Durante le ultime competizioni mondiali particolare a molti è sfuggito, ovvero quanto l'utilizzo dell' elettrostimolazione funzionale sia stato efficace. Tutti hanno avuto modo di osservare che, nonostante l'elevato numero di infortuni, la maggior parte dei giocatori è sempre riuscita a recuperare in tempo per l'incontro successivo, malgrado gli esigui margini a disposizione. Il caso più clamoroso è stato quello di Franco Baresi negli ultimi mondiali di calcio americani. Tre settimane sono state sufficienti per poter essere di nuovo in partita, nonostante il grave infortunio e il relativo intervento chirurgico! Due, tre giorni di tempo sono stati la normalità per il recupero dopo contratture. Tempi impensabili, se non si avesse la possibilità di utilizzare la stimolazione elettrica quale supporto di base dell'intervento riabilitativo più globale, come da tempo avviene in molte società. Basta osservare, ad esempio, che 20 minuti di stimolazione, fatti con un'apparecchiatura che ne rispetta le leggi fondamentali (generatori di corrente costante), danno un incremento alle capacità muscolari che corrisponde a quello che si avrebbe con 1500 ripetizioni naturali, sotto sforzo massimale. Questo senza creare i tipici problemi da sovraccarico delle articolazioni e permettendo di lavorare, già da subito, quando nessun mezzo di lavoro naturale è utilizzabile.

In diversi centri ospedalieri europei l'elettrostimolazione prodotta da generatori di corrente costante (vedremo più avanti quali siano le loro caratteristiche) è oramai routine, e viene applicata già dal giorno dell'intervento chirurgico, come ad esempio nella Clinica Universitaria di Parigi. Gli ottimi risultati evidenziati dalla casistica dimostrano l'efficacia di tale metodo sia sulla forza, che sui volumi muscolari, e contemporaneamente escludono eventuali danni al paziente. Altri protocolli confermano la validità della stimolazione antalgica (contro il dolore) o di quella decontratturante.

Oggi però è necessario mettere ordine in una materia che ha sempre subito interventi a sproposito, sia nell'interpre tazione dei principi che la regolano, sia sui protocolli di intervento, sia sui vari tipi di apparecchiatura e sul loro.criterio di classificazione.

Pertanto, i risultati di un'elettrostimoNazione sono spesso falsati semplicemente perchè si sta utilizzando un'apparecchiatura che è paragonabile ad un motorino elettrico, quando è necessario utilizzarne una a turbina. Oppure perché si sta utilizzando un'apparecchiatura giusta, con dei programmi non idonei ad ottenere il risultato che ci prefiggiamo, o la stessa, programmi giusti, ma con la posizione degli elettrodi sbagliata!

Dobbiamo, infatti, distinguere quale differenza c'è tra il "far muovere un muscolo" e ottenere invece una "contrazione fisiologica". Nel primo caso si riproducono effetti paragonabili ad un semplice massaggio, che sicuramente non potrà sortire benefici sulla forza o sulla resistenza della fibra muscolare. Effetto ottenibile con infiniti tipi di corrente. Nel secondo, invece, si riuscirà a riprodurre il meccanismo "allenante" della fibra, con tutti i benefici annessi; per raggiungere questo risultato la scelta del tipo d'apparecchiatura diventa fondamentale.

Questi sono i motivi che mi hanno indotto a pubblicare dei protocolli di valutazione inerenti ai criteri di utilizzo dell'elettrostimolazione.

Chiariamo subito un concetto: in queste pagine non è sicuramente possibile trasmettere i concetti fondamentali dell'elettrofisiologia/elettrostimolazione. Ci troviamo, infatti, a dover ragionare su di una materia relativamente complessa, basta su di una serie di ragionamenti matematici. Concetti che normalmente il terapista, il medico e il preparatore atletico non "masticano" tutti i giorni. Con un approccio un po' meno duro si può comunque avere una sufficiente formazione solo attraverso un corso regolare della durata minima di una giornata.

