere l’addestramento (condizionamento) dei riflessi con effetti di modulazione dell’attivitàdi certi circuiti di controllo del movimento che sappiamo esseresicuramente attivi e presenti in un soggetto non allenato. Per esempio,

• Lo stimolo cronico rappresentato dall’allenamento è in grado di modificare, nel senso di amplificare – deprimere - sopprimere, gli effetti indotti dall’afferenza sensoriale propriocettiva sul programma centrale del movimento?

R.: Viene da pensare, anche in questo caso, ad una risposta positiva esempio classico il livello di co-attivazione antagonista che

sembra essere ridotto negli atleti. Tuttavia, per il momento, un’indagine sistematica di questo fenomeno è assente dalla letteratura.

Ipotesi di lavoro

• Come si allena l’interazione sensitivo-motoria nel modo più efficace e nel senso desiderato?

R.: In questo caso una risposta chiara non è facilmente rinvenibile in letteratura. Tanto più strano in quanto gli effetti di intensità, frequenza e volume dell’allenamento possono essere studiati in laboratorio assai facilmente e con tecniche relativamente alla portata di molti

• Al fine di questa caratterizzazione basta la sola indagine neuromuscolare?

R.: Questa è facile… assolutamente no. E’ indispensabile associare questa con i metodi tipici dell’indagine biomeccanica

Organi di senso coinvolti e sistemi afferenti

(alcuni degli)

Afferenze

Afferenze: Fuso neuromuscolare

Gruppo di 4 - 20 piccole fibre muscolari(intrafusali) con terminazioni nervose motorie e sensitive, avvolto da una lamina di tessutoconnectivo, connesso alle fibre muscolariextrafusali.

La porzione centrale del fuso può esseredeformata (stirata), ma non può contrarsi datoche non contiene proteine contrattili (actina e miosina).

Quando le fibre extrafusali connesse al fusovengono stirate, i neuroni sensitivi cheinnervano il fuso inviano informazioni – tramiteafferenze di tipo Ia al SNC circa la lunghezzadel muscolo.

Tramite i MN α si innesca una contrazionemuscolare riflessa che resiste ad un’ulterioredeformazione.

I MN γ attivano le fibre muscolari intrafusaliprovocando la deformazione della zonaequatoriale del fuso e rendendo questosensibile a piccoli gradi di deformazione.

Afferenze: GTO

Organi di senso capsulatiattraverso i quali passano le fibre tendinee.

Situati in prossimità dellagiunzione muscolo-tendinea.

Misurano piccole variazioni ditensione (afferenze Ib).Inibiscono il muscolo in contrazione (agonista) ed eccitano l’antagonista.

Riflesso monosinaptico

Inibizione reciproca

Si noti come l’inibizione coinvolge DUE sinapsi:

INIBIZIONE RECIPROCA Ia

(inibizione disinaptica)

Tanaka R., Reciprocal Ia inhibition during voluntary movements in man, Exp Brain Res, 21: 529-540, 1974

Riflesso di allontanamento

Quando le cose divengono più complesse, allora sono coinvolti più livelli spinali, anche a notevole distanza dall’ingresso originale

Flesso estensione crociata

Riflessi spinali: Metodi di studio

Il Riflesso H

Nasce come metodo di studio dell’arco riflesso ECCITATORIO MONOSINAPTICO. Il set-up sperimentale è relativamente semplice da allestire (nonostante le apparenze). Il

Comunque, anche in questo caso la risposta èALEATORIA (no 1:1 M:H). Ciò è dovuto al fatto che di volta in volta non necessariamente lo stimolo investe le stesse popolazioni di mn.

difficile è identificare e fissare un corretto sito di stimolazione. Lo stimolo èapplicato al n. TIBIALE (soleo e gastrocnemio)nel cavo popliteo. Facile se sei seduto…

M H

25-30 ms

Riflessi spinali: Metodi di studioRiflessi spinali: Metodi di studio

Il Riflesso H

La sua ampiezza si attenua al crescere dell’ampiezza dell’onda M. Altro passo critico è costituito dall’identificazione di una corretta intensità di stimolo e del suo mantenimento per tutta la durata dell’esperimento.In genere si quantifica normalizzando l’ampiezza di Hmax rispetto a quella di Mmax

