STUDIO DI COMPARAZIONE FRA LA PRESA A MANO APERTA E L'ELASTICO CONVENZIONALE

Comparazione dell’attività elettromiografica dei muscoli della spalla e dell’avambraccio durante esercizi di potenziamento per la cuffia dei rotatori con l’elastico convenzionale e con la presa a mano aperta (ShoulderPlate®).

Dott. Cacciatori Carlo
Specialista in Medicina Fisica e Riabilitazione.
Studio eseguito presso il Centro Medico C.M.M. s.r.l. di Ponte di Barbarano (VI).

INTRODUZIONE

La spalla è l’articolazione più mobile del corpo umano, ma al tempo stesso è quella che ha la minima stabilità intrinseca dovuta alla configurazione anatomica dei suoi componenti osteo-articolari.
Una mobilità ed una stabilità corrette sono critiche per un funzionamento normale della spalla.
La mobilità della spalla dipende dall’integrazione di più articolazioni (la sternoclaveare, l’acromionclaveare, la scapolotoracica e la glenoomerale) e dall’azione altamente coordinata della muscolatura. L’ampiezza totale di movimento è estesa, in quanto l’articolazione stessa ha una cavità poco profonda ed una capsula lassa.
La stabilità viene garantita da diverse componenti, distinguibili in stabilizzatori statici e dinamici.
Il complesso caspulo-legamentoso (legamenti gleno-omerale superiore, medio, inferiore e legamento coraco-acromiale), la pressione intra-articolare negativa (- 4mmHg a riposo) ed il labbro glenoideo agiscono come stabilizzatori statici, allo scopo di limitare le rotazioni e le traslazioni della testa dell’omero nella glena.
Ai muscoli della spalla spetta il ruolo di stabilizzatori dinamici. La cuffia muscolotendinea dei rotatori è la chiave della stabilità dinamica gleno-omerale ed è costituita dai muscoli sovraspinoso, sottospinoso, piccolo rotondo (che si inseriscono sulla grande tuberosità dell’omero con una struttura tendinea unica) e dal sottoscapolare (che si inserisce sulla piccola tuberosità).
Il tendine del muscolo sovraspinoso gioca il ruolo di stabilizzatore principale ed è considerato l’unico muscolo in grado di realizzare costantemente questa azione ed in qualsiasi posizione dell’arto. Esso ha un ruolo centrale nel mantenere abbassata e centrata la testa omerale nella glenoide, evitando la sua risalita con conseguente conflitto acromiale durante l’abduzione. Deve quindi agire in modo consensuale al deltoide, che invece assicura la rotazione della testa dell’omero.
I muscoli sottospinoso e piccolo rotondo (extrarotatori) ed il muscolo sottoscapolare (intrarotatore) sono considerati stabilizzatori complementari, in quanto stabilizzano la testa omerale nella glena solo nei movimenti di abduzione e di intra-extrarotazione, impedendone rispettivamente la lussazione posteriore ed anteriore.
Altri muscoli che hanno un ruolo nella stabilizzazione della spalla sono il capo lungo del bicipite omerale (che agisce come depressore della testa omerale ed è attivo durante la flessione e l’abduzione della spalla), il deltoide (anteriore, medio e posteriore), il trapezio (stabilizzatore della scapola), il gran pettorale ed il gran dorsale (intrarotatori).
Il gioco coordinato tra la cuffia dei rotatori ed il deltoide è stato dimostrato nell’analisi EMG da Kronberg1. Tale studio evidenzia che tutti i muscoli della cuffia sono interessati, in qualche modo, con i diversi movimenti della spalla, favorendo il movimento e controbilanciando i micromovimenti della testa omerale per renderla stabile all’interno della glena.
Nella valutazione iniziale del paziente con patologia della cuffia viene spesso identificata la presenza di uno squilibrio della coppia di forze “deltoide-rotatori”2. In alcune ricerche di biomeccanica3 sono stati studiati i vettori delle forze muscolari nella spalla in posizione funzionale a 90° di abduzione ed extrarotazione per simulare la reale lunghezza, tensione e contrazione dei vari muscoli in modelli di movimento di attività quotidiane e sportive che comportano l’utilizzo delle braccia al di sopra del capo. Si è evidenziato che i muscoli della cuffia, in tale posizione, modificano in parte i loro vettori di forza: il sottoscapolare funzionando come flessore, il sovraspinoso come un estensore ed il sottospinoso come un adduttore.