Ci riproponiamo comunque di parlasse ugualmente, nella maniera più semplice possibile. Per necessità divideremo l'esposizione in due parti: la prima si svolge in questo articolo e tratta i concetti teorico più importanti; la seconda si soffermerà maggiormente sugli aspetti pratici dell'utilizzo dell'elettrostimolazione e sarà pubblicata sul prossimo numero.La prima considerazione da farsi, è la più elementare: tutte le correnti elettriche sono uguali? La seconda è: tutte le apparecchiatura che emettono una corrente sono uguali?

Prima di utilizzare una qualsiasi corrente dobbiamo domandarci quali sono i possibili effetti che può avere sull'organismo umano. Alcuni saranno desiderabili, altri invece da evitare assolutamente. Gli effetti di base di una corrente sono tre:

L'applicazione della ionizzazione più conosciuta è la iontoforesi (o ionoforesi), che viene utilizzata per introdurre particolari farmaci senza metodi invasivi. E anche particolarmente discussa per i risultati contrastanti che si ottengono; è comunque soggetta a numerosissimi fattori che influiscono sulla sua efficacia. Diverse sono le controindicazioni, la principale è la presenza di mezzi di osteosintesi come, per esempio, placche metalliche che verrebbero "sfaldate" dalla corrente.

Un'altra caratteristica negativa, che va evitata accuratamente, è quella di ustioni chimiche della pelle, derivanti da un accumulo elevato di soda caustica su uno dei due elettrodi. L'utilizzo di una corrente, per provocare un'ustione elettrica, può non essere necessariamente negativo, come nel caso del bisturi elettrico (si tratta di un'apparecchiatura che viene sftuttata dal chirurgo per poter recidere i tessuti durante un intervento). Sarà comunque uno degli effetti da evitare in una stimolazione elettrica eccitomotoria.

I due aspetti fondamentali che contraddistinguono un'apparecchiatura che stimoli elettronicamente in modo corretto sono:

Da questi due punti deduciamo che in una stimolazione che debba sortire un effetto eccitomotore la preoccupazione principale sarà quella di evitare, accuratamente, sia la ionizzazione dei tessuti, sia l'ustione.

Per efficacia si intende, nel nostro caso, la capacità di eccitare le cellule nervose che trasporteranno l'impulso elettrico alla placca motrice, che a sua volta trasmetterà la reazione (definita potenziale d'azione) alle fibre muscolari. Per far ciò si dovrà rispettare la prima legge fondamentale dell'elettrostimolazione: la Legge di Lapique.

Come vedremo più avanti questo sarà possibile solo attraverso un'apparecchiatura che fino a poco tempo fa era solo teorica, un generatore di corrente costante.

Per poter essere sicura la stimolazione dovrà essere prodotta con i parametri elettrici a valori minimi. I due principali parametri da tener presente saranno infatti l'intensità (I) e il tempo (t). Da ciò consegue che la forma geometricamente ideale è un'onda rettangolare (o quadra). Qualunque modifica dell'impulso toccherebbe uno dei due parametri.

Ci sono altri approcci matematici a questo problema, che dimostrano che, comunque, l'impulso ideale è quadro. Pertanto sono discutibili tutte le altre forme geometriche di un impulso elettrico che debba eccitare una cellula (vedi figura 1).

Figura 1: tre tipi di onda elettrica (quadro, sinusoidale e triangolare). Solo la prima garantisce la quantità (con i due parametri I e t) con í valori minimi.

Le cellule nervose sono la via ideale di stimolazione sia in quanto "via naturale", sia poiché occorre meno tempo e meno energia per eccitare la cellula nervosa rispetto a quella muscolare. Una contrazione muscolare non nasce infatti a livello locale, ma cerebrale, percorrendo quindi tutto il nervo neuromotorio e trasmettendo poi questa "carica" alla fibra muscolare (vedi figura 2).

Figura 2: rappresentazione grafica di un muscolo e del nervo neuromotorio, con i suoi motoneuroni.

Quella continua non è nient'altro che una corrente di qualunque intensità che, se rapportata al tempo, dà un valore diverso da zero. Procura sicuramente un effetto di ionizzazione (effetto galvanico) che dovrà essere accuratamente evitato.

