Fatica e rischio di infortunio : valutazione delle alterazioni della dinamica articolare nel cambio di direzione in calciatrici di elite

Introduction. Non-contact injuries, that are the most frequent injuries in team sports and in soccer (association football), often occurs at lower limbs joints level. Among them, anterior cruciate ligament (ACL) rupture is the most frequent and debilitant injury. The changes of direction bring the athlete to assume a position of the lower limbs that raises the risk of incurring this type of injury. It has been demonstrated that women have a higher ACL injury rate than men (from 1.6 to 2.4 per 10.000 hours of exposure for women and from 0.7 to 1.1 for men (Montalvo et al., 2019)), because of both unfavorable preference for potentially dangerous movement patterns (extrinsic factors) and a natural predisposition, due to morpho-mechanical features (intrinsic factors). In addition, a fatigue condition tends to increase the influence of several risk factors. It is therefore essential to investigate how fatigue affects the execution of the changes of direction, focusing in particular on female soccer players. Purpose of the study. This study aims at analyzing the kinetics variables that characterize the joint movement of the lower limbs, especially concerning the knee loads during the changes of direction, executed by female athletes following a sport-specific fatigue protocol for soccer. Materials and methods. 12 female soccer players competing at high level (20-30 years old) have been evaluated. After performing a series of warm-up exercises, a shuttle-run test has been executed until exhaustion, with a constant velocity set to the 70% of the maximal aerobic speed, specifically set for each athlete. The analysis was focused on the evaluation of the articular moments of the dominant limb and of the ground reaction forces, in the stance phase, for each of the female football players. The parameters were processed through Smart Tracker and Visual 3D, based on the data acquired with the stereophotogrammetric system and the force platforms. On the curves obtained during the entire duration of the test, a statistical analysis was carried out, aimed at researching any correlation between the trends of the graphs and the increase in the number of changes of direction, during the initial contact, midstance and push-off. During the test, other physiological parameters have been evaluated in order to confirm the athlete’s real fatigue condition. These parameters are blood lactate concentration (evaluated by the comparison between its peak value at the end of the test and the baseline one, taken before the test), the heart rate and the subjective perception of the physical effort. Results. The progressive muscular fatigue has been found to modify the motor strategies. In particular, the most evident effects were the decreases in hip and knee flexion moments; the reduction of the moment of hip internal rotation and the increase of the adduction moment of both hip and knee, during the push-off; the reduction of the vertical component of the GRF and the progressive increase of the component of the force perpendicular to the running direction, directed posteriorly with respect to the player in the stance phase. Discussion. The changes related to the muscular fatigue were more evident in the midstance and the push-off phase. These effects could derive from the tendency of the players to arrive progressively late with respect to the preset rhythm and consequently to try to compensate with an anticipated pelvis rotation. Maintaining the body projected towards the running direction after the CoD has altered the motor patterns in the propulsion phase, causing a more lateral push-off. In the initial contact phase, in which most ACL injuries occur, there were no homogeneous trends among the female football players, whose response to fatigue was subjective. Some of the adaptations could increase the risk of injury, while others could be due to compensatory and conservative mechanism for the safety of the knee.

Introduzione. Gli infortuni da non contatto costituiscono i più frequenti infortuni negli sport di squadra come il calcio e sono spesso a carico dei distretti articolari degli arti inferiori. In particolare, la struttura maggiormente colpita è il legamento crociato anteriore (LCA). I cambi di direzione portano l’atleta ad assumere una posizione degli arti inferiori che aumenta il rischio di incorrere infortuni di LCA. È stato dimostrato inoltre che le donne presentano un tasso di lesioni all’LCA maggiore degli uomini (da 1.6 a 2.4 su 10.000 ore di gioco per le donne e da 0.7 a 1.1 per gli uomini (Montalvo et al., 2019)), sia per l’impiego di diverse strategie nell’esecuzione del movimento, che le portano ad assumere la suddetta posizione più frequentemente (fattori estrinseci), sia per una predisposizione naturale (fattori intrinseci), dovuta alle differenze fisiche del corpo maschile rispetto a quello femminile. Una condizione di affaticamento, inoltre, tende ad incrementare l’influenza di alcuni fattori di rischio. Risulta, pertanto, fondamentale comprendere se e come la fatica modifichi l’esecuzione dei cambi di direzione in questa popolazione. Obiettivo dello studio. Questo studio si propone di analizzare le variabili dinamiche che caratterizzano il movimento delle articolazioni degli arti inferiori, soprattutto per quanto riguarda i carichi agenti sul ginocchio durante i cambi di direzione di un campione di calciatrici secondo un protocollo di affaticamento specifico per il calcio. Materiali e metodi. Sono state valutate 12 calciatrici di calcio militanti in club di Serie A, B e C (età 20-30 anni). Dopo aver effettuato una serie di esercizi di riscaldamento, è stato eseguito un test di corsa a navetta sostenuto fino a esaurimento, ad una velocità pari al 70 % della velocità aerobica massima, individualizzata per ogni calciatrice. L’analisi è stata incentrata sulla valutazione dei momenti articolari dell’arto dominante e delle forze di reazione al terreno, nella fase di stance, per ognuna delle calciatrici. I parametri sono stati elaborati tramite Smart Tracker e Visual 3D, sulla base dei dati acquisiti con il sistema stereofotogrammetrico e con le piattaforme di forza. Sulle curve ottenute durante l’intera durata della prova è stata effettuata un’analisi statistica, volta alla ricerca di eventuali correlazioni tra gli andamenti dei grafici e l’aumento del numero di cambi di direzione, in tre fasi del movimento: contatto iniziale, midstance e fase di spinta. Oltre a questo, sono stati valutati altri parametri fisiologici al fine di confermare la reale condizione di affaticamento dell’atleta. Tali parametri sono: concentrazione del lattato ematico (comparando il valore di picco rilevato alla fine della prova con quello basale, prelevato prima di effettuare il test), la frequenza cardiaca e la percezione soggettiva dello sforzo. Risultati. È stato riscontrato che il progressivo affaticamento muscolare modifica le strategie motorie con cui viene effettuato il gesto. In particolare, sono emerse diminuzioni dei momenti di flessione di anca e ginocchio, riduzione del momento di intrarotazione dell’anca ed un aumento del momento di adduzione sia dell’anca che del ginocchio nella fase di spinta. È stata rilevata, inoltre, una diminuzione della componente verticale delle GRF ed un progressivo aumento della componente perpendicolare alla direzione di forza, diretta posteriormente rispetto alla calciatrice nella fase di appoggio. Discussione. Le modificazioni riscontrate a causa dell’affaticamento muscolare sono state rilevate maggiormente nelle fasi di midstance e di spinta. Questi effetti potrebbero derivare dalla tendenza delle giocatrici ad arrivare in progressivo ritardo rispetto al ritmo preimpostato e conseguentemente a mettere in atto un meccanismo di compensazione con un’anticipata rotazione del bacino. Il mantenimento del corpo già proiettato verso la direzione di corsa successiva al CoD ha alterato i pattern motori in fase di propulsione, causando una spinta più laterale. Nella fase di contatto iniziale, in cui si verifica la maggior parte degli infortuni al LCA, non sono state rilevate tendenze omogenee tra le calciatrici, la cui risposta alla fatica è stata soggettiva. Alcuni dei movimenti riscontrati potrebbero aumentare il rischio di infortunio, mentre altri potrebbero essere dei meccanismi compensatori e conservativi per l’integrità del ginocchio.