Il trattamento riabilitativo della cuffia dei rotatori, sia non chirurgico che postchirugico, si riferisce a diversi obiettivi.
Lo scopo iniziale di ogni programma di cura include la riduzione del dolore (immobilizzazione con ortesi o bendaggi, terapia fisica, allungamento passivo ed esercizi pendolari in base al tipo di patologia coinvolgente la spalla).
Quando non c’è più dolore a riposo e scompaiono i segni dell’infiammazione (tenuto conto che i tempi di riposo necessari variano in base alla gravità della lesione ed all’eventuale ricorso a riparazione chirurgica), il paziente può iniziare un programma di potenziamento per il riequilibrio muscolare ed una riabilitazione propriocettiva per la ripresa della funzionalità.
Il rinforzo è una delle componenti principali della riabilitazione della spalla. Una volta avvenuta la guarigione ed ottenuta un’articolarità adeguata, il recupero della forza diventa il fulcro del trattamento.
In tale contesto, diversi autori propongono, con particolare riferimento all’instabilità articolare della spalla, il potenziamento con elastici.
Un punto fondamentale di questo tipo di training è guidare il movimento nella direzione appropriata per attivare il muscolo che si desidera potenziare.
Si deve però tener presente che il tessuto muscolare deve essere in grado di tollerare una contrazione eccentrica contro resistenza, quindi sarebbe da evitare nel primo mese.

OBIETTIVI DELLO STUDIO

In questo studio preliminare abbiamo esplorato l’attività elettromiografica di superficie di alcuni muscoli della spalla (diversi in base al tipo di esercizio) e dell’avambraccio durante l’utilizzo dell’elastico convenzionale e della presa a mano aperta (ShoulderPlate®) nella simulazione degli esercizi di potenziamento in intrarotazione ed in extrarotazione.

MATERIALI E METODI

Per realizzare lo studio sono stati reclutati 4 soggetti sani adulti (3 maschi, 1 femmine; con età media di 31.4 anni ± 5.8) e destrimani.
Tutti i soggetti hanno espresso il proprio consenso informato per lo studio. L’attività elettromiografica (EMG) era registrata usando, per ogni muscolo analizzato, un paio di elettrodi autoadesivi di superficie Ag-AgCl posizionati a livello del tendine e del ventre muscolare. Il segnale EMG era amplificato usando un elettromiografo Synergy (filtri: 50 Hz–2 KHz). I segnali venivano memorizzati su un PC per l’analisi off-line.

Esperimento 1
Registrazione in intrarotazione

L’attività elettromiografica era registrata contemporaneamente a livello del m. deltoide, sovraspinoso (con i limiti della registrazione di superficie), sottoscapolare (con i limiti della registrazione di superficie) e flessore radiale del carpo. L’elastico era legato ad un punto fisso all’altezza del torace. La mano destra prendeva l’altra estremità ed il soggetto si posizionava in modo tale che l’elastico risultasse teso all’esterno del corpo. Il soggetto stava in piedi con il gomito piegato a 90 gradi mantenendolo vicino al corpo. L’elastico veniva tirato con la mano fino a raggiungere lo stomaco mantenendo il braccio a contatto con il corpo.
Si eseguivano 20 ripetizioni, delle quali veniva calcolata la media dell’attivazione di ogni muscolo (averaging).
Si è ripetuta la registrazione, con gli elettrodi mantenuti nella stessa posizione, utilizzando la presa a mano aperta ed appoggiando il palmo della mano al dispositivo.

