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http://www.dangerousfitness.fituncen...leg-extension/
Ragazzi, dovete sapere che io detesto i luoghi comuni, i pregiudizi, il “si è sempre fatto così!”. Io devo capire le cose al livello che dico io, devo togliermi dei dubbi. E fino a che non l’ho fatto, non sono soddisfatto. Per questo vi massacro le palle con questi articoli di biomeccanica: devo… capire.
In più, mi piace creare questi titolini surreali, stridenti. Mi accorgo che ci sono certe persone che nemmeno leggono quello che scrivo, ma commentano il titolo. Troppo forte. E altri che commentano quelli che commentano i titoli. Ancora più forte. Tavoletta, multipower, schiena dritta… tutte parole che fanno sussultare queste persone. La schiena nello squat è dritta, la tavoletta sotto i piedi fa male, il multipower fa male. E io apposta metto questi titolini. Come, del resto, questo titolino qui.
In questo articolo parleremo delle fantomatiche forze di taglio sul ginocchio. Perciò un disclaimer:
Non voglio avere sulla coscienza la salute del vostro povero apparato genitale: mi ci è voluto tanto a scrivere tutta questa roba, perciò vi posso dire che coloro che vogliono le ricettine “per la massa” possono anche tralasciare. Questa roba va un minimo assimilata e riletta, mi spiace. Se volete, posso inserire qualche donnina a livello subliminale, così leggete rilassati, ma più non posso fare.
Nel mondo della palestra ci sono delle certezze granitiche: sembra incredibile ma il dubbio è assente in sala pesi. Una certezza è che la leg extension faccia male alle ginocchia. Perché farebbe male? Perché aumenta le forze di taglio sulle ginocchia, oppure, semplicemente, “ci sono le forze di taglio”. Ma… che roba sono ‘ste forze di taglio?
Perciò, in questo articolo parleremo:
Non voglio fare una trattazione anatomica del ginocchio, ma vi invito a studiarvi che meravigliosa opera di ingegneria sia. Tibia e femore non costituiscono una articolazione “imbullonata”: non c’è un perno che tiene insieme queste due ossa, ma la testa della tibia, nel movimento di flessione dell’intero osso verso le anche, prima rotola, poi striscia sulla testa del femore. E’ una articolazione mobile, la cui stabilità è data dal sistema di legamenti presente.
Osservate l’omino nella figura sottostante: una classica leg extension
L’imbottitura della leg preme sulle tibie, voi comodamente seduti contraete i quadricipiti e il pacco pesi sale mentre il braccio della macchina ruota.
La freccia rossa è la forza esercitata dalla macchina, che è praticamente perpendicolare alle tibie, la freccia blu è la forza esercitata attraverso il tendine rotuleo dal vostro quadricipite. Rifaccio il disegnino considerando solo la tibia, che è il triangolo celeste.
Mi pare evidente che se le forze in gioco sono quelle del disegno a sinistra, la tibia non può che ruotare (in senso antiorario, ma non è questo il punto): due forze che non sono sulla stessa retta d’azione provocano per forza di cose una rotazione dell’oggetto su cui sono applicate. Abbiamo detto che la tibia non è fissata sul femore con un perno, perciò, la testa della tibia come illustrato nella figura con l’omino, tenderebbe a ruotare in avanti. E’ come se ci fosse una forza che agisce perpendicolarmente all’asse longitudinale della tibia, appunto, “di taglio” (ok, non è un linguaggio da Fisica 1, però non voglio essere pedante oltre misura).
Che cosa impedisce alla nostra tibia di schizzare in avanti? La struttura dei legamenti, essenzialmente del crociato anteriore che “tira indietro” la tibia. Nella figura a destra la forza del crociato anteriore è data dalla freccia verso destra. Il crociato stabilizza la tibia, facendosi carico, nella leg extension, di compensare la forza di taglio.
Ok, le forze di taglio perciò si generano quando le forze muscolari e le forze esterne non si trovano sulla stessa retta, provocando una rotazione del segmento osseo su cui sono applicate. Questa rotazione, se non avviene, deve per forza di cose essere compensata da altre forze. In questo caso, dal legamento crociato anteriore.
A questo punto, però, compreso il senso del problema, vi dovete beccare il disegno complicato e un po’ di formulazze.
Il disegno a sinistra è una rappresentazione più precisa dell’ambito del problema.
Il triangolo celeste è sempre la tibia, l’ovale grande riportato sopra la base del triangolo è la testa femorale, quello piccolo è la rotula, quello lungo orizzontale è il resto del femore.
La freccia rossa è la forza della leg extension. L’angolo theta è di fatto zero, ma le generalizzazioni piacciono ai fisici e ai matematici, perciò supporremo un angono non nullo, per tornare al caso della leg basta porlo uguale a zero. L’angolo avrà una sua importanza per gli esempi successivi. Suppongo, per semplicità di trattazione, che la forza sia applicata dentro la tibia, sull’asse longitudinale. Questo è un assurdo, ma rende i calcoli più fruibili. Considerare la situazione reale porta delle complicazioni matematiche e assolutamente nulla di valore aggiunto ai termini della discussione.
La forza F è esercitata dal quadricipite. L’angolo alfa è di fatto variabile in funzione della rotazione della tibia rispetto al femore, ma qui lo supporremo costante. Il punto CM è il centro di massa della tibia. La forza R è la reazione vincolare della testa del femore sulla tibia. La tibia non trapassa il femore, no? Perché c’è una forza (data proprio dalla presenza del femore) che impedisce questo evento nefasto. E’, appunto, la reazione R.
