Nuove Scoperte su Esercizio e Salute delle Ossa
Uno studio rivela come diversi esercizi influenzano le forze articolari e la forza delle ossa.
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Indice
L'Osteoporosi è un problema di salute che colpisce soprattutto le persone anziane. Rende le ossa deboli, rendendole fragili e più suscettibili a fratture. Una conseguenza seria dell'osteoporosi sono le fratture dovute a cadute o infortuni minori. Circa 137 milioni di donne e 21 milioni di uomini in tutto il mondo sono a maggior rischio di questo tipo di fratture, il che rappresenta una preoccupazione significativa per la salute pubblica.
Il Ruolo dell'Esercizio
Per aiutare a ridurre il rischio di fratture causate dall'osteoporosi, i medici consigliano spesso attività fisiche. L'esercizio regolare può aumentare la forza delle ossa. Tuttavia, semplicemente camminare potrebbe non essere sufficiente per fare una differenza significativa nella densità ossea. Gli studi suggeriscono che attività più intense come jogging, corsa e salti sono più efficaci nel migliorare la Salute delle ossa. Nonostante ciò, manchiamo ancora di conoscenze dettagliate su quali tipi e intensità specifiche di esercizio siano meglio per la forza ossea.
Come Funziona la Salute delle Ossa
La salute delle ossa è strettamente legata alla quantità di carico meccanico esercitato su di esse attraverso le attività. Questa idea è spiegata dalla teoria del "meccanostato", che afferma che le ossa si adattano in base alle Forze che subiscono. Queste forze provengono sia dall'esterno del corpo, come il terreno che spinge contro l'osso, sia dall'interno, come le forze dei muscoli e delle articolazioni. Quando le forze che agiscono su un'osso superano un certo livello, il corpo aumenta la formazione ossea, aiutando a rafforzarla.
Le ricerche mostrano che è necessaria una forza di reazione al suolo (la forza esercitata dal suolo quando una persona ci cammina sopra) di almeno il doppio del peso corporeo per stimolare la crescita ossea. Tuttavia, i metodi attuali per misurare queste forze possono talvolta ingannarci su come i diversi Esercizi influenzano le ossa. Per prevedere con precisione come i diversi esercizi impattino sulla crescita ossea, abbiamo bisogno di dati chiari sulle forze che agiscono sulle articolazioni della parte inferiore del corpo.
Gli studi hanno trovato forti legami tra le forze all'anca e come influenzano la forza ossea nella parte superiore della gamba durante varie attività come camminare e correre. Anche se gli esercizi ad alto impatto offrono molti benefici, possono anche comportare rischi, come mettere troppo stress sulle articolazioni, il che può causare infortuni. Comprendere le forze in gioco durante i diversi esercizi può aiutare a creare programmi di allenamento migliori che promuovano la salute delle ossa riducendo al minimo i rischi di infortuni.
Misurare le Forze delle Articolazioni
Il modo migliore per misurare le forze delle articolazioni nella vita reale è attraverso dispositivi speciali chiamati impianti strumentati. Tuttavia, questo metodo ha delle limitazioni, come il coinvolgimento di un numero ridotto di persone e la modifica della struttura naturale dell'Articolazione durante l'intervento. Un approccio migliore potrebbe essere l'uso di modelli computerizzati che analizzano i dati di movimento 3D per prevedere le forze delle articolazioni durante varie attività fisiche.
Studi precedenti hanno utilizzato questi modelli computerizzati per esaminare come le diverse velocità di camminata e corsa influenzano le forze nelle articolazioni degli arti inferiori, ma non è stata fatta molta ricerca sui salti e sulle folle. Quando si guarda all'intensità degli esercizi, la maggior parte delle ricerche si concentra su una sola articolazione alla volta, ignorando come le diverse articolazioni possano influenzarsi a vicenda durante il movimento.
Lo Studio Attuale
Lo studio attuale ha voluto esaminare come i diversi esercizi e le loro intensità influenzano il carico sulle articolazioni dell'anca, del ginocchio e della caviglia. Gli esercizi includevano camminare, correre, salti in contromovimento, salti squat, salti unilaterali e salti bilaterali. Si proponeva di rispondere a due domande principali: quali esercizi creano maggior carico sulle articolazioni dell'anca, del ginocchio e della caviglia rispetto alla camminata normale? E come cambia l'intensità dell'esercizio il carico su queste articolazioni?
Partecipanti e Metodi
I ricercatori hanno reclutato 40 partecipanti sani di età compresa tra i 18 e i 70 anni, assicurandosi che non avessero infortuni gravi o sostituzioni articolari. Ogni partecipante ha svolto una serie di esercizi mentre i loro movimenti venivano registrati utilizzando marker speciali posti sui loro corpi. I ricercatori hanno misurato le forze che agivano sulle loro articolazioni durante gli esercizi utilizzando telecamere di motion capture avanzate e piastre di forza.
