INTRODUZIONE In un precedente lavoro [1] abbiamo usato il test di Wartenberg [2] per valutare la mobilità articolare del ginocchio negli adulti con sindrome di Down (DS). Questo test consente di valutare la cinematica durante movimenti passivi e pendolari della gamba sotto l'influenza della gravità. L'EMG del muscolo retto femorale, durante la prima flessione della gamba, mostrava nelle persone con DS un’ampia attività fasica, mentre l'EMG delle persone senza DS era caratterizzata da una minima attività tonica. Abbiamo ipotizzato che le attivazioni muscolari fasiche avrebbero potuto essere strategie pre-programmate al fine di aumentare la stabilità articolare e ottimizzare la caduta della gamba. Al fine di identificare la natura di queste reazioni muscolari, abbiamo ulteriormente elaborato i dati ottenuti negli adulti e confrontati con dati nuovi raccolti in un gruppo di adolescenti con DS. Questo confronto fornirebbe informazioni sulla possibilità che queste strategie siano state acquisite durante lo sviluppo, oppure siano parte delle caratteristiche congenite associate alla DS.PERSONE E METODI Questo studio ha coinvolto 20 persone con DS, 10 adulti di età compresa tra 20-32 anni, e 10 adolescenti di età compresa tra 10-17 anni. Secondo il protocollo sperimentale [2], ciascun soggetto era seduto su un lettino in una posizione semi-reclinata. I partecipanti hanno ricevuto esaustive spiegazioni e dimostrazioni pratiche del protocollo da eseguire. Il test veniva ripetuto 10 volte e in ciascuna prova la gamba veniva lasciata cadere ed oscillare liberamente tra flessioni ed estensioni, fin quando non si fermava in posizione verticale. Le variazioni angolari del ginocchio, erano registrate da un elettrogoniometro e l’attività elettromiografica del retto femorale era pre-amplificata e derivata tramite elettrodi di superficie. Da ogni traiettoria cinematica sono stati estrapolati i seguenti parametri riguardanti la prima flessione: angolo di massima escursione; valore medio e picco della velocità angolare; valore medio, primo e secondo picco dell’accelerazione angolare. Per identificare le latenze rispetto all’inizio del movimento e per calcolare l'area EMG durante la prima flessione, abbiamo filtrato le tracce EMG con un filtro passa-basso Butterworth di 2° ordine, con una frequenza di taglio di 10 Hz. Inoltre, per descrivere i pattern di attivazione muscolare per ogni gruppo, l’insieme delle tracce EMG è stato ridotto a poche forme d'onda utilizzando l'Analisi delle Componenti Principali (PCA).RISULTATI Nei due gruppi di partecipanti, tranne per il secondo picco di accelerazione, non vi era nessuna differenza tra tutti i parametri cinematici. Invece, abbiamo trovato differenze sia nelle forme d'onda rappresentanti l’attività EMG sia nella distribuzione delle latenze delle risposte. Le risposte EMG degli adulti possono essere rappresentate da 6 componenti principali (PCs) che spiegano 87% della varianza totale, mentre l'attività EMG degli adolescenti si può riassumere in 5 PCs che spiegano 82% della varianza totale. La differenza più importante tra i due set di PCs riguardava la distribuzione temporale delle forme d'onda nell'intervallo della prima oscillazione: le risposte EMG dei giovani avvenivano durante il primo terzo della flessione della gamba, mentre negli adulti le risposte si osservavano in quasi tutto l'intervallo di tempo della prima oscillazione. In accordo con questo dato, il 72% dell'attività EMG nel gruppo degli adolescenti si è verificata sotto i 50 ms dall'inizio del movimento, mentre negli adulti il 60% delle risposte EMG hanno avuto luogo tra 50 e 150 ms. Pertanto, rispetto agli adulti, gli adolescenti hanno mostrato una precoce attivazione muscolare rispetto all'inizio del movimento.DISCUSSIONE Le reazioni precoci trovate nel gruppo degli adolescenti sono compatibili con i tempi del riflesso da stiramento, mentre le componenti ritardate, mostrate negli adulti, dovrebbero coinvolgere circuiti transcorticali. Pertanto, l'attività muscolare osservata nella prima oscillazione dovrebbe adattarsi nel corso dello sviluppo, passando da semplici reazioni riflesse a più complessi e flessibili modelli pre-programmati. Questo processo dovrebbe ottimizzare la stabilità delle articolazioni nel caso di rapide perturbazioni meccaniche.BIBLIOGRAFIA [1] Valle MS., Casabona A., Pisasale M., Pantò MR., Cioni M. Gait & Posture 2012; 35: S1-S47[2] Wartenberg R. Neurology 1951; 1:18-24.

