L'effetto della fatica sul test Forward-Step-Down

Lo scopo di questo studio è quello di indagare gli effetti che un test volontario di sforzo cardiovascolare massimale (il Bruce Treadmill Protocol) ha sulle prestazioni del test Forward-Step-Down (FSD) e di indagare come le prestazioni del test FSD cambiano a più punti temporali successivi alla prova di fatica.

Le nostre ipotesi per questo studio sono le seguenti:

• Null (H0): i partecipanti non dimostreranno un cambiamento nel punteggio nel test FSD dopo l'esecuzione del test Bruce in nessun momento.
• Alternativo (H1): i partecipanti dimostreranno un cambiamento nel punteggio nel test FSD dopo l'esecuzione del test Bruce in una o più delle misurazioni ripetute.

È stato dimostrato che il test FSD è correlato alla qualità del movimento. Deficit di forza e flessibilità che si traducono in disturbi del movimento sono associati a punteggi del test che delineano una qualità del movimento "moderata". La fatica può svolgere un ruolo nell'aumento del rischio di lesioni, con partecipanti affaticati in numerosi studi che mostrano modelli di movimento compromessi che aumentano il rischio di lesioni. In questo momento, molti degli strumenti di screening utilizzati per determinare l'impatto della fatica sulla capacità di un giocatore di continuare a giocare/esercitarsi coinvolgevano movimenti dinamici o esplosivi e si basavano su indicatori come la rotazione interna del femore o gli angoli di adduzione dell'anca al contatto iniziale per valutare modelli di movimento. Questi indicatori biomeccanici possono essere difficili da osservare per il personale non professionale, limitando il loro uso al di fuori di una clinica. Attualmente non ci sono ricerche sul ruolo del test FSD nella valutazione dei cambiamenti nel modello di movimento che derivano dalla fatica.

La letteratura attualmente riconosce che la fatica si traduce in schemi di movimento alterati. Diversi studi hanno studiato l'impatto che la fatica ha sull'esecuzione di movimenti impegnativi, come salti pliometrici, tagli, salti e corse e atterraggi. Tuttavia, con valutazioni di livello superiore come queste, vi è un aumento del rischio di lesioni se eseguite mentre si è affaticati. Pertanto, un test di livello inferiore, come il test FSD, sarebbe l'ideale come strumento di screening sicuro ed efficace per esaminare l'impatto dello stimolo della fatica (gioco) sulla qualità del movimento di una persona. Come affermato in precedenza, il test FSD è stato convalidato come misura della qualità del movimento, con un'affidabilità accettabile tra gli interlocutori. Inoltre, è stato dimostrato che la scarsa qualità del movimento durante il test FSD è correlata a diverse menomazioni come la forza dell'abduttore dell'anca e la scarsa flessibilità. La letteratura esistente discute l'impatto degli abduttori dell'anca sulla posizione del ginocchio e il rischio di lesioni al ginocchio. Pertanto, un test funzionale che valuti non solo la qualità del movimento ma identifichi le possibili cause di uno scarso movimento sarebbe l'ideale per prevenire lesioni. La ricerca ha mostrato differenze nell'equilibrio posturale dopo l'affaticamento aerobico a seconda del tempo trascorso dall'affaticamento, con scarse prestazioni immediatamente successive ma prestazioni migliorate 10 minuti dopo l'interruzione dello stimolo di affaticamento. Pertanto, questo studio esaminerà il test FSD a uno, cinque e dieci minuti dopo il protocollo di affaticamento cardiovascolare al fine di discernere le differenze di prestazione nella qualità del movimento in relazione al tempo/recupero. Queste differenze possono essere importanti perché se il test FSD può essere utilizzato come strumento di screening per esaminare il livello di affaticamento di una persona, è importante anche conoscere il momento appropriato per utilizzare il test al fine di ottenere risultati accurati.

In questo studio, il test di Bruce viene utilizzato per raggiungere l'affaticamento cardiovascolare. Clinicamente è un test di previsione "VO2max" (volume massimo di consumo di ossigeno) ed è destinato a continuare fino al punto di fallimento (test massimo). In un vero test VO2max, il partecipante esegue il test cardiovascolare fino a quando la spirometria respiratoria misura un plateau del VO2, o consumo di ossigeno, tra due carichi di lavoro. Questo è indicativo dei limiti fisiologici cardiovascolari massimi di quel partecipante. Durante un vero test VO2max, vengono analizzati i gas respiratori, nonché la frequenza cardiaca, la pressione sanguigna e, talvolta, i campioni di lattato nel sangue. Insieme, questi valori determinano il successo nel raggiungere un vero test VO2max, dimostrano l'affaticamento cardiovascolare e garantiscono la sicurezza del partecipante. Spesso, questo punto non viene raggiunto in individui non allenati o malsani.

L'esecuzione di un vero test VO2max è più costoso e richiede più tempo per il partecipante rispetto all'esecuzione di un test da sforzo graduato massimale o submassimale. Pertanto, il protocollo Bruce utilizza la derivazione matematica per prevedere il VO2max dalle prestazioni del partecipante sul Bruce. Per stimare una previsione accurata del VO2max e garantire l'affaticamento cardiovascolare, la frequenza cardiaca target viene spesso impostata entro 10 bpm dalla frequenza cardiaca massima prevista per l'età quando si utilizza una formula di errore inferiore come la formula Tanaka. Pertanto, in questo studio la frequenza cardiaca massima prevista per età dei partecipanti sarà calcolata utilizzando la formula derivata da Tanaka con una variabilità accettabile entro 10 bpm alla frequenza cardiaca massima misurata durante il Bruce. La formula Tanaka è accurata per una popolazione di uomini e donne sani. In questo studio, "sano" è definito come appartenente alla categoria "a basso rischio" per l'esercizio come dichiarato dall'American College of Sports Medicine, ed è uno dei criteri di inclusione per questo studio.