Mmax

Hmax

maxmax

MHE =

Riflessi inibitori: Inibizione Reciproca

I fusi neuromuscolari dispongono anche di vie che inibiscono i motoneuroniANTAGONISTI. Queste vie sono probabilmente coinvolte nell’organizzazione (coordinazione) di molti nostri movimenti (se non tutti). Quindi, l’attivazione, per esempio, dei flessori porta con se l’inibizione degli estensori e viceversa. Tale reciprocità si applica a vie a partenza dalla cute, dai propriocettori ed al controllo discendente di almeno alcuni movimenti. Per esempio, possiamo co-attivare per aumentare la rigidità di un’articolazione in modo da fissare la posizione di un arto. La via di inibizione reciproca è fortemente, ma non esclusivamente, attivata da afferenze di tipo Ia.

Riassumendo

•Gli interneuroni Ia della via dell’inibizione reciproca disinaptica (DRI) non sono attivati esclusivamente in via retrograda (Ia) ma anche da collaterali provenienti dal tratto corticospinale(discendente)

•Ciò assicura la contemporanea inibizione degli antagonisti in parallelo con l’attivazione degli agonisti durante la maggior parte dei movimenti volontari

•Pertanto, un’efficace DRI può essere un fattore chiave negli sport che richiedono contrazioni rapide e potenti di alcuni gruppi muscolari

Possiamo, dunque, definire queste risposte in termini di

CONTRIBUTO IN RETROAZIONE AL CONTROLLO DEL

MOVIMENTO

piuttosto che definirle semplicemente riflessi?

Organizzazione dei riflessi e movimento volontario

Perturbazioni apportate dall’esterno sono decifrate come “errori” Figura F. Felici F., Macellari V., Human Mov Sci, 1986

Perturbazioni apportate dall’esterno sono decifrate come “errori” Figura F. Felici F., Macellari V., Human Mov Sci, 1986

NORMALE

PERTURBATOPERT + BLOCCO Ia

RISPOSTA RITARDATA

Dove siamo ora?

Gli esperimenti di elettrofisiologia sin qui descritti sono stati solo raramente applicati a compiti funzionali tipici della vita di tutti i giorni

In molti lavori sono state effettuate analisi della cinematica e della dinamica grossolane

Ciò perché tali lavori erano diretti alla caratterizzazione (descrizione) delle vie centrali in studio piuttosto che a fornire interpretazioni funzionali

Per contro, nei lavori dedicati al controllo motorio applicato, in cui l’applicazione funzionale è il fuoco dell’indagine, l’analisi accurata della cinematica e della dinamica è la regola

Il limite di quest’ultimo approccio, preso da solo, è che è elettivamentededicato alla descrizione del fenomeno osservato e perciò ci sono poche speranze che questa impostazione fornisca risposte su come il movimento èiniziato e controllato, come questi programmi si adattano alle diverse circostanze, come è ottimizzato, cosa è andato storto quando i movimenti non ottengono lo scopo desiderato

Qualche considerazione..• Il successo nello sport SEGREGA

individui con una data proporzione di tipi di fibre muscolari

• Il SUCCESSO nello sport dipende, in proporzione variabile, da un efficiente

CONTROLLO NERVOSO DEL MOVIMENTO

L’analisi del sEMG può essere utile nel chiarire almeno alcuni aspetti di tale controllo?

Lo studio della Coattivazione

ANGOLO

COPPIA

BICIPITE

TRICIPITE

VEL ANG

FLESSIONE

Co-Attivazione nello Sport: Lato A. Guadagno di Forza

N O N S K IL L E D

T im e [s ]0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4

RM

S [a

.u.]

0 ,0

0 ,2

0 ,4

0 ,6

0 ,8

B BT B T E N N IS P L A Y E R

T im e [s ]0 2 4 6 8 1 0 1 2 1 4

RM

S [a

.u.]

0 ,0

0 ,2

0 ,4

0 ,6

0 ,8

NON-SKILLED

Torq

ue (%

MA

X)

0

20

40

60

80

100BB TB

TENNIS PLAYERS

Angular Velocity [deg.s-1]

0 1530 60 120 180 240

Torq

ue (%

MA

X)

0

20

40

60

80

100

Angular Velocity [deg.s-1]

0 1530 60 120 180 2400

Bazzucchi I., Sbriccoli P., Marzattinocci G., Felici F., M&N, 2006; Bazzucchi I., Riccio ,Felici F., JEK, 2009

Co-Attivazione nello Sport: Lato B. Guadagno di Controllo

f(x) f(y)f(z)

Perturbation

-0.07

0.00

0.07

-0.07 0.00 0.07

-0.07

0.00

0.07

-0.07 0.00 0.07

2006iiuummssiiuummss

Cosa serve per approfondire l’indagine ?

