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Europa Medicophysica 2002 September;38(3):131-7

Copyright © 2002 EDIZIONI MINERVA MEDICA

lingua: Inglese

The analysis of sit-to-stand movement in obese and normal subjects. Biomechanic evaluations and postural changes between groups

Bertocco P. ¹, Baccalaro G. ¹, Montesano A. ¹, Vismara L. ¹, Parisio C. ¹, Galli M. ²

¹ Italian Auxetic Institute, IRCCS Hospital, Piancavallo (VB) 2 Bioengineering Department, University of Milan, Milan, Italy

Obiettivo. Obesità e sovrappeso rappresentano due tipi di problematiche ormai stratificate a livello di popolazione generale. Esse, ma in particolare l’obesità, possono nel tempo condurre a svariate complicanze sistemiche di tipo metabolico, endocrino, cardiovascolare, pneumologico. Accanto ad esse si stanno sempre più affermando anche una serie di complicanze di natura muscolo-scheletrica, in particolar modo a livello articolare e tendino-muscolare. La prevalenza delle problematiche riguardano l’articolazione del ginocchio, seguita da quelle del rachide e, in minor misura, da quelle di altri distretti soggetti a carico. Diversi studi osservazionali e prospettici hanno evidenziato come il rischio nel tempo di andare incontro a precoci fenomeni gonartrosici in età tardo-adulta fosse strettamente dipendente anche da un eccesso del peso corporeo, incidente maggiormente nelle donne, con incrementi lineari tra eccedenza ponderale e gravità degenerativa osteo-articolare.
Un individuo affetto da obesità può pertanto presentare difficoltà anche importanti nell’ambito di una semplice deambulazione e, quando il quadro tende ad aggravarsi, in comuni gestualità quotidiane, dipendenti sia dall’elevato carico inerziale dovuto alla massa adiposa, sia dalle problematiche muscolo-scheletriche che coinvolgono più frequentemente determinati distretti soggetti a carico. L’analisi quantitativa e qualitativa di questo tipo di “handicap” può essere ottenuta grazie all’applicazione di un semplice modello sperimentale, dal quale derivare una serie di valutazioni di tipo biomeccanico, circa la cinetica e la cinematica distrettuale. Il movimento di alzata dalla sedia (Sit-to-Stand, STS) analizzata con sistema optocinetico a più telecamere con marker applicati in punti specifici del paziente, consente di quantificare forze, momenti e strategie di movimento in popolazioni selezionate di riferimento, quali ad esempio quelle affetta da obesità.
Lo studio è stato condotto su due gruppi di persone, l’uno affetto da obesità non complicata da problematiche osteoarticolari di significativa entità, in grado di penalizzare la resa funzionale del test, l’altro comprendente persone normopeso, utilizzato come gruppo di controllo. L’indagine aveva come scopo quello di verificare se tra i due gruppi oggetto di studio vi potessero essere delle differenze in termini di strategia motoria, e, qualora riscontrabili, determinarne l’entità dal punto di vista cinetico e cinematico.
Metodi. Dieci soggetti (7 F; 3 M) normopeso (età 26,50±1,64, Indice di massa corporea, BMI, 22,20±2,85) sono stati confrontati con 30 soggetti (25 F; 5 M) affetti da grave obesità (età 48,12±11,74; BMI 37,52±4,48). Tutti i soggetti hanno effettuato il movimento di STS per 10 volte, con 30 sec di riposo tra ogni test. L’analisi ha previsto l’acquisizione di due angoli, l’angolo α espressione della dinamica flesso-estensoria del tronco, e l’angolo γ espressione della dinamica flesso-estensoriadel piede e, indirettamente del ginocchio. Unitamente a tali parametri, un modello sperimentale è stato realizzato per strutturare i segmenti corporei in 4 parti: il tratto testa-sacro, l’asse femorale, la gamba e il piede. Infine, sono stati calcolati due indici specifici: l’indice di fatica, in cui i momenti articolari sono posti in relazione al tempo, e l’indice di lavoro, dove i momenti articolari sono posti in relazione alle velocità angolari, per ricavare la potenza erogata. I momenti articolari a livello dell’anca e del ginocchio, la flessione del tronco e la posizione dei piedi sono stati confrontati tra i due gruppi, all’inizio e alla fine del test sulle 10 ripetizioni.
Risultati. Negli individui affetti da obesità la strategia motoria a livello rachideo ha evidenziato una limitazione della flessione del tronco (valori dell’angolo α più elevati) e uno spostamento posteriore dell’appoggio plantare tra inizio e fine ripetizioni. La flessione tronculare non ha subito variazioni significative nel corso delle stesse ripetizioni. Nel gruppo di controllo, l’angolo di flessione del tronco ha registrato valori più elevati senza alterazioni a livello della posizione dei piedi all’atto della spinta antigravitaria. La stima della cinetica degli arti inferiori, particolarmente sottoposti a stress da carico durante il test, ha evidenziato un incremento dei momenti articolari a livello dell’anca con contemporanea riduzione degli indici di forza a livello delle ginocchia, mentre opposti erano i valori a livello della popolazione obesa. Considerazioni analoghe si sono registrate nell’analisi e nel calcolo degli indici di fatica e di lavoro. Tra la I e la X ripetizione non si sono registrate variazioni all’interno dei singoli gruppi testati.
Conclusioni. Sulla base dei risultati emersi si possono definire alcuni elementi che differenziano la strategia motoria degli individui affetti da obesità rispetto a soggetti sani normopeso, nell’ambito del movimento di STS. Esso è un criterio di valutazione validato utilizzato in diversi protocolli finalizzati allo studio e all’analisi cinetica e cinematica di diverse prove funzionali. Quando adattato al paziente sano, l’analisi del STS ha evidenziato una strategia motoria caratterizzata da un’elevata flessione del tronco, in grado di diminuire i momenti a carico del ginocchio, sgravandolo di un ipercarico. Di contro, il paziente obeso flette molto meno il tronco e ricerca un perno di spinta a livello delle ginocchia, con lo scopo di ridurre l’erogazione di forza a livello del tronco. Questa differente strategia è in grado di realizzare elevati momenti articolari a livello delle ginocchia, le quali tendono ad essere così più sollecitate. Una tale condizione di ipercarico può essere responsabile di un’accentuazione e di una possibile più precoce manifestazione di danni articolari a livello locale, come per altro evidenziabile in Letteratura. L’identificazione di tali alterazioni di strategie motorie con risultanti danni anatomo-funzionali può essere di valido aiuto nell’allestimento di programmi riabilitativi, sia a scopo curativo che eventualmente preventivo. Inoltre, attraverso l’analisi relativa alla ripetibilità del test, è emerso che tra la prima e l’ultima prova i parametri studiati non mostravano particolari differenze all’interno di ambedue i gruppi oggetto di studio, dal che si può argomentare che la fatica non è in grado di influenzare il tipo di strategia utilizzato nel sollevarsi dalla sedia. Il carico che agisce negli obesi a livello delle ginocchia non viene smorzato da strategie differenti, con lo scopo di creare compensi funzionali più consoni a determinate esigenze biomeccaniche, per cui esso viene mantenuto durante la stazione eretta e nei vari cambi posturali, con il fine di non sollecitare troppo la colonna vertebrale, ma con l’inconveniente di realizzare ipercarichi particolarmente dannosi a livello articolare, sia dal punto di vista anatomico che funzionale.