Abstract
Lo sci alpino è una disciplina caratterizzata da uno sforzo relativamente breve, ma con elevati livelli di contrazione muscolare prevalentemente di tipo eccentrico e isometrico. Questa tipologia di attività può temporaneamente portare a parziale ischemia muscolare, inducendo una più rapida affaticabilità periferica. Gli sciatori di Coppa Del Mondo riescono a limitare l’insorgenza della fatica neuromuscolare grazie a una buona capacità di sostenere elevati livelli di contrazione eccentrica.
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Lo sci alpino è una disciplina sportiva che prevede la discesa lungo pendii innevati seguendo percorsi di diversa lunghezza e inclinazione mediante l’utilizzo di sci, attrezzi lunghi e piatti indossati ai piedi per appunto scivolare sulla neve. Le diverse specialità previste vengono classificate in base al posizionamento delle porte, al raggio delle curve e alla lunghezza del percorso. Si distinguono così due discipline veloci, discesa libera (DH) e super gigante (SG), e due tecniche, slalom gigante (GS) e slalom speciale (SL). In quelle veloci vengono raggiunte velocità di punta oltre i 160 km·h-1 all’interno di competizioni della durata di circa 2 min, mentre nelle discipline tecniche, disputate lungo pendenze più impegnative e con curve molto strette, le velocità sono sensibilmente inferiori così come la durata delle prove stesse (dai 60 ai 90 s – Turnbull et al., 2009). Le richieste fisiche sono quindi parzialmente differenti a seconda delle specialità. Se nelle gare veloci (DH e SG) la prestazione è maggiormente legata alla capacità di mantenere una posizione corretta e il più aerodinamica possibile, nello GS e SL l’abilità di effettuare numerose curve strette in rapida successione diventa preponderante.
Numerosi studi si sono occupati di stimare la richiesta energetica della prestazione misurandola in percentuale del massimo consumo di ossigeno (VO2max). I risultati sono abbastanza diversi tra loro, ma concordanti nello stimare un’elevata percentuale di utilizzo del VO2max nel tempo relativamente breve della gara. Si passa dal ~90% calcolato da Saibene et al. (1985) durante la DH al ~160% di Veicsteinas et al. (1984) stimato nello SL e nel GS. L’aspetto che è stato sicuramente meno esplorato riguarda le risposte specifiche che si susseguono all’interno del muscolo e come queste alterazioni muscolari possano incidere sulla performance dello sciatore. Per definire al meglio i fattori che limitano la prestazione nello sci alpino è molto importante definire la tipologia e l’intensità della contrazione muscolare durante l’attività specifica.
Dai risultati degli studi di Berg et al. (1995; 1999) è stato possibile stabilire che i livelli di attivazione muscolare (determinati tramite la raccolta del segnale EMG) sono molto alti. Oltre a elevati livelli di forza, si è compreso che la prevalente tipologia di contrazione muscolare è quella eccentrica, effettuata con una velocità di movimento relativamente bassa. Conferme di questi risultati sono arrivate da altri studi (Hintermeister et al., 1995) che hanno sottolineato la presenza di numerose fasi di lavoro muscolare in regime di co-contrazione; è pertanto possibile ipotizzare un importante impegno muscolare di tipo isometrico. Come conseguenza degli elevati livelli di forza prodotti durante lo sci, la pressione intra-muscolare tende ad aumentare e il flusso sanguigno dei muscoli attivi a essere ridotto o addirittura temporaneamente interrotto (Sjogaard et al., 1988).
Questo fenomeno riduce la disponibilità di ossigeno, fa diminuire l’ossigenazione muscolare e il muscolo va incontro a condizioni di ischemia temporanea. La riduzione dei livelli di saturazione di ossigeno nel quadricipite sembra maggiore durante GS rispetto a SL (Szmedra et al., 2001) e sembrerebbe possa dipendere da un maggior numero di fasi isometriche determinate dalla “tenuta” della posizione. Le condizioni ischemiche e gli elevati livelli di forza prodotti durante le discese spingono gli sciatori verso la condizione di fatica che inevitabilmente influenza negativamente la prestazione. Bisogna, infatti, considerare che la performance dello sciatore è caratterizzata da una finissima capacità di modulare la forza e la minima riduzione di efficienza da questo punto di vista potrebbe avere un importante effetto negativo sulla capacità prestativa.