L’analisi NEUROMECCANICA* del movimento, ovvero un approccio multidisciplinare

*Enoka R, 2002

NEUROMUSCULAR CONTROL DURING ISOKINETIC KNEE EXTENSION IN TOP LEVEL KARATEKA

Paola SbriccoliPaola Sbriccoli1,2, V Camomilla, V Camomilla1, A Di Mario, A Di Mario3, F Felici, F Felici1,2

iiuummssiiuummss

1 DiSMUS,IUSM, Roma - Italy 3 FIJLKAM2 IIM, Italy

Ontario, CA, June 18-21, 2008

METODI 1 – Esperimento IsocineticosEMG DATA

Vastus Lateralis (VL)

Biceps Femoris (BF)

– 4 elettrode arrays

– 10mm i.e. distance

MECHANICAL DATA

ISOMETRIC CONTRACTIONS3 MVC knee 5s (20s apart)Preferred side (kicking leg)

ISOKINETIC CONTRACTIONS3 CONC/ECC cyclesAngular Velocity: 30°, 90°, 180°, 270°, 340°, 400°/s (180s between series)

SUBJECTS

12 Top LevelKarateka (M)

Age: 27±4yrs

BW.: 74.7±6.7kg

Stat.: 1.7±0.04m

METODI 2 – Calcio Frontale

EXPERIMETAL SET-UP

Movie

Accelerometri X-Sense

BTS Pocket EMG

sync

LINEAR VELOCITY (marker on the 1st metatarsus)

VICON MX SF:120 Hz

sync

ANGULAR VELOCITY (sagittal plane)

KINEMATIC Data

ESPERIMENTO ISOCINETICO

LV 30°/s

LV 400°/s

CALCIO FRONTALE LS_FRONT KICK

3500 4000 4500 5000 5500 6000

Rec

tif E

MG

(mV)

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

Vastus Lateralis

3500 4000 4500 5000 5500 6000

Rec

tif E

MG

(mV)

0.0

0.5

1.0

1.5

Biceps Femoris

3500 4000 4500 5000 5500 6000

Rec

tif E

MG

(mV)

0

1

2

Rectus Femoris

3500 4000 4500 5000 5500 6000

Rec

tif E

MG

(mV)

0

1

2

3

Gluteus Max

Time (ms)

3500 4000 4500 5000 5500 6000

Rec

tif E

MG

(mV)

0

1

2

3

Gastrocnemious

Visual trigger: 3743ms

2. EMG data1. EXPERIMETAL SET-UP

Movie

Esperimento Isocinetico % ATTIVAZIONE ANTAGONISTA

VL-RMSant%

%R

MS

max

0

20

40

60

80

100

* *

* *

**

* p<0.05

*

BF-RMSant%

Angular Velocity (°/s)

0°/s 30°/s 90°/s 180°/s 270°/s 340°/s 400°/s

%R

MS

max

0

20

40

60

80

100

**

** *

*

*

KARATEKACONTROLS

Calcio Frontale – Velocità Angolare

HIP KNEE

Ang

ular

Vel

ocity

[°/s

]

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800KARATEKA CONTROLS

* p<0.05

*

*

EMG Data CV: ISOCINETICO vs CALCIO FRONTALE

KNEE EXTENSION - VL

0°/s 30°/s 90°/s 180°/s 270°/s 340°/s 400°/s

CV

[m/s

]

0.5

2.5

4.5

6.5

8.5

KNEE FLEXION - BF

Angular Velocity [°/s]

0°/s 30°/s 90°/s 180°/s 270°/s 340°/s 400°/s

CV

[m/s

]

1

3

5

7

VL

1470°/s 1100°/s

CV

[m/s

]

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

BF

1470°/s 1100°/sC

V [m

/s]

0.0

2.0

4.0

6.0

8.0

Knee Angular Velocity [°/s]

** * * * * * *

* * p<0.05

KARATEKACONTROLS

ISOKINETIC TASK FRONT KICK

CONCLUSIONE

GRAZIE