I partecipanti hanno eseguito ciascun esercizio a tre diversi livelli di intensità: massimo sforzo, sforzo medio e minimo sforzo. Sono stati istruiti a svolgere gli esercizi mentre i ricercatori registravano attentamente le forze esercitate sulle loro articolazioni. I dati raccolti hanno aiutato a creare modelli computerizzati dettagliati, che hanno permesso ai ricercatori di prevedere quanto carico ogni esercizio esercitasse sulle articolazioni dell'anca, del ginocchio e della caviglia.
Risultati
Lo studio ha trovato che correre, saltare unilaterale e saltare bilaterale creavano forze significativamente più alte sulle articolazioni rispetto a camminare. Ad esempio, correre può portare a un aumento del 134% delle forze nell'articolazione del ginocchio. Al contrario, esercizi di salto come i salti squat e i salti in contromovimento non producevano tanta forza sulle articolazioni dell'anca e della caviglia e potrebbero persino ridurre il carico rispetto alla camminata.
A diverse intensità di esercizio, correre a velocità più elevate ha portato a un aumento delle forze sulle articolazioni. Tuttavia, quando i partecipanti saltavano più velocemente, le forze sulle articolazioni tendevano a diminuire.
Riflessioni Generali
Lo studio suggerisce che esercizi ad alto impatto come correre e saltare potrebbero essere più benefici per la salute delle ossa rispetto agli esercizi di salto da soli. Ogni esercizio influisce sulle articolazioni in modi unici, indicando che una varietà di esercizi ad alto impatto a diverse intensità può fornire i migliori benefici per la salute delle ossa.
Gli esercizi che aiutano a costruire la forza ossea sono specifici per ogni area del corpo. Correre potrebbe rafforzare le ossa dell'intero arto inferiore, mentre saltare potrebbe principalmente beneficiare l'articolazione del ginocchio e saltare si concentra di più sull'articolazione della caviglia.
Raccomandazioni Future
I risultati di questo studio offrono importanti spunti per creare programmi di esercizio efficaci per aiutare chi è a rischio di osteoporosi. Suggerisce di includere un mix di corsa, salti e salti, considerando anche l'intensità degli esercizi. La ricerca futura potrebbe concentrarsi su come questi diversi esercizi influenzano le forze articolari e come possano essere utilizzati per migliorare ulteriormente la salute ossea.
I risultati evidenziano la necessità di bilanciare i tipi di esercizio per promuovere migliori risultati di salute. Diversi esercizi possono avere effetti unici sul carico articolare, suggerendo la necessità di personalizzare i programmi di esercizio in base alle esigenze individuali e alle condizioni di salute.
Conclusione
In sintesi, l'osteoporosi è un problema di salute serio per molti, soprattutto per gli anziani. L'attività fisica regolare è fondamentale per mantenere la salute delle ossa, ma non tutti gli esercizi sono ugualmente efficaci. Questo studio fa luce su come i diversi tipi di esercizi impattino le forze articolari, guidandoci verso modi sicuri ed efficaci per rinforzare le ossa e ridurre il rischio di fratture.
Titolo: Lower limb joint Loading during high-impact activities: implication for bone health
Estratto: Osteoporosis, a significant concern among the elderly, results in low-trauma fractures affecting millions globally. Despite the inclusion of physical activities in strategies to mitigate osteoporosis-related fractures, the optimal exercises for bone health remain uncertain. Determining exercises that enhance bone mass requires an understanding of loading on lower limb joints. This study investigates hip, knee, and ankle joint loading during walking, running, jumping, and hopping exercises, assessing impacts at various intensities (maximal, medium, and minimum efforts). A total of 37 healthy, active participants were recruited, with a mean (SD) age of 40.3 (13.1) years, height of 1.7 (0.08) m, and mass of 68.4 (11.7) kg. Motion capture data were collected for each participant while performing six different exercises: a self-selected level of walking, running, counter-movement jump, squat jump, unilateral hopping, and bilateral hopping. A lower body musculoskeletal model was developed for each participant in OpenSim. The static optimization method was used to calculate muscle forces and hip joint contact forces. The study reveals that running and hopping induce increased joint contact forces compared to walking, with increments of 83% and 21%, respectively, at the hip; 134% and 94%, respectively, at the knee; and 94% and 77%, respectively, at the ankle. Jump exercises exhibit less hip and ankle loading compared to walking, with reductions of 36% and 19%, respectively. Joint loading varies across exercises and intensities, running faster increases forces on all joints, especially the hip. Sprinting raises hip forces but lowers forces on the knee and ankle. Higher jumps intensify forces on the hip, knee, and ankle, whereas hopping faster reduces forces on all joints. The study emphasizes the site-specific impact of exercises on lower limb joint loadings, highlighting the potential of running and hopping for bone formation compared to jumping alone. These findings offer insights for optimizing exercise routines to improve bone health, with potential implications for risk prevention, rehabilitation, and prosthetic development.
Autori: Zainab Altai, C. F. Hayford, A. Phillips, J. Moran, X. Zhai, B. X. W. Liew
Ultimo aggiornamento: 2024-03-13 00:00:00
Lingua: English
URL di origine: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.11.24303795
Fonte PDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2024.03.11.24303795.full.pdf
Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
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