Applicando le condizioni di equilibrio date dal sistema a destra nella figura precedente, si ottiene questo risultato qua:
Come sempre, non vi fate fregare dalle formule, perché è trigonometria. Quello che conta è il modello. Allo stesso tempo, vi faccio presente come questi conti con 3 frecce producano risultati che hanno un discreto grado di difficoltà, per questo non trovate roba del genere su Flex.
Quello che ci interessa è il valore della forza C, quella che deve esercitare il crociato anteriore: La forza C dipende da P: più elevato è il carico della leg, più il crociato deve tirare indietro la tibia. Il legame è pesato con due coefficienti:
Ma… è così?
Prima di fare del gossip medico, facciamo due conti.
Fate la leg con 50Kg sul pacco pesi. 2 secondi per andare giù, 2 secondi per tornare su, invertite il movimento in un tempo ragionevole, diciamo in 0.1 secondi. Supponiamo che l’imbottitura della leg sia a 50cm dalle vostre ginocchia (per semplicità, ok?)
Questo significa che ruotate l’imbottitura ad una velocità lineare costante di 0.78 m/s, la variazione di velocità nel punto più basso quando il movimento viene invertito è pari a 0.78*2 = 1.56 m/s
Invertite il movimento in 0.1 s, perciò sottoponete la tibia ad una forza istantanea pari a 780Kg equivalenti. Wow! I vostri crociati urleranno ognuno con 390Kg! Vade retro leg extension!!!
Ok, ma facciamo il calcolino con una pallonata. Vi arriva il pallone addosso a 20Km/h, cioè piano, e lo tirate indietro a 40Km/h, un po’ più forte. Una variazione di velocità pari a 60Km/h, cioè 16.6m/s. Il pallone pesa 1Kg e voi lo calciate in 0.01 secondi, cioè in un centesimo di secondo, un tempo ragionevole a meno che non siate dei bradipi. Il crociato della gamba che calcia è sottoposto a una forza istantanea pari a 1660Kg equivalenti. Oibò…
Eppure non è che ogni partita si trasforma in una strage di menischi e crociati… come, del resto, non è che a chiusura serale delle palestre ci sono ingorghi per portare in ospedale i poveri sfortunati che si sono fatti esplodere le ginocchia alla leg extension…
Il punto è che le forze di taglio sulle ginocchia sono una componente inscindibile di ogni movimento in cui applicate forza in un punto della tibia. Non sono né buone, né cattive. Proprio perché esistono, la Natura ci ha fornito di crociati anteriori! Sta a noi gestirle.
Guardate questa situazione, salire le scale, scendere le scale. Cosa fa peggio ai nostri crociati?
Consideriamo il caso a sinistra. Nel salire un gradino di una certa altezza è ben difficile che mettiamo il ginocchio molto in avanti rispetto ai malleoli, e la tibia sarà perpendicolare (o quasi, al terreno). In questo caso il famoso angolo theta è pari a zero, ciò significa che non c’è alcuna forza che il crociato deve compensare. O, meglio, nella realtà questa forza sarà estremamente debole.
Quando invece scendiamo le scale, come a sinistra, il nostro ginocchio tende ad essere in avanti rispetto ai malleoli, perché la tibia è piegata. In questo caso l’angolo theta non è zero, e perciò ci sono forze di taglio da compensare.
Capite? Le forze di taglio fanno parte dei nostri movimenti quotidiani!
Ma perché, allora, si dice che la leg extension faccia male alle ginocchia?
Tutto nasce in campo medico. Dovete sempre distinguere fra tessuto sano e tessuto malato. Le ricerche sul crociato anteriore sono tutte centrate su… crociati malati, lesionati, ricostruiti. Ci sono stati anni in cui la terapia riabilitativa dopo la ricostruzione dei crociati (o preventiva per chi li aveva rotti e non se li voleva far ricostruire) era la leg extension. Un attrezzo per potenziare la muscolatura in maniera semplice e apparentemente sicura. Del resto, si sta a sedere e si muove il piede. Semplice, facile, alla portata anche della nonna con il ginocchio nuovo.
Ma questa macchinetta sottopone il crociato ad uno stress! Un crociato di fatto malato. Quello che dovrebbe renderlo più forte di fatto lo danneggia. Un tessuto malato è del tutto diverso da un tessuto sano. Ammettete che a parità di tutto un esercizio produca 10 volte le forze di taglio di un altro. Oddio! 10 volte! Ma magari il vostro crociato, sano, regge forze di taglio di 100 volte superiori! Perciò, è irrilevante. Magari nella vostra normale vita, quando giocate al pallone, quando sciate sottoponete i vostri crociati a forze ben superiori. Per questo, di fatto, non c’è gente che si massacra con la leg extension rispetto alla pretesa pericolosità di questo funesto esercizio… e per questo c’è gente che si massacra le ginocchia giocando al pallone, sedentari con i crociati finiti. Perché i microtraumi da sforzi impulsivi si sommano fino a lesionare il tessuto.
Viceversa, crociati non sani, lesionati, ricostruiti etc, magari in convalescenza, hanno una resistenza che è ben inferiore a quella dei tessuti sani. E fargli fare la leg extension è dannosissimo. Da cui la frase “la leg extension fa male”: è un risultato medico su casi clinici che viene mutuato, con un passaggio logico errato, a casi sani.
I fautori della leg extension male assoluto magari sono anche quelli che dicono che 2gr di proteine per ogniKg di peso corporeo non fanno male, eppure ci sono studi medici che dicono che fanno male. Cazzate, dicono: perché fanno male a soggetti malati di reni. Infatti, è vero. Come per la leg extension…
Chiaramente non sto a dire che dovete fare leg extension abbestia. La leg a chi si allena per benino fa male! Perché chi si allena con costanza, tenacia e impegno riesce a fare con la leg dei carichi elevati e, di fatto, le forze di taglio sono notevoli. Ma… chi si allena per bene di certo sa che la leg non serve ad una mazza, no? E perciò non si farà mai male! Viceversa, chi la fa, sta (beep) di leg extension? Gente che si allena male, a bassa intensità, che chiacchiera, che pensa che lo squat non serva etc etc etc. Questi sono i tipi che MAI si faranno male, a meno che non facciano qualche fesseria.