La valutazione funzionale degli atleti della nazionale italiana di sci alpino
La Federazione Italiana Sport Invernali (FISI) si affida ormai da anni al Centro Ricerche Mapei Sport per quanto riguarda la valutazione funzionale periodica degli atleti praticanti lo sci alpino. Ogni sciatore svolge due sessioni di valutazione nel corso dell’anno: una all’inizio del periodo preparatorio, tra aprile e maggio, e una appena prima dell’avvio di quello competitivo, tra ottobre e novembre. Quando possibile viene svolta un’ulteriore terza sessione nel corso della fase competitiva, al fine di avere una “fotografia” della condizione atletica degli atleti anche durante i momenti più importanti per la performance. La batteria di test è composta da una serie di valutazioni che servono a misurare le qualità fisiologiche ritenute più importanti per lo sci alpino.
Dopo alcune misure antropometriche, gli atleti eseguono il Functional Movement Screening (FMS). Successivamente, viene misurata la forza esplosiva degli arti inferiori tramite test di salto verticale, la potenza aerobica grazie test incrementale massimale al cicloergometro e viene effettuata una valutazione di fatica neuromuscolare utilizzando una particolare pressa motorizzata ideata dal professor Piero Mognoni, da cui prende anche il nome. Nelle valutazioni antropometriche viene rilevato il peso e l’altezza degli atleti, oltre alla determinazione della percentuale di massa grassa mediante l’utilizzo di un sistema plicometrico (Pollock et al., 1984). Tramite l’FMS si svolge un’analisi qualitativa di specifici movimenti (Cook et al., 2014).
A ogni movimento svolto viene attribuito da un tecnico specializzato un punteggio da 0 a 3 AU, permettendo di individuare i “punti deboli” dell’atleta. Dopo un adeguato riscaldamento, gli sciatori svolgono una serie di salti verticali con contromovimento (CMJ) su pedana dinamometrica Kistler con le braccia vincolate ai fianchi. I parametri presi in considerazione in questo test comprendono l’altezza raggiunta, la potenza e la forza sviluppate durante il salto. Nel test di salto verticale viene anche calcolata l’asimmetria di spinta degli arti inferiori (Impellizzeri et al., 2007).
Il protocollo del test di massimo consumo di ossigeno viene svolto su cicloergometro. Si tratta di un test incrementale massimale in cui l’atleta pedala per 3 min a una potenza di 100 W (o 75 W per le atlete) mantenendo una cadenza fissa pari a 90 – 95 rpm. Al termine dei 3 min la potenza imposta dal cicloergometro viene aumentata di 25 W ogni minuto. Il test prosegue fino a che il soggetto non riesce più a mantenere la cadenza o non riesce a proseguire. Vengono monitorati il consumo di ossigeno e la produzione di anidride carbonica, nonché la frequenza cardiaca.
Ultimo, ma non per importanza, è il test di fatica neuromuscolare eseguito alla Pressa Mognoni (PM – foto A). In questo test, gli sciatori maschi devono resistere a un sovraccarico pari a 1,9 volte il loro peso durante la fase concentrica (CON) e 2,8 volte durante quella eccentrica (ECC).
Per le sciatrici i carichi di lavoro sono pari a 1,7 volte il peso corporeo nella fase CON e 2,5 volte il peso corporeo nella ECC. Vengono svolte tre serie in cui si alternano contrazioni concentriche ed eccentriche con i carichi sopra citati. In particolare, la prima serie ha una durata di 20 s, la seconda 60 s e la terza 90 s. Immediatamente dopo ogni serie, viene misurata la forza a livello periferico dei muscoli estensori della gamba mediante stimolazione elettrica del nervo femorale (foto B).
Inoltre, dopo la seconda e la terza serie alla pressa, gli sciatori effettuano nuovamente il CMJ su pedana Kistler. La misura della forza a livello periferico e la determinazione della performance di salto in condizioni di affaticamento, consentono di ottenere informazioni più complete della funzionalità del sistema neuromuscolare non limitandosi alle misurazioni in condizioni basali di riposo.
Durante il test alla pressa viene inoltre registrato il tempo (espresso in % rispetto al totale) che gli sciatori riescono a trascorrere all’interno dei target fissati. Con questo ultimo indice si cerca di valutare la capacità di modulazione della forza degli atleti che sembra una delle determinanti fisiologiche dello sci alpino.
