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  1. 1. MIGLIORAMENTI DEL CONTROLLO POSTURALE E DELLA FUNZIONE MUSCOLAREINDOTTI DA UN NUOVO PARADIGMA DI VIBRAZIONE MUSCOLARE RIPETUTA INSOGGETTI OVER 65 DI SESSO FEMMINILE.Guido M Filippi 1, Orazio Brunetti 2, Fabio M Botti 2, Roberto Panichi 3, Mauro Roscini3, FilippoCamerota 4, Matteo Cesari5, Vito E Pettorossi 21 Istituto di Fisiologia Umana - Università Cattolica - Roma (Italia)2 Dipartimento di Medicina Interna Sezione di Fisiologia Umana - Università di Perugia (Italia)3 LAMS - Perugia (Italia)4 Dipartimento di Medicina Fisica e Riabilitazione, Università di Roma La Sapienza, Italia5 Department of Aging and Geriatric Research, University of Florida – Institute on Aging,Gainesville, FL, USAINTRODUZIONEIl rischio di caduta negli over 65 è un problema sanitario, sociale ed economico di grandeimportanza (1), il 40-50% degli anziani che vivono in casa, cade almeno una volta all’anno (2)e, più in generale, la frequenza delle cadute aumenta con l’avanzare dell’età. Da un punto divista epidemiologico (2), ogni anno circa 4 milioni e mezzo di over 65 cadono. Di questi circa80.000 vanno incontro a frattura del femore ed il 77% sono donne. Di questi 80.000 circa il20% muoiono entro un anno dall’intervento, dei restanti il 20% residua delle disabilitàpermanenti ed il 6% circa non recupera pienamente la funzione motoria. Inoltre,annualmente, le sole fratture di femore da caduta, negli over 65, presentano dei costi per ilsolo intervento di circa 394 milioni di euro, cui vanno aggiunti 412 milioni per 1 mese diriabilitazione, 108 milioni per pensioni sociali e servizi di accompagnamento e circa 180milioni di costi indiretti. Per le sole fratture di femore, negli over 65, i costi assommano adoltre 1 miliardo di euro annui, con una mortalità a 12 mesi di oltre il 20%. Si tratta dunque diuna problematica importante e complessa che numerose ricerche hanno esplorato pertrovare un rimedio all’instabilità posturale che cresce con il crescere dell’età. Il deterioramento della capacità di controllare la stabilità è ascrivibile ad un decrementofunzionale sia del sistema muscolo-scheletrico, sia del Sistema Nervoso (3, 4, 5). Limitazionibiomeccaniche, riduzione della forza, ritardi nelle reazioni, deficit propriocettivi probabilmenteconcorrono a tale deterioramento. In queste chiavi di lettura sono stati sviluppati numerosiprotocolli riabilitativi. Di questi alcuni cercano di sviluppare l’outcome di forza, altri il controllomotorio, altri ancora cercano un compromesso tra questi due indirizzi (6, 7, 8)
  2. 2. Questa ricerca, basata su studi precedenti ha impiegato un nuovo protocollo distimolazione propriocettiva (rMV, repeated muscle vibration), basata sulla vibrazionemeccanica focale, applicata cioè su singoli muscoli ed in grado nei suoi parametri diampiezza e frequenza di attivare selettivamente afferenze fusali primarie (9). La bassissimaampiezza e la relativamente alta frequenza di stimolazione consentono di associare unaselettività di stimolazione propriocettiva ad un’assenza di effetti collaterali tipici dellavibrazione meccanica (10)MATERIALI E METODI Lo studio, in doppio cieco, è stato condotto su 60 donne (età media 65.1±7.5), i criteridi inclusione prevedevano l’assenza di patologie cardiovascolari, respiratorie, neurologiche(esiti di ictus, Parkinson, demenza o deficit visivi importanti) muscolo scheletriche (qualifratture nell’ultimo anno o presenza di protesi ortopediche). Inoltre le partecipanti allo studionon dovevano essere sotto terapia farmacologica in grado di alterare i loro movimento e/opercezione dello spazio. La vibrazione è applicata mediante uno specifico strumento(Cro®System, Nemoco srl, Italy) su singoli muscoli (Quadricipite destro e sinistro) tenuti inleggera contrazione isometrica (~20% MVC). L’applicazione è stata ripetuta a 100 Hz, 0.05mm di ampiezza, per 10 minuti consecutivi, 3 volte al giorno, con intervalli di circa 60 secondi,per 3 giorni consecutivi. Le partecipanti sono state divise in 3 gruppi: 1) VC: gruppo trattatocon vibrazione e contrazione dei Quadricipiti; 2) VNC: gruppo vibrato ma senza concomitantecontrazione; 3) NV: gruppo placebo. I soggetti sono stati quindi seguiti per i successivi 90giorni, valutando lo spostamento del Centro di Pressione (CoP) nella postura monopodalicaad occhi chiusi ed eseguendo il Jumping test, prima (T0), 24 ore (T1), 10 (T2), 30 (T3) e 90giorni (T4) dopo rMV. Tra T1 e T4 i soggetti non hanno fatto altri trattamenti, né hannomodificato le loro abitudini di vita. I risultati sono stati analizzati (ANOVA) e statisticamente confermati utilizzando un re-test reliability test, un intraclass correlation coefficients (ICCs) ed il Tuckey test.