Perciò meditate su questo: le forze di taglio non solo fanno parte dei nostri movimenti quotidiani, ma movimenti apparentemente innocui pongono uno stress fortissimo sulle nostre ginocchia. Perché quello che conta molte volte è la velocità di esecuzione.
Ad esempio, esercizi pliometrici “a carico naturale” possono essere terrificanti per le vostre ginocchia se cadete e rimbalzate con salto da 1 metro di altezza. Niente può essere più pericoloso del “carico naturale”.
Per questo le persone sedentarie si fanno malissimo in situazioni apparentemente tranquille, perché si genera un accumulo di stress, microlesioni che poi di botto portano alla rottura dei legamenti. “Ma io in fondo che ho fatto? Ho dato un calcio al pallone… ho sciato un po’… ho fatto due salti come da giovane…”. Viceversa, gli stessi magari hanno eccessi di prudenza da paralitici in palestra.
C’è un’altra diceria, quando si parla di riabilitazione: non dovete fare la leg extension ma lo squat. Il mitico squat è la panacea di tutti i problemi di riabilitazione. Dimostriamo che è una fesseria con due ragionamenti, uno di buon senso, l’altro facendo due disegni.
Secondo voi uno che si è ricostruito un crociato ha forza da fare uno squat anche a carico naturale? Voi fareste mai fare un’accosciata a chi si è fracassato un crociato? Io no. Perché lo squat è un movimento complicato, e non è che chi si rompe i crociati è un culturista da 150Kg, ma, magari, è il classico signore sedentario che lo squat non lo faceva nemmeno prima. Se questo fa squat, si distrugge, fosse anche lo squat l’esercizio migliore della terra.
In seconda battuta, guardate questi disegnini:
Lo squat è un movimento complesso perché è instabile: un carico elevato sulle spalle, cioè in alto, con la condizione di dover mantenere la proiezione al suolo del centro di massa complessivo all’interno dell’area sottesa dai vostri piedi. In altre parole, se andate troppo avanti o troppo indietro, cappottate. Niente, cioè, blocca il bilanciere in orizzontale, perciò di fatto la vostra tibia è sottoposta alla reazione del terreno, pari al peso totale del bilanciere e di voi stessi. La reazione del terreno impedisce che voi sprofondiate, perciò è una forza che “preme” dai vostri piedi verso l’alto.
La situazione è identica allo scalino in discesa: più le punte sono in avanti rispetto ai talloni, più l’angolo theta diminuisce. In altre parole, più le punte sono in avanti e più la forza sulla tibia (attraverso il piede) è perpendicolare alla tibia stessa, tendendo ad assumere la configurazione “leg extension”.
Perciò, anche nello squat ci sono forze di taglio, e notevoli. E più le punte sono in avanti, più queste forze sono grandi.
Ma c’è una profonda differenza fra il caso della leg extension e questo: nello squat accade un fenomeno che si chiama co-contrazione dei femorali. Fare squat con un peso sulle spalle implica che i femorali (bicipite femorale, semitendinoso, semimembranoso etc etc) devono contrarsi per ruotare le anche ed impedire che il peso crolli in avanti. Ma questi muscoli hanno una attaccatura sulle anche da un lato, e proprio sulla tibia dall’altro. Contraendosi per far ruotare le anche, tirano di fatto la tibia alla stessa stregua del crociato anteriore. La co-contrazione nello squat scarica il crociato anteriore, stressandolo di meno rispetto alla leg extension.
Per questo lo squat è considerato più sicuro nella riabilitazione: perché le forze di taglio sul ginocchio sono compensate oltre che con il crociato, con altri muscoli.
In generale, pertanto, qualsiasi esercizio che preveda l’utilizzo della catena cinetica posteriore è potenzialmente meno dannoso per le vostre ginocchia. Ciò non significa che usare lo squat in riabilitazione sia salutare. Dipende chi va a fare squat.
Ancora, ci sono persone fissate con il fare squat con la schiena “dritta”, perché così fa meno male alla schiena. Giusto, vero. Ma per tenere la schiena dritta dovete per forza di cosa mandare in avanti le ginocchia, altrimenti cascherete indietro. E se le mandate avanti, queste soffriranno di più che a non farlo. C’è, cioè, un equilibrio fra schiena dritta e punte non in avanti. Estremizzare certi aspetti di sicurezza solo per una parte corporea è un errore, perché dimostra di non aver compreso che il corpo agisce eseguendo dei “gesti”, in un tutto unico. Avere la schiena in posizione “sicura” ponendo stress sulle ginocchia non è una cosina furba.
Ma parlerò dello squat come movimento unico in un altro articolo.
In generale, movimenti che coinvolgono i quadricipiti e contemporaneamente i femorali sono meno stressanti per le ginocchia, questo è certo.
Brevemente, un esercizio che stressa il crociato posteriore è, specularmente, il leg curl. La differenza sta nel carico: i femorali quando fanno flettere la tibia sul femore sono molto meno forti dei quadricipiti in estensione, perciò il carico del leg curl è tale per cui il ginocchio non viene interessato da forze rilevanti.
Analizziamo ora il famigerato multipower. E’ un esercizio potenzialmente pericoloso per due motivi.
Il primo (e quello più facilmente risolvibile) è che permette movimenti fisicamente impossibili senza.