1 due principali parametri elettrici da tener presente saranno infatti l'intensità (1) e il tempo (t). Se l'intensità (I) proseguirà per un tempo illimitato (t) la risultante della divisione Yt darà valore diverso da zero. Con il conseguente effetto galvanico assicurato. Il "trucco" per evitare un effetto di ionizzazione è quello di utilizzare una corrente per un dato tempo e poi interromperla, ma ad una intensità di valore positivo si dovrà immediatamente farne seguire una di uguale valore negativo per compensare e permettere che la divisione intensità/tempo (I/t) dia un risultato pari a zero. Si evita così il pericolo della ionizzazione.

Prima di parlare del meccanismo che entra in gioco a mezzo di una corrente elettrica, dobbiamo rispolverare alcuni concetti inerenti al lavoro muscolare naturale. Cercando di capire che cosa avviene in natura, potremo trovare la relazione che c'è tra i vari parametri elettrici e la contrazione e quindi con l'allenamento muscolare.

Il movimento muscolare, infatti, è la conseguenza del percorso di una "carica elettrica" che, partita dal cervello, passa attraverso il midollo spinale e il nervo neuromotorio; quest'ultimo si comporta come un cavo elettrico ed è composto da tanti piccoli "fili" più sottili, i motoneuroni. Ognuno di questi è collegato ad un insieme di fibre muscolari (da 5 a 2000 circa).

Quando la carica arriva alle fibre collegate a quel singolo motoneurone, si innesca un meccanismo biochimico, conosciuto da tutti i preparatori atletici, che pennette la "contrazione" delle fibre stesse, con il conseguente movimento dell'articolazione. Di fatto ci si trova davanti ad un fenomeno paragonabile a quello che avviene in una fila di birilli. E' sufficiente far cadere", grazie all'impulso dato da una carica elettrica, un qualunque birillo della fila perché, inevitabilmente, quello adiacente cada a sua volta innescando una reazione a catena.

Questa carica elettrica viene chiamata potenziale d'azione (PA.), e la sua trasmissione lungo il singolo motoneurone eccitazione saltatoria. Sempre seguendo questa metafora comprendiamo che occuparci di quanto sia la carica nell'unità di tempo è veramente determinante. Non sarebbe possibile far cadere un birillo se non utilizzassimo almeno una data quantità di esplosivo (Q) in un dato tempo (t).

Non è però necessario usare la quantità occorrente a far saltare il birillo, ma quella sufficiente a far portare lo stesso a quel punto di confine tra l'equilibrio e la caduta: superato quel punto di non ritorno, magari anche minimamente, questo cadrà sicuramente, senza bisogno di apportare ulteriore quantità di carica.

Il momento in cui cade il birillo rappresenta il punto di non ritorno tra lo stato di riposo (potenziale di riposo) e quello di eccitazione di un punto del motoneurone, e si definisce inizio del potenziale di azione (I.P.A.). Uobiettivo dell'elettrostimolazione eccitomotoria è quindi quello di: apportare una determinata quantità di corrente in una data quantità di tempo, per ottenere l'inizio del potenziale di azione di un qualunque punto dei motoneuroni che sono collegati alle fibre muscolari @he si intende far lavorare/ allenare.

Ciò sarebbe relativamente facile da ottenere con una apparecchiatura che emetta quella quantità/tempo prevista, se non ci fosse una complicazione derivante da un fenomeno tipico di qualunque circuito elettrico, l'impedenza o resistenza. Le varie cellule che compongono i vari tessuti che si interpongono tra l'elettrodo dell'apparecchiatura e il motoneurone da stimolare compongono un circuito elettrico a tutti gli effetti, che opporrà quindi resistenza al passaggio del campo elettrico.

Per cui, anche nel caso in cui dagli elettrodi sia partita la Quantità / Tempo giusta, una volta attraversati i vari tessuti, al motoneurone non arriva tutta, ma solo la parte di Quantità non "trattenuta". Non cadono più quindi i famosi birilli, o meglio, in qualche caso cadono occasionalmente ottenendo effetti non produttivi. Si pensi, come similitudine, a una corrente d'aria che debba aprire una porta a molla e riempire in un dato tempo un locale. Se la Quantità di aria nell'unità di tempo non è quella dovuta, o non si riesce ad aprire la porta, oppure otterremo delle aperture parziali, senza riuscire a riempire il locale nel tempo dovuto.