  3. 3. RISULTATI Mentre i gruppi VNC e NV non hanno mostrato alcun significativo cambiamento nelperiodo di studio, risultati statisticamente significativi si sono avuti nel gruppo VC. Inparticolare, l’area del CoP è decrementata di ~30% aT1 e del 43% a T4 (fig. 1), mentre laPotenza del balzo è aumentata di +36% a T1, per arrivare a +50% al tempo T4.Fig.1 spostamento del CoP nei tre gruppi di soggetti (* p< 0.001).Fig. 2 Potenza del balzo prima e dopo rMV, nei tre gruppi (* p< 0.001).
  4. 4. Nessuno dei partecipanti ha avuto effetti collaterali indesiderati, né ha lamentato fastidio odolore durante e dopo il trattamento con rMV.DISCUSSIONE I risultati più importanti di questo studio consistono in un significativo e persistentemiglioramento dell’outcome motorio nei soggetti trattati con rMV e concomitante contrazionemuscolare. I miglioramenti riscontrati concernono sia il controllo dell’equilibrio, sia lo sviluppodi forza. Gli effetti appaiono coerenti con quanto già rilevato sia in pazienti sani (11) che inpazienti con ricostruzione del legamento Crociato anteriore (12), nei quali la rMV ha prodottoaumenti di resistenza alla fatica, di stabilità e di forza. Questi risultati sono stati attribuiti ad unmigliorato controllo articolare realizzato mediante la muscolatura del Quadricipite e dei suoiantagonisti ed indotto dalla rMV con una riorganizzazione plastica del Sistema NervosoCentrale (11, 12). La conferma di queste ipotesi ci è stata offerta da un successivo studio (13)dell’eccitabilità della corteccia motoria, realizzato mediante TMS (Stimolazione MagneticaTranscranica) in soggetti sani, che ha evidenziato una riorganizzazione della cortecciamotoria primaria del muscolo trattato con rMV, persistente nelle settimane a seguire. Il datorisulta confermato da successivi studi con la TMS, in corso di completamento, realizzati susoggetti over 65 e trattati con rMV. La rMV risulta in grado di abbassare la soglia dellacorteccia motoria primaria dei muscoli trattati e di indurre un’aumento del bilanciamentoreciproco corticale tra agonisti ed antagonisti. Questi aspetti sono considerati essere di basenella problematica motoria dell’anziano, il quale cerca di sopperire all’instabilità aumentandole cocontrazioni tra agonisti ed antagonisti, producendo una rigidità articolare che in realtànon favorisce la stabilità, aumenta marcatamente il dispendio energetico e diminuiscel’efficienza motoria (14, 15). In conclusione la rMV appare in grado di incrementare significativamente laperformance motoria dell’anziano mediante una tecnica priva di effetti collaterali, molto rapidae di bassissimo impatto applicativo ed economico, andando ad agire direttamente suldecadimento dei meccanismi neurofisiologici responsabili del controllo motorio.
  5. 5. BIBLIOGRAFIA1. Rossini M., Piscitelli P., Fitto F., Camboa P., Angeli A., Guida G., Adami S. Incidence and socioeconomic burden of hip fractures in Italy Reumatismo 2005;57:97-102.2. Rubenstein LZ. Falls in older people: epidemiology, risk factors and strategies for prevention. Age Ageing 2006;35 Suppl 2: 37-413. Maki BE, McIlroy WE. Control of rapid limb movements for balance recovery: age-related changes and implications for fall prevention. Age Ageing 2006;35 (Suppl 2):12-18.4. Petrella RJ, Lattanzio PJ, Nelson MG. Effect of age and activity on knee joint proprioception. Am J Phys Med Rehabil 1997;76:235-241.5. Madhavan S, Shields RK. Influence of age on dynamic position sense: evidence using a sequential movement task. Exp Brain Res 2005;164:18-28.6. Islam MM, Nasu E, Rogers ME, Koizumi D et al. Effects of combined sensory and muscular training on balance in Japanese older adults. Preventive Medicine 2004;39:1148-1155.7. Lord SR, Tiedemann A, Chapman K et al. The effect of an individualized fall prevention program on fall risk and falls in older people: a randomized, controlled trial. J Am Geriatr Soc. 2005;53:1296-304.8. Binder EF, Schechtman KS, Ehsani AA et al. Effects of exercise training on frailty in community-dwelling older adults: results of a randomized, controlled trial. JAGS 2002;50:1921–1928, 2002.9. De Bruin ED, Murer K. Effect of additional functional exercises on balance in elderly people. Clin Rehabil 2007;21:112-121.10. Bianconi R, Van Der Meulen J. The response to vibration of the end organs of mammalian muscle spindles. J Neurophysiol 1963;26:177-190.
  6. 6. 11. Issurin VB, Tenenbaum G Acute and residual effect of vibratory stimulation on explosive strength in elite and amateur athletes, J. Sports Sci 1999;17:177-82.12. Fattorini L, Ferraresi A, Rodio A et al.. Motor performance changes induced by muscle vibration. Eur J Appl Physiol 2006;98:79-87.13. Brunetti O, Filippi GM, Liti A et al. Improvement of posture stability by vibratory stimulation following anterior cruciate ligament (ACL) reconstruction. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc 2006;14:1180-1187.14. Marconi B, Filippi GM, Koch G et al. Long-term effects on motor cortical excitability induced by repeated muscle vibration during contraction in healthy subjects. J Neurol Sci 2008 in press.15. Hortobàgyi T, del Olmo MF, Rothwell JC. Age reduces cortical reciprocal inhibition in humans. Exp Brain Res 2006; 171: 322–329.16. Ortega JD, Farley CT. Individual limb work does not explain the greater metabolic cost of walking in elderly adults. J Appl Physiol. 2007;102:2266-73.

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