• Prima di eseguire il test, i partecipanti saranno acconsentiti e sottoposti a screening per i criteri di inclusione ed esclusione alla fine di una lezione di fisiologia dell'esercizio durante il semestre estivo 2018. Ciò avverrà prima che gli studenti inizino i loro laboratori di test da sforzo in cui viene eseguito il protocollo Bruce. Dopo il consenso, i partecipanti procederanno al test durante il periodo di raccolta dati di quattro settimane durante il semestre estivo 2018.
• Ogni partecipante eseguirà il pre e il post test nella stessa giornata. Il test FSD pre-affaticamento si verifica appena prima del protocollo di affaticamento (Bruce) e il post-test avverrà uno, cinque e dieci minuti dopo il completamento del protocollo di affaticamento. Verrà misurata la frequenza cardiaca iniziale a riposo, così come la frequenza cardiaca a 0, 30 e 60 secondi dopo il completamento del Bruce per garantire adeguate risposte della frequenza cardiaca all'esercizio per un giovane adulto sano secondo i criteri di inclusione dei partecipanti "a basso rischio" per gli eventi avversi durante l'esercizio fisico intenso.
• La durata prevista per ottenere tutti i partecipanti necessari è fino a 4 settimane.
• Il tempo stimato per le ricerche per eseguire l'analisi primaria è di 3 mesi
• Il tempo stimato per preparare il manoscritto per la pubblicazione è di 1 anno.

Questo studio sarà un progetto a misure ripetute, con tutti i partecipanti sottoposti a valutazioni del test FSD sia prima che dopo la fatica. Due fisioterapisti specializzati in ortopedia eseguiranno le valutazioni FSD. Gli investigatori esamineranno le linee guida per il punteggio in base all'articolo di Park e si eserciteranno a valutare il test prima della raccolta dei dati per garantire una buona affidabilità tra interlocutori. I punteggi del test FSD di ciascun valutatore saranno calcolati in media dopo la raccolta dei dati e prima dell'analisi dei dati, con ciascun valutatore all'oscuro del punteggio dell'altro prima di calcolare la media dei punteggi. I partecipanti saranno studenti di fisioterapia sani. L'affaticamento sarà indotto tramite il protocollo Bruce utilizzato nella valutazione della massima capacità cardiovascolare. Il tapis roulant utilizzato è un HP Cosmos Quasar (HP Cosmos, Germania). I cardiofrequenzimetri utilizzati sono monitor Polar (Polar Electro Inc, Bethpage, NY)

Il test FSD classifica il partecipante in base alla qualità del movimento durante un ripetuto passo verso il basso da un passo di 20 cm. La gamba portante sarà la gamba dominante (la gamba che il partecipante userebbe per calciare una palla) come usata nell'esperimento Park et al. Il test FSD consiste in cinque movimenti ripetuti del passo in avanti verso il basso, con un punteggio assegnato per l'intera serie di cinque ripetizioni. Per ogni serie di cinque movimenti, il valutatore osserva e produce un punteggio per quella serie di cinque movimenti. Per l'analisi dei dati, gli investigatori utilizzeranno la media di ciascun punteggio per ciascun test FSD. Ad esempio, nel pre-test per un partecipante, se un ricercatore ha segnato il FSD pre-test un 2/6 e il secondo ricercatore ha segnato il pre-test un 1/6, il punteggio "medio" per il pre-test del partecipante il test è un 1.5/6. Questa stessa procedura verrebbe ripetuta per i tre test FSD post-test.

Il protocollo Bruce è autolimitato con i partecipanti che si fermano al massimo sforzo. Lo sforzo massimo sarà definito come entro 10 bpm dalla frequenza cardiaca massima prevista dai partecipanti calcolata dalla formula "208- (0,7 x età)" derivata da Tanaka da una popolazione di uomini e donne sani. Il taglio della frequenza cardiaca entro 10 bpm è stato utilizzato come punto di riferimento per raggiungere lo sforzo massimo in un test di esercizio massimo basato sulla frequenza cardiaca massima calcolata utilizzando la formula Tanaka. Anche il Borg Rating of Perceived Exertion (RPE) dei partecipanti sarà registrato come parte del protocollo Bruce; tuttavia, poiché i partecipanti sanno che dovranno eseguire il test FSD seguendo il protocollo Bruce, i ricercatori useranno la frequenza cardiaca invece dell'RPE come metrica per lo sforzo a causa della sua natura più oggettiva e per evitare una possibile minaccia alla validità della fatica protocollo. Durante il protocollo Bruce, la velocità e l'inclinazione del tapis roulant vengono aumentate ogni tre minuti fino a quando il soggetto interrompe volontariamente il test al massimo sforzo. La frequenza cardiaca e l'RPE vengono monitorati ogni minuto durante il protocollo Bruce, con la valutazione della pressione sanguigna prima e dopo il test sul tapis roulant come parte della lezione di Fisiologia dell'Esercizio.