Per poter compensare la Quantità trattenuta dai tessuti si deve utilizzare una nuova generazione di apparecchiatura. In effetti sono conosciuti due tipi di generatori di corrente:

Per comprendere la differenza prendiamo ad esempio una grossa vasca di acqua con un lungo tubo alla cui estremità esce una Quantità/t. Questa non cambia valore, sino a che non vengono effettuate resistenze nel tubo. Maggiori saranno quest'ultime, e minore sarà la Quantità di acqua/t che uscirà dall'estremità.

Ciò dipende dalla pressione del circuito idraulico. La pressione di questo circuito è rappresentabile come la differenza tra il punto più alto dell'acqua e quello più basso (l'estremità del tubo). Questa altezza rimane invariata e quindi anche la pressione non varia, con le conseguenze sopra descritte sulla Quantità/t fuoriuscita.

Se però avessimo un qualche meccanismo che si "accorga" della variazione di resistenza e all'incremento di questa faccia corrispondere un aumento della lunghezza del tubo, nell'esatta proporzione, si avrebbe sempre la stessa Quantità di acqua nell'unità di tempo.

Se sostituiamo la rappresentazione dell'altezza (pressione) del tubo con il concetto di tensione, possiamo comprendere la differenza esistente tra i due tipi di generatori possibili. Di fatto questa è anche la rappresentazione più semplice delle leggi fondamentali di WEISS e di LAPIQUE. Cosa avviene infatti nei due casi: al variare della resistenza dei tessuti al passaggio di una corrente elettrica?

E' inutile far osservare che, tecnicamente, il secondo tipo di generatore era semplicemente impensabile fino a pochi anni fa. Pertanto tutte le apparecchiature in commercio sono generatori di tensione, e quindi non sono in grado di indurre il campo elettrico, con i parametri previsti, sino ai motoneuroni; ma da poco tempo è in commercio un tipo di apparecchiatura prodotta in seguito ad un enorme investimento in ricerca scientifica, che per essere distinta dai genera tori di tensione, viene definita generatore di seconda generazione.

La spesa di circa 20 miliardi di lire ha permesso di ottenere finalmente dei veri generatori di corrente, con tutti i benefici che ne conseguono. l!investimento ha permesso inoltre di ottenere delle apparecchiature di dimensioni ridotte, leggere (circa 400 g), autonome, in quanto lavorano con batterie ricaricabili, nel pieno rispetto della futura normativa di sicurezza che impedirà l'utilizzo di apparecchi stimolatori collegati direttamente alla rete elettrica.

Questi generatori di corrente sono anche programmabili in tutti i parametri elettrici con un normale personal computer che memorizza i programmi di lavoro su carte di credito che vengono inserite nella apparecchiatura, come si fa normalmente con un dischetto da computer. Da ciò derivano innumerevoli vantaggi, compreso quello della personalizzazione dei programmi in base alle singole esigenze dell'atleta, come si è visto anche ai recenti mondiali di calcio.

Solo oggi gli addetti ai lavori cominciano a comprendere che in questo settore è successo qualcosa di veramente rivoluzionario. Si comincia infatti a comprendere che un generatore di corrente costante non ha niente a che vedere con un generatore di tensione. Nessuno si sognerebbe di confondere un motorino elettrico di un trapanino con un motore a turbina di un aereo. Purtroppo, però, molti addetti non sanno ancora distinguere la differenza fondamentale che c'è tra le due generazioni di elettrostimolatori.

Partendo da questa considerazione si potrebbe entrare nel merito di tutte le varie casistiche che si sono succedute negli anni, spiegandone sia i motivi dei successi parziali, che quelli dei vari fallimenti. Compresi i discreti successi ottenuti in passato dalle correnti di KOTZ. Esse infatti sono state le bisnonne delle correnti attualmente ottenute da un generatore di corrente costante, e sono state quelle che più si sono avvicinate alla 'corrente ideale di stimolazione", nonostante fossero prodotte da nonnali generatori di tensione. Niente a che vedere comunque con quanto è ottenibile oggi.