Considerate la figura a sinistra. Con il multipower è possibile mandare le anche molto più indietro dei talloni. In pratica, è come se vi appoggiaste ad un muro. La struttura vi sostiene con una forza rappresentata dalla freccia orizzontale centrata nel centro del bilanciere. Se non ci fosse il multipower, cadreste indietro.
Ovviamente, questa forza deve essere compensata da un’altra forza, e questa è proprio sotto i vostri piedi, perché è la forza di attrito data dalla ruvidità della superficie su cui siete poggiati. Impossibile eseguire il multipower in questo modo su una superficie di ghiaccio, non potreste puntare i piedi.
La forza di attrito si somma alla reazione del suolo, generando una forza (disegno al centro, in rosso) che è superiore a quella che si avrebbe in uno squat libero. Più mandate i piedi in avanti, più la forza di attrito è elevata perché più vi appoggerete al multipower. Perciò più i piedi sono in avanti più la forza sulle vostre tibie è elevata.
Le forze di taglio se eseguite lo squat al multipower in questo modo sono molto più alte rispetto allo squat, e sono tutte sui vostri crociati perché la co-contrazione è molto più ridotta: non sono i vostri femorali a tenere il bilanciere, ma il multipower stesso.
Questo è il peggior modo di fare squat, e chi lo fa esemplifica la diceria mai morta che “è bene tenere la schiena dritta”. Ok, schiena dritta, ginocchia doloranti.
C’è un altro modo di eseguire lo squat con la schiena dritta al multipower, mettendo i piedi molto sotto, praticamente sulla verticale delle anche. Questa è un’altra posizione impossibile da tenere normalmente, magari con i talloni sollevati. Se foste liberi sareste così instabili da volare in terra al primo respiro. Ma il multi vi permette di far ciò. In questo caso la tibia quando siete nel punto più basso è molto inclinata, con incremento delle forze di taglio sulle ginocchia.
Perciò, il multipower è una macchina che dà vantaggi solo al proprietario della palestra, perché è bella e chi la esegue non può farsi male perché gli casca addosso il bilanciere.
Se eseguite lo squat come se fosse libero, il multipower è comunque pericoloso, alla lunga, per un effetto che si chiam pattern overloading ma dato che non c’entra nulla con le forze di taglio, non ne parlo. Questo è il secondo motivo per cui il multipower è dannoso.
Ci tengo solo a dire che anche in questo caso non è che ci sono stragi di ginocchia nelle palestre dove c’è il multipower, perché di solito chi lo usa non raggiunge l’intensità o i carichi tali da devastarsi. Si fa male in maniera cronica chi è costante, perseverante, duro massiccio e incazzato. Ma se voi siete così non userete il multipower…
Adesso attenti! Generalizziamo questo concetto: qualsiasi esercizio per cui è necessario far affidamento alle forze di attrito per non volare via dalla pedana porta stress sulle ginocchia.
L’hip belt squat può, se fatto senza criterio, essere un bel boomerang. C’è chi lo esegue tenendo le mani ad un supporto e di fatto “tirando”. Questo per tenere la schiena ancora più dritta, per non allargare le gambe, per tutta una serie di motivi. Ma immaginatevi con il femore parallelo al terreno e voi che vi tenete a qualcosa: è la stessa, identica posizione pericolosa del multipower! Attenti perciò nella classificazione degli esercizi: il multipower è “dannoso”, perciò è merda. L’hip belt squat è “sicuro” perciò “vai alla grande”. In realtà, vi potete lo stesso fare male.
L’hack squat guidato è un esercizio con forte stress sulle ginocchia per lo stesso motivo. L’hack squat con bilanciere dietro la schiena invece no. Il sissy squat è deleterio anche se non c’è attrito: il concetto è lo stesso: potete andare indietro con le chiappe senza cascare. Devastante.
La pressa può essere analogamente pericolosa. C’è chi la esegue con i piedi troppo in alto sulla pedana, di fatto utilizzando le forze di attrito per non far schizzare via i piedi. In questo caso torniamo all’”effetto multipower”.
Analogamente, se nella pressa mettete i piedi molto indietro, tornate all’”effetto multipower n°2 la vendetta”.
Se eseguita correttamente, invece, la pressa è lo strumento di riabilitazione delle patologie del ginocchio migliore che esista
In questa figura si esegue il movimento in modo da avere la tibia quanto più perpendicolare alla pedana mobile (ok, è impossibile che lo sia in tutto l’arco di movimento, ma almeno… provateci). Così facendo le forze di taglio sulle ginocchia sono teoricamente zero o realisticamente inferiori a tutti i casi precedentemente esposti.
La pressa è poi regolabile nel carico e anche i più impediti potranno eseguirla. In più, se eseguita correttamente dando enfasi alla rotazione delle anche, beneficierete della co-contrazione, perciò le forze di taglio residuali verranno compensate dai vostri femorali, rendendo questo strumento veramente una manna riabilitativa.
In conclusione, spero che con questo articolo vi abbia convinto che conoscere le cose è meglio che non conoscere ed eseguire: avere coscienza di quello che si fa, di quello che accade quando eseguite un movimento vi permette di non cadere trappola di falsi miti, dicerie, luoghi comuni. Perché non è assolutamente detto che se una cosa è “dannosa”, in fondo lo sia, o, peggio, che una cosa “sicura” vi metta al riparo da ogni problema. Quando vi accorgete che non è così può essere troppo tardi.
http://www.dangerousfitness.fituncen...leg-extension/
Ragazzi, dovete sapere che io detesto i luoghi comuni, i pregiudizi, il “si è sempre fatto così!”. Io devo capire le cose al livello che dico io, devo togliermi dei dubbi. E fino a che non l’ho fatto, non sono soddisfatto. Per questo vi massacro le palle con questi articoli di biomeccanica: devo… capire.
