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Materiali e metodi

Gli scopi di questo studio sono essenzialmente due, analizzare come varia la soglia di percezione del dolore con l'esercizio fisico e scoprire se il grado di allenamento possa incidere sulla percezione del dolore e sulla sua sua modulazione.

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Materiali e metodi

L'esperimento esposto in questa tesi è stato eseguito nel laboratorio di fisiologia del Dipartimento di Scienze Mediche e Biologiche (Università degli Studi di Udine). Sono stati reclutati 19 volontari sani, di cui 9 ciclisti e 10 non ciclisti (età media ciclisti: 29,4 ± 7,2 ; età media non ciclisti: 25,9 ± 10,1). Ciascun soggetto veniva sottoposto a visita medica e gli veniva spiegato il protocollo al quale sarebbero stati sottoposti. Gli scopi di questo studio sono essenzialmente due. Il primo è di analizzare come varia la soglia di percezione del dolore con l'esercizio fisico, quindi studiare le relazioni che ci sono tra i meccanismi che regolano la percezione del dolore e i cambiamenti che avvengono nell'organismo durante l'esercizio fisico. Il secondo scopo è di scoprire se il grado di allenamento possa incidere sulla percezione del dolore e sui meccanismi della sua modulazione.

Protocollo sperimentale

Calcolo della soglia del dolore

Per rilevare la soglia di percezione del dolore si è usato un algometro a pressione dotato di cella di carico per ricavare l'intensità di pressione meccanica sviluppata. Lo strumento imprimeva dolore per mezzo di una punta di circa un millimetro di diametro che veniva azionata orizzontalmente da una barra filettata in modo da esercitare una pressione continua e crescente. (Fig. 2.1) Il segnale della cella di carico veniva amplificato e registrato con l'amplificatore Biopac MP100 della Biopac Sistems Inc, CA, USA collegato ad un computer portatile. Il software AcqKnowledge 3.7, (Biopac Sistems Inc, CA, USA) è stato utilizzato per gestire l'acquisizione dei dati durante l'esecuzione del test e la loro successiva analisi.

Algometro a pressione. figura 2.1
Figura 2.1 Algometro a pressione. >
  • Test del dolore pre-esercizio (pre)
    Il test consiste in otto stimolazioni, a pressione costantemente crescente, per mezzo dell'algometro a pressione. Le stimolazioni vengono effettuate sul dorso della mano destra. Questo perché in partenza si pensava di eseguire il test del dolore anche durante il test al cicloergometro (dato che la mano è stretta al manubrio), ma la logistica e le vibrazioni durante l'esercizio hanno reso questa prova irrealizzabile e dai risultati discutibili. I soggetti sono stati istruiti a dare un segnale (in genere la parola "stop") nel punto in cui, secondo loro, veniva raggiunta la soglia di percezione del dolore. Gli veniva detto loro, cioè, di fermare lo stimolo pressorio nel momento in cui la sensazione passava da tattile a dolorifica. Si registravano quindi otto stimolazioni nelle quali il punto di pressione più alto riporta la pressione in chili corrispondente alla soglia di percezione del dolore. La soglia di percezione del dolore a riposo di quel soggetto è la media dei valori delle otto soglie registrate.
  • Test del dolore post-esercizio (post)
    Viene ripetuto il test del dolore con la stessa modalità, non appena il soggetto interrompe la prova da sforzo. La stimolazione dolorifica avviene nello stesso identico punto del dorso della mano, che è stato segnato con un pennarello, immediatamente dopo il primo test del dolore.
  • Test del dolore dopo 15 minuti (post 15)
    Il test del dolore è stato ripetuto anche 15 minuti dopo la fine dell'esercizio al cicloergometro. Durante questo tempo il soggetto era a riposo.

Test incrementale

Per il test da sforzo sono stati usati un cicloergometro "Excalibur" (LODE B.V., Gronigen, NL) e un cicloergometro SRM (SRM GmbH, Jülich, DE) in modalità isometrica, cioè con la possibilità di scegliere l'intensità dell'esercizio (i watt della pedalata). I soggetti venivano collegati ad un metabolimetro "breath by breath", il Quark b2 (COSMED Srl, Chicago, USA). (Fig 2.2)

Svolgimento del test incrementale. Figura 2.2
Figura 2.2 Svolgimento del test incrementale. In figura si possono osservare il cicloergometro ed il metabolimetro.

Attraverso il metabolimetro, che è composto di: maschera, tubo di raccoglimento dei gas, analizzatore della composizione dei gas e ventolina per la misura dei volumi, si ottenevano valori di: consumo di ossigeno (V'O2), consumo di anidride carbonica (V'CO2), indice respiratorio (R), volume espirato (VE), equivalente respiratorio per ossigeno e anidride carbonica (VE/VO2; VE/VCO2). Grazie ad un cardiofrequenzimetro, veniva contemporaneamente registrata la frequenza cardiaca. I soggetti sono stati sottoposti al test incrementale massimale con le metodiche descritte in precedenza (Vedi Cap. 1.4) dopo essere stati dichiarati idonei dal medico e sotto la sua supervisione. Il gruppo dei ciclisti iniziava con tre minuti di riscaldamento a 100 Watt, poi l'intensità cresceva di 20 Watt ogni minuto fino allo spontaneo esaurimento del soggetto. Per il gruppo di controllo il protocollo era lo stesso tranne che si partiva con i tre minuti di riscaldamento ad un intensità di 80 Watt. Ad entrambi i gruppi è stato chiesto di mantenere una cadenza di pedalata tra i 70 e gli 80 RPM (Rivoluzioni Per Minuto).

Protocollo sperimentale. Figura 2.3
Figura 2.3 Protocollo sperimentale. Il grafico descrive lo svolgimento dell'esperimento. Si osservano i test del dolore pre, post e post 15 e il test incrementale ad esaurimento.

I grafici presentati nei risultati di questo lavoro sono stati preparati con il software Office Excel 2007 (Microsoft Corporation, Albuquerque, USA).

Analisi statistica

I dati raccolti sono stati analizzati con un test ANOVA a due vie per misure ripetute. Questo test statistico consente di eseguire un'analisi della varianza quando su ciascun soggetto viene eseguita più volte la stessa misura. Inoltre permette di considerare anche fattori che suddividono i soggetti reclutati in più gruppi. Nel caso dell'esperimento presentato in questa tesi, i valori di soglie del dolore possono essere suddivisi secondo due fattori: il fattore "tempo" e il fattore "allenamento". Il primo fattore suddivide i dati raccolti in campioni appaiati, dal momento che le soglie del dolore vengono registrate in tempi successivi nello stesso soggetto. Il secondo fattore, invece, permette di raggruppare le misure in due campioni non appaiati. Il test statistico scelto permette di individuare il contributo di ciascun fattore e della loro interazione nelle differenze riscontrabili tra i dati misurati. Poiché il fattore "tempo" comprende tre livelli ("Pre", "Post" e "Post15"), è stato scelto un test t di Student (t-test) per campioni appaiati per l'analisi post-hoc. Nel caso del fattore "allenamento", l'analisi post hoc non è necessaria poiché questo fattore comprende solamente due livelli ("controlli" e "ciclisti"). Per quanto riguarda le misure metaboliche, il test eseguito è un t-test per campioni non appaiati. Tutti i test statistici sono eseguiti con il software SPSS 15.0 (SPSS Inc., Chicago, USA).