Abbiamo spiegato nelle righe precedenti, quanto sia importante il tipo di generatore che si utilizza in una stimolazione elettrica delle cellule eccitabili: quelle muscolari e quelle nervose. Solo un generatore che garantisce la Quantità di corrente costante nel tempo, indipendentemente dalle variazioni della Resistenza che i tessuti oppongono al passaggio della corrente stessa, può garantire il risultato ottimale. Fatto salvo questo punto irrinunciabile, possiamo ora occuparci dell'utilizzo di un elettrostimolatore.

La posizione degli elettrodi è l'elemento fondamentale per la buona riuscita di una elettrostimolazione o per spiegare un risultato parziale o nullo. Tra i due elettrodi si instaura infatti un campo elettrico con una forma che si avvicina ad una mezzaluna. L'obiettivo sarà quello di fargli attraversare la zona della placca motrice, cioè il punto dove i vari motoneuroni si innestano nel muscolo stesso. Ciò perché il nervo neuromotorio è ricoperto di mielina - sostanza isolante, anche se non in assoluto - e si preferisce quindi lavorare nell'unica zona che non ne è ricoperta, la placca motrice.

Spesso, anche in ambienti molto qualificati, mi capita di trovare tecnici che utilizzano posizioni non troppo corrette. A ciò può essere legato un eventuale insuccesso di un ciclo di elettrostimolazione. Normalmente l'elettrodo positivo va posizionato in prossimità della placca motrice. La sua dimensione, quando possibile, deve essere di un terzo della superficie del elettrodo negativo, che andrà invece posizionato sull'estremità opposta del muscolo stesso.

Un'adeguata connessione tra elettrodo e cute è un altro aspetto fondamentale. La superficie di contatto, infatti, non è mai piana, per cui bisogna utilizzare un ottimo gel di conduzione, eventualmente supportato da uno spray. Il comfort durante la stimolazione è legato alla qualità della conducibilità elettrodo/cute. Nelle zone in cui l'elettrodo non appoggia perfettamente sulla pelle, l'aria o il pelo si interpongono creando un isolamento parziale al passaggio di corrente. La corrente si concentrerà quindi sui punti di contatto e non su tutta la superficie in maniera omogenea. Questa è la spiegazione della sensazione di puntura che a volte si avverte in prossimità dell'elettrodo. Sensazione che sparirà non appena l'elettrodo verrà fissato alla pelle in modo adeguato, anche grazie ad una corretta distribuzione sulla superficie di contatto di gel e spray conduttivi. In caso di presenza di pelo abbondante, tali sostanze dovranno essere distribuite soprattutto sotto lo stesso (il pelo è un discreto isolante!).

Un altro problema è rappresentato dagli angoli dell'elettrodo che tendono a rimanere sollevati se vengono bloccati da cinghie elastiche piuttosto che da cerotti che ne racchiudono bene i bordi.

Tutti questi problemi vengono accentuati se si utilizzano elettrodi autoadesivi, che nella parte inferiore hanno un materiale collante conduttore di elettricità.

La conducibilità della colla, infatti, non è ottimale e quindi con programmi di stimolazione che prevedono un elevato passaggio.di corrente nell'unità di tempo (per esempio 70/100 Hz con un impulso di 300/400 millisecondi) non garantisce una resa ottimale. A ciò ne consegue che se si sta utilizzando un vero generatore di corrente costante, l'apparecchiatura dovrà interrompere l'erogazione ed avvertire l'utente con un messaggio che segnali il "difetto di elettrodo". La colla, inoltre, con l'utilizzo prolungato di questi elettrodi, tende ad asciugare progressivamente, accentuando l'inconveniente sopra descritto e aumentando la sgradevolezza della stimolazione.

L'elettrostimolazione eccitomotoria sarà essenzialmente divisibile in tre fasi principali di intervento che utilizzeranno programmi:

In ognuno di questi programmi si dovrà tener presente il comportamento delle diverse Fibre muscolari. Il comportamento delle fibre muscolari, non è omogeneo. Per esempio, in caso di inattività muscolare, la fibra che maggiormente perde capacità è la Fibra 1 (fibra lenta e resistente). E' inoltre importante sapere che, in caso di ripresa del lavoro muscolare, è anche il tipo di fibra che migliora le sue caratteristiche più lentamente. Per cui, in questo caso, i programmi di lavoro dovranno prevedere la maggior quantità di lavoro con frequenze che rispettino il Reclutamento Temporale ottimale delle fibre di questo tipo, cioè dagli 8 ai 45 Hz circa.