In più, mi piace creare questi titolini surreali, stridenti. Mi accorgo che ci sono certe persone che nemmeno leggono quello che scrivo, ma commentano il titolo. Troppo forte. E altri che commentano quelli che commentano i titoli. Ancora più forte. Tavoletta, multipower, schiena dritta… tutte parole che fanno sussultare queste persone. La schiena nello squat è dritta, la tavoletta sotto i piedi fa male, il multipower fa male. E io apposta metto questi titolini. Come, del resto, questo titolino qui.
In questo articolo parleremo delle fantomatiche forze di taglio sul ginocchio. Perciò un disclaimer:
Attenzione! Articolo AO: Altamente Orchitico!
Non voglio avere sulla coscienza la salute del vostro povero apparato genitale: mi ci è voluto tanto a scrivere tutta questa roba, perciò vi posso dire che coloro che vogliono le ricettine “per la massa” possono anche tralasciare. Questa roba va un minimo assimilata e riletta, mi spiace. Se volete, posso inserire qualche donnina a livello subliminale, così leggete rilassati, ma più non posso fare.
Nel mondo della palestra ci sono delle certezze granitiche: sembra incredibile ma il dubbio è assente in sala pesi. Una certezza è che la leg extension faccia male alle ginocchia. Perché farebbe male? Perché aumenta le forze di taglio sulle ginocchia, oppure, semplicemente, “ci sono le forze di taglio”. Ma… che roba sono ‘ste forze di taglio?
Perciò, in questo articolo parleremo:
- Cosa C(beep)O sono le forze di taglio sulle ginocchia
- Come le informazioni fluiscono dalla letteratura medica in palestra
- Quali esercizi sono “pericolosi oppure no”: leg extension, multipower, hip belt squat, squat, pressa…
Non voglio fare una trattazione anatomica del ginocchio, ma vi invito a studiarvi che meravigliosa opera di ingegneria sia. Tibia e femore non costituiscono una articolazione “imbullonata”: non c’è un perno che tiene insieme queste due ossa, ma la testa della tibia, nel movimento di flessione dell’intero osso verso le anche, prima rotola, poi striscia sulla testa del femore. E’ una articolazione mobile, la cui stabilità è data dal sistema di legamenti presente.
Osservate l’omino nella figura sottostante: una classica leg extension
La freccia rossa è la forza esercitata dalla macchina, che è praticamente perpendicolare alle tibie, la freccia blu è la forza esercitata attraverso il tendine rotuleo dal vostro quadricipite. Rifaccio il disegnino considerando solo la tibia, che è il triangolo celeste.
Mi pare evidente che se le forze in gioco sono quelle del disegno a sinistra, la tibia non può che ruotare (in senso antiorario, ma non è questo il punto): due forze che non sono sulla stessa retta d’azione provocano per forza di cose una rotazione dell’oggetto su cui sono applicate. Abbiamo detto che la tibia non è fissata sul femore con un perno, perciò, la testa della tibia come illustrato nella figura con l’omino, tenderebbe a ruotare in avanti. E’ come se ci fosse una forza che agisce perpendicolarmente all’asse longitudinale della tibia, appunto, “di taglio” (ok, non è un linguaggio da Fisica 1, però non voglio essere pedante oltre misura).
Che cosa impedisce alla nostra tibia di schizzare in avanti? La struttura dei legamenti, essenzialmente del crociato anteriore che “tira indietro” la tibia. Nella figura a destra la forza del crociato anteriore è data dalla freccia verso destra. Il crociato stabilizza la tibia, facendosi carico, nella leg extension, di compensare la forza di taglio.
Ok, le forze di taglio perciò si generano quando le forze muscolari e le forze esterne non si trovano sulla stessa retta, provocando una rotazione del segmento osseo su cui sono applicate. Questa rotazione, se non avviene, deve per forza di cose essere compensata da altre forze. In questo caso, dal legamento crociato anteriore.
A questo punto, però, compreso il senso del problema, vi dovete beccare il disegno complicato e un po’ di formulazze.
Il disegno a sinistra è una rappresentazione più precisa dell’ambito del problema.
Il triangolo celeste è sempre la tibia, l’ovale grande riportato sopra la base del triangolo è la testa femorale, quello piccolo è la rotula, quello lungo orizzontale è il resto del femore.
La freccia rossa è la forza della leg extension. L’angolo theta è di fatto zero, ma le generalizzazioni piacciono ai fisici e ai matematici, perciò supporremo un angono non nullo, per tornare al caso della leg basta porlo uguale a zero. L’angolo avrà una sua importanza per gli esempi successivi. Suppongo, per semplicità di trattazione, che la forza sia applicata dentro la tibia, sull’asse longitudinale. Questo è un assurdo, ma rende i calcoli più fruibili. Considerare la situazione reale porta delle complicazioni matematiche e assolutamente nulla di valore aggiunto ai termini della discussione.
La forza F è esercitata dal quadricipite. L’angolo alfa è di fatto variabile in funzione della rotazione della tibia rispetto al femore, ma qui lo supporremo costante. Il punto CM è il centro di massa della tibia. La forza R è la reazione vincolare della testa del femore sulla tibia. La tibia non trapassa il femore, no? Perché c’è una forza (data proprio dalla presenza del femore) che impedisce questo evento nefasto. E’, appunto, la reazione R.
Applicando le condizioni di equilibrio date dal sistema a destra nella figura precedente, si ottiene questo risultato qua:
Come sempre, non vi fate fregare dalle formule, perché è trigonometria. Quello che conta è il modello. Allo stesso tempo, vi faccio presente come questi conti con 3 frecce producano risultati che hanno un discreto grado di difficoltà, per questo non trovate roba del genere su Flex.