Differenze tra atleti di Coppa del Mondo e di Coppa Europa
Analizzando una parte dei risultati dei test svolti all’inizio della stagione competitiva negli ultimi anni, sono stati comparati gli sciatori maschi che prendono parte alle competizioni di World Cup (WC) con quelli della European Cup (EC – Bosio et al., 2016). I dati sono stati analizzati utilizzando l’approccio basato sulla magnitude based inference e i risultati sono presentati tramite differenze percentuali (± 90% confidence interval) e con Cohen’s d, che rappresenta la misura della dimensione dell’effetto (ES). Gli atleti WC sono risultati più anziani rispetto a quelli di EC (circa 28 vs 21 anni, ES 1,66). L’altezza raggiunta nel CMJ dopo la serie da 90 s alla PM era tendenzialmente maggiore negli sciatori di WC (11 ± 8%, ES 0,90), mentre le differenze tra i due gruppi erano di entità minore in condizioni basali o dopo la serie di 60 s (figura 1).
Figura 1
Media ± deviazione standard dell’altezza (cm) raggiunta dagli atleti maschi nel test CMJ in condizioni di riposo (PRE), dopo 60 s PM (POST 60) e dopo 90 s PM (POST 90).
Differenza tra WC e EC # possibile, ## probabile, ### molto probabile, #### quasi certa.
Le differenze nel picco di potenza assoluto nel CMJ erano molto probabili (12 ± 9%, ES 0,89) al termine della serie da 90 s alla PM, mentre anche per questo parametro le differenze tra i due gruppi erano più piccole in condizioni basali o dopo la serie da 60 s. Le diversità nei valori di forza assoluti misurati durante CMJ erano incerte sui valori basali (5 ± 9%, ES 0,30) per poi diventare molto probabili per (12 ± 8%, ES 1,01) dopo la serie da 90 s PM (figura 2).
Figura 2
Media ± deviazione standard dei livelli di forza (N/kg) raggiunti dagli atleti maschi nel test CMJ in condizioni di riposo (PRE), dopo la serie da 60 s alla PM (POST 60) e dopo la serie da 90 s PM (POST 90).
Differenza tra WC e EC # possibile, ## probabile, ### molto probabile, #### quasi certa.
Le differenze nelle proprietà contrattili dei muscoli estensori della gamba erano molto probabili dopo la serie da 60 s e 90 s, mentre non se ne apprezzavano di importanti in condizioni basali o dopo la serie da 20 s (figura 3).
Figura 3
Media ± deviazione standard dei livelli di forza (N·m-1) a livello periferico degli estensori del ginocchio misurati negli atleti maschi tramite stimolazione elettrica del nervo femorale in condizioni di riposo (PRE), dopo la serie da 20 s alla PM (POST 20), dopo la serie da 60 s alla PM (POST 60) e dopo la serie da 90 s PM (POST 90).
Differenza tra WC e EC # possibile, ## probabile, ### molto probabile, #### quasi certa.
I livelli di forza e potenza degli atleti di WC e EC non erano sostanzialmente diversi nei valori basali nella maggior parte dei parametri investigati. Tuttavia, differenze considerevoli tra i due gruppi, rilevate dopo la serie da 90 s alla PM, suggeriscono minori livelli di affaticabilità negli sciatori di WC. Una possibile spiegazione di questi risultati potrebbe risiedere nel più lungo periodo di adattamento specifico (più anni di allenamento) degli sciatori di WC. Inoltre, la capacità di resistere a periodo di lavoro relativamente brevi (60-90 s), ma molto alti in termini di intensità, potrebbe essere una delle caratteristiche fisiologiche che distingue atleti di diverso livello competitivo.
In conclusione lo sci alpino è caratterizzato dal ripetersi di fasi a elevata contrazione muscolare di tipo isometrico ed eccentrico con alti livelli di attivazione muscolare, per cui la capacità di esprimere elevati livelli di forza sembra giocare un ruolo chiave nella performance. I risultati dello studio di comparazione tra atleti WC e EC sembrano confermare l’importanza non solo di alti livelli di forza, ma anche di una minore affaticabilità al fine di competere al massimo livello prestativo.
Autori: Federico Donghi1, Andrea Bosio1, Roberto Manzoni2, Ermanno Rampinini1.
1 Human Performance Lab, Mapei Sport Research Centre, Olgiate Olona (Va).
2 Federazione Italiana Sport Invernali.
L’articolo è stato pubblicato sul numero 37 di Scienza&Sport (2018).