E' dunque la frequenza di stimolazione che condiziona principalmente il risultato a favore della forza/velocità e a scapito della resistenza o viceversa.

Su questo argomento si è scritto molto, sostenendo l'importanza dei tempi di contrazione e di recupero, quale fattore determinante per l'ottenimento del risultato. In realtà questo è l'aspetto meno importante e meno condizionante.

L'intensità della stimolazione sarà invece direttamente proporzionale alla Profondità del campo elettrico, e quindi al numero di motoneuroni attraversati. E' chiaro che ad un maggior numero di motoneuroni interessati, corrisponderà la contrazione di più fibre muscolari, e quindi un migliore "allenamento".

In merito a questo aspetto vi sono alcune interpretazioni che non condivido che vorrebbero attribuire all'intensità (che rimarchiamo, corrisponde al numero di unità motorie interessate alla stimolazione) la funzione rappresentata invece dalla frequenza.

Come riportato nell'articolo precedente i due parametri elettrici che considereremo maggiormente saranno:

Il tempo minimo per seduta va da 20 minuti circa a qualche ora al giorno, in rapporto alla situazione soggettiva e all'obiettivo da raggiungere, oltreché al tempo a disposizione. Personalmente, in casi limite - atleti che richiedevano il rientro in tempi brevissimi dopo un intervento chirurgico o un infortunio grave - con appositi programmi abbiamo stimolato anche 3/4 ore al giorno, per alcune settimane di fila. Il tutto senza inconvenienti particolari, ad esclusione, in alcuni casi, di un abbondante accumulo di lattato i primi giorni di trattamento.

Il numero di sedute settimanali varia a seconda defia motivazione del soggetto e della gestione delle altre attività quotidiane. E' comunque consigliabile, nella fase di carico di lavoro, stimolare almeno tre volte alla settimana, per almeno tre/sei settimane. E'chiaro che queste sono indicazioni di massima, che possono essere modificate in rapporto alle differenti esigenze.

L'elettrostimolazione eccitomotoria sarà utilizzabile sia nei casi di infortunio vero e proprio (laddove una temporanea immobilizzazione di un'articolazione porterà ad un deficit muscolare), sia per attuare una vera e propria opera di prevenzione, rafforzando i distretti muscolari preposti alla protezione dell'articolazione soggetta ad infortunio. In proposito, sono particolarmente significative, ma non uniche, le esperienze sul quadricipite femorale (soprattutto sul vasto mediale n.d.a.), muscolo preposto alla protezione del ginocchio e al corretto posizionamento della rotula. Poco sfruttato, ma di vitale importanza nel calcio, è invece il rafforzamento del muscolo peronale, preposto alla stabilità della caviglia, che in seguito a infortunio e al relativo inutilizzo temporaneo, perde fino al 90% delle sue capacità in circa 10 giorni. Tale muscolo richiede comunque programmi di stimolazione diversi, con frequenze idonee per le fibre della Forza (75/85 Hz). Esperienze recenti sembrerebbero dimostrare che, a differenza degli altri mezzi di allenamento della Forza, non si presenti come vincolante la necessità di un periodo di trasformazione. L:elettrostimolazione, comunque, è soprattutto un valido mezzo di allenamento muscolare, non invasivo, che utilizza una via naturale e fisiologica, senza creare problemi quali le patologie da sovraccarico. Gli incrementi di Forza che può fornire per unità di tempo sono nettamente superiori a qualunque altro mezzo allenamento. E'chiaro che ciò non significa che debbano essere abbandonati gli altri lavori, in quanto l'elettrostimolazione non può sostituire il coordinamento muscolare, l'attività propriocettiva, la mobilità articolare...

ARTICOLO di Raffaele Fasoli: collabora da molti anni come consulente di Squadre di calcio di serie A e B. Sono molte le innovazioni, da lui introdotte, nei.programmi di elettrostimolazione per lo sport. I suoi interventi spaziano dallo sci, al calcio al fondo, al ciclismo, sempre con atleti di livello mondiale.