Quello che ci interessa è il valore della forza C, quella che deve esercitare il crociato anteriore: La forza C dipende da P: più elevato è il carico della leg, più il crociato deve tirare indietro la tibia. Il legame è pesato con due coefficienti:
- quello in parentesi ci dice che C dipende dall’angolo del tendine rotuleo (tramite alfa) e dal rapporto fra L (cioè la distanza fra tendine rotuleo e forza della leg) e d cioè la distanza orizzontale fra il tendine rotuleo e l’asse longitudinale della tibia. Chiaramente questo rapporto è sempre molto maggiore di 1, poiché la tibia è lunga e stretta, detto in soldoni. La cosa interessante è che l’angolo alfa è piccolo, perciò il primo termine è prossimo a 1 e certe volte può essere più piccolo. La forza C è perciò dell’ordine di P: tanto carico sulla leg, tanto sul crociato. Addirittura, può diventare negativa se la forza P è applicata troppo in alto. Infatti, se fate la leg con l’imbottitura altissima, questa tende a farvi andare la tibia indietro. In questo caso la tibia è tenuta al suo posto dal crociato posteriore!
- Il coseno dell’angolo di applicazione della forza P rispetto alla perpendicolare alla tibia (all’asse longitudinale della tibia, ma a scriverlo mi si intrecciano le dita…). Questo è estremamente interessante: la forza sul crociato è massima quando la forza applicata alla tibia è perpendicolare a questa. Il caso della leg extension è emblematico. A parità di tutto, la leg extension è la macchina che pone la maggior tensione sul crociato anteriore!
Ma… è così?
Prima di fare del gossip medico, facciamo due conti.
Fate la leg con 50Kg sul pacco pesi. 2 secondi per andare giù, 2 secondi per tornare su, invertite il movimento in un tempo ragionevole, diciamo in 0.1 secondi. Supponiamo che l’imbottitura della leg sia a 50cm dalle vostre ginocchia (per semplicità, ok?)
Questo significa che ruotate l’imbottitura ad una velocità lineare costante di 0.78 m/s, la variazione di velocità nel punto più basso quando il movimento viene invertito è pari a 0.78*2 = 1.56 m/s
Invertite il movimento in 0.1 s, perciò sottoponete la tibia ad una forza istantanea pari a 780Kg equivalenti. Wow! I vostri crociati urleranno ognuno con 390Kg! Vade retro leg extension!!!
Ok, ma facciamo il calcolino con una pallonata. Vi arriva il pallone addosso a 20Km/h, cioè piano, e lo tirate indietro a 40Km/h, un po’ più forte. Una variazione di velocità pari a 60Km/h, cioè 16.6m/s. Il pallone pesa 1Kg e voi lo calciate in 0.01 secondi, cioè in un centesimo di secondo, un tempo ragionevole a meno che non siate dei bradipi. Il crociato della gamba che calcia è sottoposto a una forza istantanea pari a 1660Kg equivalenti. Oibò…
Eppure non è che ogni partita si trasforma in una strage di menischi e crociati… come, del resto, non è che a chiusura serale delle palestre ci sono ingorghi per portare in ospedale i poveri sfortunati che si sono fatti esplodere le ginocchia alla leg extension…
Il punto è che le forze di taglio sulle ginocchia sono una componente inscindibile di ogni movimento in cui applicate forza in un punto della tibia. Non sono né buone, né cattive. Proprio perché esistono, la Natura ci ha fornito di crociati anteriori! Sta a noi gestirle.
Guardate questa situazione, salire le scale, scendere le scale. Cosa fa peggio ai nostri crociati?
Consideriamo il caso a sinistra. Nel salire un gradino di una certa altezza è ben difficile che mettiamo il ginocchio molto in avanti rispetto ai malleoli, e la tibia sarà perpendicolare (o quasi, al terreno). In questo caso il famoso angolo theta è pari a zero, ciò significa che non c’è alcuna forza che il crociato deve compensare. O, meglio, nella realtà questa forza sarà estremamente debole.
Quando invece scendiamo le scale, come a sinistra, il nostro ginocchio tende ad essere in avanti rispetto ai malleoli, perché la tibia è piegata. In questo caso l’angolo theta non è zero, e perciò ci sono forze di taglio da compensare.
Capite? Le forze di taglio fanno parte dei nostri movimenti quotidiani!
Ma perché, allora, si dice che la leg extension faccia male alle ginocchia?
Tutto nasce in campo medico. Dovete sempre distinguere fra tessuto sano e tessuto malato. Le ricerche sul crociato anteriore sono tutte centrate su… crociati malati, lesionati, ricostruiti. Ci sono stati anni in cui la terapia riabilitativa dopo la ricostruzione dei crociati (o preventiva per chi li aveva rotti e non se li voleva far ricostruire) era la leg extension. Un attrezzo per potenziare la muscolatura in maniera semplice e apparentemente sicura. Del resto, si sta a sedere e si muove il piede. Semplice, facile, alla portata anche della nonna con il ginocchio nuovo.
Ma questa macchinetta sottopone il crociato ad uno stress! Un crociato di fatto malato. Quello che dovrebbe renderlo più forte di fatto lo danneggia. Un tessuto malato è del tutto diverso da un tessuto sano. Ammettete che a parità di tutto un esercizio produca 10 volte le forze di taglio di un altro. Oddio! 10 volte! Ma magari il vostro crociato, sano, regge forze di taglio di 100 volte superiori! Perciò, è irrilevante. Magari nella vostra normale vita, quando giocate al pallone, quando sciate sottoponete i vostri crociati a forze ben superiori. Per questo, di fatto, non c’è gente che si massacra con la leg extension rispetto alla pretesa pericolosità di questo funesto esercizio… e per questo c’è gente che si massacra le ginocchia giocando al pallone, sedentari con i crociati finiti. Perché i microtraumi da sforzi impulsivi si sommano fino a lesionare il tessuto.