Esperimento 2
Registrazione in extrarotazione

L’attività elettromiografica era registrata contemporaneamente a livello del m. deltoide, sovraspinoso (con i limiti della registrazione di superficie), sottospinoso (con i limiti della registrazione di superficie) ed estensori del carpo.
L’elastico era vincolato ad un punto fisso all’altezza del torace. La mano destra prendeva l’altra estremità ed il soggetto si posizionava in modo tale che l’elastico passasse davanti al corpo. Il soggetto stava in piedi con il gomito flesso a 90 gradi. L’elastico veniva tirato con la mano all’esterno, allontanando la mano dal fianco.
Si eseguivano 20 ripetizioni, delle quali veniva calcolata la media dell’attivazione di ogni muscolo (averaging).
Si è ripetuta la registrazione, con gli elettrodi mantenuti nella stessa posizione, utilizzando la presa a mano aperta ed appoggiando il dorso della mano al dispositivo.

RISULTATI

Questo studio è ancora in una fase preliminare, in quanto serve un numero maggiore di soggetti per ottenere dei valori statisticamente significativi.
I dati preliminari però mostrano una tendenza presente in tutti i soggetti valutati.

Esperimento 1

Durante l’esercizio in intrarotazione con la presa a mano aperta si è registrata una minore attività elettromiografica a carico del m. flessore radiale del carpo rispetto al medesimo esercizio con l’elastico convenzionale.
Il deltoide ha mostrato valori pressocchè sovrapponibili nelle due metodiche di registrazione.
L’attività elettromiografica del m. sovraspinoso e del m. sottoscapolare ha mostrato valori più elevati durante l’utilizzo della presa a mano aperta rispetto ai valori registrati con l’elastico convenzionale a presa chiusa.

Esperimento 2

Analogamente, durante l’esercizio in extrarotazione con la presa a mano aperta si è registrata un’attività elettromiografica a carico degli estensore del carpo lievemente minore rispetto al medesimo esercizio con la presa a pugno.
Anche in questo caso il deltoide ha mostrato valori pressocchè sovrapponibili nelle due metodiche di registrazione e l’attività elettromiografica del m. sovraspinoso e del m. sottospinoso ha rilevato valori più elevati durante l’utilizzo della presa a mano aperta rispetto ai valori registrati con l’elastico a presa chiusa.

CONCLUSIONI

Nonostante si tratti ancora di uno studio preliminare i risultati finora ottenuti possono portarci alla seguente ipotesi. Durante l’utilizzo della presa a mano aperta (in intrarotazione) la forza impressa sul dispositivo si distribuisce su ogni punto del palmo della mano e delle dita e viene ridistribuita tra i muscoli flessori del carpo e flessori delle dita (o estensori del carpo ed estensori delle dita nel caso dell’extrarotazione). Questo assicura due situazioni. Primo: un utilizzo più vantaggioso della leva avambraccio-polso in quanto con la posizione delle dita estese allunga la leva stessa. Secondo: un minore spreco di attivazione e di attenzione a livello della mano del polso nell’intento di mantenere serrata la presa dell’elastico. In questo intento durante l’intra-extrarotazione si viene inoltre a creare una posizione viziata di modesta flessione o estensione del polso.
Il vantaggio quindi della presa a mano aperta è quello di aumentare il lavoro selettivo a carico dei muscoli della cuffia dei rotatori evitando “sprechi” di forza per compensi a livello dei muscoli distali nel mantenere la presa dell’elastico. Questo permette di mimare al meglio gli esercizi che vengono proposti durante le sedute di idrochinesiterapia, nelle quali l’uso della mano aperta permette di sfruttare l’attrito offerto dall’acqua.
Un altro vantaggio è quello di poter allenare la spalla nella simulazione di movimenti della vita quotidiana ma soprattutto di gesti sportivi che prevedono l’uso della mano aperta.

L’obiettivo futuro sarà quello di confermare questi dati ancora grezzi e preliminari in un campione più ampio, di analizzare l’attività elettromiografica anche a diversi gradi di abduzione e di utilizzare elettrodi ad ago per isolare in maniera più fine i singoli muscoli.


Bibliografia
1 - Kronberg M, Nemeth F, Brostom LA: Musce activity and coordination in the normal shoulder: An electromyographic study. Clin Orthop 257:76, 1990.
2 - Inman et al: Observations on the function of the shoulder joint. J Bone Joint Surg 26 A:1, 1994.
3 - Basset RW, Browne AO, Morrey BF, An KN: Glenohumeral muscle force and moment mecheanics in a position of shoulder instability. J Biomechanics 23:405,1990