ATTIVAZIONE MUSCOLARE DURANTE OSCILLAZIONI PASSIVE DELLA GAMBA: COMPARAZIONE TRA ADOLESCENTI E ADULTI CON SINDROME DI DOWN

VALLE, Maria Stella Carmela;CASABONA, ANTONINO;Cioni M.
2012

Abstract

INTRODUZIONE In un precedente lavoro [1] abbiamo usato il test di Wartenberg [2] per valutare la mobilità articolare del ginocchio negli adulti con sindrome di Down (DS). Questo test consente di valutare la cinematica durante movimenti passivi e pendolari della gamba sotto l'influenza della gravità. L'EMG del muscolo retto femorale, durante la prima flessione della gamba, mostrava nelle persone con DS un’ampia attività fasica, mentre l'EMG delle persone senza DS era caratterizzata da una minima attività tonica. Abbiamo ipotizzato che le attivazioni muscolari fasiche avrebbero potuto essere strategie pre-programmate al fine di aumentare la stabilità articolare e ottimizzare la caduta della gamba. Al fine di identificare la natura di queste reazioni muscolari, abbiamo ulteriormente elaborato i dati ottenuti negli adulti e confrontati con dati nuovi raccolti in un gruppo di adolescenti con DS. Questo confronto fornirebbe informazioni sulla possibilità che queste strategie siano state acquisite durante lo sviluppo, oppure siano parte delle caratteristiche congenite associate alla DS.PERSONE E METODI Questo studio ha coinvolto 20 persone con DS, 10 adulti di età compresa tra 20-32 anni, e 10 adolescenti di età compresa tra 10-17 anni. Secondo il protocollo sperimentale [2], ciascun soggetto era seduto su un lettino in una posizione semi-reclinata. I partecipanti hanno ricevuto esaustive spiegazioni e dimostrazioni pratiche del protocollo da eseguire. Il test veniva ripetuto 10 volte e in ciascuna prova la gamba veniva lasciata cadere ed oscillare liberamente tra flessioni ed estensioni, fin quando non si fermava in posizione verticale. Le variazioni angolari del ginocchio, erano registrate da un elettrogoniometro e l’attività elettromiografica del retto femorale era pre-amplificata e derivata tramite elettrodi di superficie. Da ogni traiettoria cinematica sono stati estrapolati i seguenti parametri riguardanti la prima flessione: angolo di massima escursione; valore medio e picco della velocità angolare; valore medio, primo e secondo picco dell’accelerazione angolare. Per identificare le latenze rispetto all’inizio del movimento e per calcolare l'area EMG durante la prima flessione, abbiamo filtrato le tracce EMG con un filtro passa-basso Butterworth di 2° ordine, con una frequenza di taglio di 10 Hz. Inoltre, per descrivere i pattern di attivazione muscolare per ogni gruppo, l’insieme delle tracce EMG è stato ridotto a poche forme d'onda utilizzando l'Analisi delle Componenti Principali (PCA).RISULTATI Nei due gruppi di partecipanti, tranne per il secondo picco di accelerazione, non vi era nessuna differenza tra tutti i parametri cinematici. Invece, abbiamo trovato differenze sia nelle forme d'onda rappresentanti l’attività EMG sia nella distribuzione delle latenze delle risposte. Le risposte EMG degli adulti possono essere rappresentate da 6 componenti principali (PCs) che spiegano 87% della varianza totale, mentre l'attività EMG degli adolescenti si può riassumere in 5 PCs che spiegano 82% della varianza totale. La differenza più importante tra i due set di PCs riguardava la distribuzione temporale delle forme d'onda nell'intervallo della prima oscillazione: le risposte EMG dei giovani avvenivano durante il primo terzo della flessione della gamba, mentre negli adulti le risposte si osservavano in quasi tutto l'intervallo di tempo della prima oscillazione. In accordo con questo dato, il 72% dell'attività EMG nel gruppo degli adolescenti si è verificata sotto i 50 ms dall'inizio del movimento, mentre negli adulti il 60% delle risposte EMG hanno avuto luogo tra 50 e 150 ms. Pertanto, rispetto agli adulti, gli adolescenti hanno mostrato una precoce attivazione muscolare rispetto all'inizio del movimento.DISCUSSIONE Le reazioni precoci trovate nel gruppo degli adolescenti sono compatibili con i tempi del riflesso da stiramento, mentre le componenti ritardate, mostrate negli adulti, dovrebbero coinvolgere circuiti transcorticali. Pertanto, l'attività muscolare osservata nella prima oscillazione dovrebbe adattarsi nel corso dello sviluppo, passando da semplici reazioni riflesse a più complessi e flessibili modelli pre-programmati. Questo processo dovrebbe ottimizzare la stabilità delle articolazioni nel caso di rapide perturbazioni meccaniche.BIBLIOGRAFIA [1] Valle MS., Casabona A., Pisasale M., Pantò MR., Cioni M. Gait & Posture 2012; 35: S1-S47[2] Wartenberg R. Neurology 1951; 1:18-24.
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Utilizza questo identificativo per citare o creare un link a questo documento: https://hdl.handle.net/20.500.11769/111171
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