Viceversa, crociati non sani, lesionati, ricostruiti etc, magari in convalescenza, hanno una resistenza che è ben inferiore a quella dei tessuti sani. E fargli fare la leg extension è dannosissimo. Da cui la frase “la leg extension fa male”: è un risultato medico su casi clinici che viene mutuato, con un passaggio logico errato, a casi sani.
I fautori della leg extension male assoluto magari sono anche quelli che dicono che 2gr di proteine per ogniKg di peso corporeo non fanno male, eppure ci sono studi medici che dicono che fanno male. Cazzate, dicono: perché fanno male a soggetti malati di reni. Infatti, è vero. Come per la leg extension…
Chiaramente non sto a dire che dovete fare leg extension abbestia. La leg a chi si allena per benino fa male! Perché chi si allena con costanza, tenacia e impegno riesce a fare con la leg dei carichi elevati e, di fatto, le forze di taglio sono notevoli. Ma… chi si allena per bene di certo sa che la leg non serve ad una mazza, no? E perciò non si farà mai male! Viceversa, chi la fa, sta (beep) di leg extension? Gente che si allena male, a bassa intensità, che chiacchiera, che pensa che lo squat non serva etc etc etc. Questi sono i tipi che MAI si faranno male, a meno che non facciano qualche fesseria.
Perciò meditate su questo: le forze di taglio non solo fanno parte dei nostri movimenti quotidiani, ma movimenti apparentemente innocui pongono uno stress fortissimo sulle nostre ginocchia. Perché quello che conta molte volte è la velocità di esecuzione.
Ad esempio, esercizi pliometrici “a carico naturale” possono essere terrificanti per le vostre ginocchia se cadete e rimbalzate con salto da 1 metro di altezza. Niente può essere più pericoloso del “carico naturale”.
Per questo le persone sedentarie si fanno malissimo in situazioni apparentemente tranquille, perché si genera un accumulo di stress, microlesioni che poi di botto portano alla rottura dei legamenti. “Ma io in fondo che ho fatto? Ho dato un calcio al pallone… ho sciato un po’… ho fatto due salti come da giovane…”. Viceversa, gli stessi magari hanno eccessi di prudenza da paralitici in palestra.
C’è un’altra diceria, quando si parla di riabilitazione: non dovete fare la leg extension ma lo squat. Il mitico squat è la panacea di tutti i problemi di riabilitazione. Dimostriamo che è una fesseria con due ragionamenti, uno di buon senso, l’altro facendo due disegni.
Secondo voi uno che si è ricostruito un crociato ha forza da fare uno squat anche a carico naturale? Voi fareste mai fare un’accosciata a chi si è fracassato un crociato? Io no. Perché lo squat è un movimento complicato, e non è che chi si rompe i crociati è un culturista da 150Kg, ma, magari, è il classico signore sedentario che lo squat non lo faceva nemmeno prima. Se questo fa squat, si distrugge, fosse anche lo squat l’esercizio migliore della terra.
In seconda battuta, guardate questi disegnini:
La situazione è identica allo scalino in discesa: più le punte sono in avanti rispetto ai talloni, più l’angolo theta diminuisce. In altre parole, più le punte sono in avanti e più la forza sulla tibia (attraverso il piede) è perpendicolare alla tibia stessa, tendendo ad assumere la configurazione “leg extension”.
Perciò, anche nello squat ci sono forze di taglio, e notevoli. E più le punte sono in avanti, più queste forze sono grandi.
Ma c’è una profonda differenza fra il caso della leg extension e questo: nello squat accade un fenomeno che si chiama co-contrazione dei femorali. Fare squat con un peso sulle spalle implica che i femorali (bicipite femorale, semitendinoso, semimembranoso etc etc) devono contrarsi per ruotare le anche ed impedire che il peso crolli in avanti. Ma questi muscoli hanno una attaccatura sulle anche da un lato, e proprio sulla tibia dall’altro. Contraendosi per far ruotare le anche, tirano di fatto la tibia alla stessa stregua del crociato anteriore. La co-contrazione nello squat scarica il crociato anteriore, stressandolo di meno rispetto alla leg extension.
Per questo lo squat è considerato più sicuro nella riabilitazione: perché le forze di taglio sul ginocchio sono compensate oltre che con il crociato, con altri muscoli.
In generale, pertanto, qualsiasi esercizio che preveda l’utilizzo della catena cinetica posteriore è potenzialmente meno dannoso per le vostre ginocchia. Ciò non significa che usare lo squat in riabilitazione sia salutare. Dipende chi va a fare squat.
Ancora, ci sono persone fissate con il fare squat con la schiena “dritta”, perché così fa meno male alla schiena. Giusto, vero. Ma per tenere la schiena dritta dovete per forza di cosa mandare in avanti le ginocchia, altrimenti cascherete indietro. E se le mandate avanti, queste soffriranno di più che a non farlo. C’è, cioè, un equilibrio fra schiena dritta e punte non in avanti. Estremizzare certi aspetti di sicurezza solo per una parte corporea è un errore, perché dimostra di non aver compreso che il corpo agisce eseguendo dei “gesti”, in un tutto unico. Avere la schiena in posizione “sicura” ponendo stress sulle ginocchia non è una cosina furba.
Ma parlerò dello squat come movimento unico in un altro articolo.
In generale, movimenti che coinvolgono i quadricipiti e contemporaneamente i femorali sono meno stressanti per le ginocchia, questo è certo.
Brevemente, un esercizio che stressa il crociato posteriore è, specularmente, il leg curl. La differenza sta nel carico: i femorali quando fanno flettere la tibia sul femore sono molto meno forti dei quadricipiti in estensione, perciò il carico del leg curl è tale per cui il ginocchio non viene interessato da forze rilevanti.
Analizziamo ora il famigerato multipower. E’ un esercizio potenzialmente pericoloso per due motivi.
Considerate la figura a sinistra. Con il multipower è possibile mandare le anche molto più indietro dei talloni. In pratica, è come se vi appoggiaste ad un muro. La struttura vi sostiene con una forza rappresentata dalla freccia orizzontale centrata nel centro del bilanciere. Se non ci fosse il multipower, cadreste indietro.
Ovviamente, questa forza deve essere compensata da un’altra forza, e questa è proprio sotto i vostri piedi, perché è la forza di attrito data dalla ruvidità della superficie su cui siete poggiati. Impossibile eseguire il multipower in questo modo su una superficie di ghiaccio, non potreste puntare i piedi.
La forza di attrito si somma alla reazione del suolo, generando una forza (disegno al centro, in rosso) che è superiore a quella che si avrebbe in uno squat libero. Più mandate i piedi in avanti, più la forza di attrito è elevata perché più vi appoggerete al multipower. Perciò più i piedi sono in avanti più la forza sulle vostre tibie è elevata.
Le forze di taglio se eseguite lo squat al multipower in questo modo sono molto più alte rispetto allo squat, e sono tutte sui vostri crociati perché la co-contrazione è molto più ridotta: non sono i vostri femorali a tenere il bilanciere, ma il multipower stesso.
Questo è il peggior modo di fare squat, e chi lo fa esemplifica la diceria mai morta che “è bene tenere la schiena dritta”. Ok, schiena dritta, ginocchia doloranti.
C’è un altro modo di eseguire lo squat con la schiena dritta al multipower, mettendo i piedi molto sotto, praticamente sulla verticale delle anche. Questa è un’altra posizione impossibile da tenere normalmente, magari con i talloni sollevati. Se foste liberi sareste così instabili da volare in terra al primo respiro. Ma il multi vi permette di far ciò. In questo caso la tibia quando siete nel punto più basso è molto inclinata, con incremento delle forze di taglio sulle ginocchia.
Perciò, il multipower è una macchina che dà vantaggi solo al proprietario della palestra, perché è bella e chi la esegue non può farsi male perché gli casca addosso il bilanciere.
Se eseguite lo squat come se fosse libero, il multipower è comunque pericoloso, alla lunga, per un effetto che si chiam pattern overloading ma dato che non c’entra nulla con le forze di taglio, non ne parlo. Questo è il secondo motivo per cui il multipower è dannoso.
Ci tengo solo a dire che anche in questo caso non è che ci sono stragi di ginocchia nelle palestre dove c’è il multipower, perché di solito chi lo usa non raggiunge l’intensità o i carichi tali da devastarsi. Si fa male in maniera cronica chi è costante, perseverante, duro massiccio e incazzato. Ma se voi siete così non userete il multipower…
Adesso attenti! Generalizziamo questo concetto: qualsiasi esercizio per cui è necessario far affidamento alle forze di attrito per non volare via dalla pedana porta stress sulle ginocchia.
L’hip belt squat può, se fatto senza criterio, essere un bel boomerang. C’è chi lo esegue tenendo le mani ad un supporto e di fatto “tirando”. Questo per tenere la schiena ancora più dritta, per non allargare le gambe, per tutta una serie di motivi. Ma immaginatevi con il femore parallelo al terreno e voi che vi tenete a qualcosa: è la stessa, identica posizione pericolosa del multipower! Attenti perciò nella classificazione degli esercizi: il multipower è “dannoso”, perciò è merda. L’hip belt squat è “sicuro” perciò “vai alla grande”. In realtà, vi potete lo stesso fare male.
L’hack squat guidato è un esercizio con forte stress sulle ginocchia per lo stesso motivo. L’hack squat con bilanciere dietro la schiena invece no. Il sissy squat è deleterio anche se non c’è attrito: il concetto è lo stesso: potete andare indietro con le chiappe senza cascare. Devastante.
La pressa può essere analogamente pericolosa. C’è chi la esegue con i piedi troppo in alto sulla pedana, di fatto utilizzando le forze di attrito per non far schizzare via i piedi. In questo caso torniamo all’”effetto multipower”.
Analogamente, se nella pressa mettete i piedi molto indietro, tornate all’”effetto multipower n°2 la vendetta”.
Se eseguita correttamente, invece, la pressa è lo strumento di riabilitazione delle patologie del ginocchio migliore che esista
In questa figura si esegue il movimento in modo da avere la tibia quanto più perpendicolare alla pedana mobile (ok, è impossibile che lo sia in tutto l’arco di movimento, ma almeno… provateci). Così facendo le forze di taglio sulle ginocchia sono teoricamente zero o realisticamente inferiori a tutti i casi precedentemente esposti.
La pressa è poi regolabile nel carico e anche i più impediti potranno eseguirla. In più, se eseguita correttamente dando enfasi alla rotazione delle anche, beneficierete della co-contrazione, perciò le forze di taglio residuali verranno compensate dai vostri femorali, rendendo questo strumento veramente una manna riabilitativa.
In conclusione, spero che con questo articolo vi abbia convinto che conoscere le cose è meglio che non conoscere ed eseguire: avere coscienza di quello che si fa, di quello che accade quando eseguite un movimento vi permette di non cadere trappola di falsi miti, dicerie, luoghi comuni. Perché non è assolutamente detto che se una cosa è “dannosa”, in fondo lo sia, o, peggio, che una cosa “sicura” vi metta al riparo da ogni problema. Quando vi accorgete che non è così può essere troppo tardi.
riassumi, in sintes?
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