Diego Ristori – Fisioterapista, OMT

rotator cuff musclesNel 2011 Wattanaprakornkul et al. hanno pubblicato due interessanti articoli per indagare il comportamento dei muscoli della cuffia dei rotatori (CDR) e dei muscoli assioscapolari e il loro timing di attivazione durante movimenti di flessione e di estensione della spalla. Entrambi gli studi hanno utilizzato l’EMG come strumento di indagine.
I movimenti sono stati eseguiti, e quindi analizzati, con l’applicazione di carico progressivo, al fine di valutare un eventuale cambiamento nel timing di attivazione muscolare.

Durante la flessione gli autori hanno riscontrato un’attivazione contemporanea del gran pettorale e del deltoide (in tutte le sue porzioni). Questa attivazione coordinata si spiega, secondo gli autori, per la necessità di limitare l’eccessivo momento adduttorio prodotto dal solo gran pettorale e con il fine di mantenere il movimento nel piano sagittale (sopra i 90° abbiamo una prevalenza del deltoide anteriore con lo scopo di limitare il momento estensorio prodotto dal gran pettorale). Per quanto riguarda la CDR, durante la flessione, abbiamo una prevalenza di attivazione dei muscoli sovraspinato e sottospinato. Questo, secondo gli autori, dipende dal fatto che tali muscoli posteriori garantiscono una stabilità dinamica alla testa dell’omero, impedendole di traslare superiormente (gran pettorale). Durante tutta la flessione, i livelli di attivazione di trapezio superiore, trapezio inferiore e dentato anteriore sono simili a quello degli altri muscoli sovracitati. Questa attivazione garantirebbe una rotazione associata della scapola. Gli autori sottolineano come la CDR posteriore, il deltoide e il dentato anteriore siano attivi già prima dell’inizio del movimento: la CDR posteriore per garantire la stabilità alla testa omerale, il deltoide anteriore per impedire il momento rotatorio esterno determinato dalla CDR e il dentato anteriore per stabilizzare la scapola.

Per quanto riguarda l’estensione, il ruolo del sottoscapolare (CDR anteriore), in termini di attivazione risulta essere determinante. Anche per questo muscolo, come per la CDR posteriore, gli autori ipotizzano un ruolo di stabilizzatore dinamico, attuata per impedire la traslazione posteriore della testa omerale durante l’estensione. Lo stesso concetto di coppia di forza visto in precedenza tra deltoide anteriore e CDR posteriore può essere utilizzato per la coppia gran dorsale – CDR anteriore. Anche se è stata registrata una minima attività del dentato anteriore durante l’estensione, essa non sembra essere sufficiente per controbilanciare l’attività del sottoscapolare. Di conseguenza, il ruolo di stabilizzatore della scapola, in questo caso, potrebbe essere svolto dai muscoli che si attivano durante la downward rotation (romboidi).

Due ultime osservazioni interessanti. La prima: in base alle loro considerazioni, gli autori suggeriscono di utilizzare la flessione e l’estensione di spalla, al pari delle rotazioni, come training per il rinforzo della CDR. La seconda: i pattern di attivazione muscolare non cambiano né in flessione né in estensione al variare del carico. Questo dato fa riflettere e fa propendere verso l’idea che la strategia usata per adattarsi all’aumento del carico preveda un aumento dell’attività in tutti i muscoli della spalla.

Wattanaprakornkul D, Halaki M, Boettcher C, Cathers I, Ginn KA. A comprehensive analysis of muscle recruitment patterns during shoulder flexion: an electromyographic study. Clin Anat. 2011 Jul;24(5):619-26.

Abstract
Although flexion is a common component of the routine clinical assessment of the shoulder the muscle recruitment patterns during this movement are not clearly understood making valid interpretation of potential muscle dysfunction problematic. The purpose of this study was to comprehensively examine shoulder muscle activity during flexion in order to compare the activity levels and recruitment patterns of shoulder flexor, scapular lateral rotator and rotator cuff muscles. Electromyographic (EMG) data were recorded from 12 shoulder muscles sites in 15 volunteers. Flexion was performed in standing in the sagittal plane at no load, 20%, and 60% of each subject’s maximum load. EMG data were normalized to maximum values obtained during maximum voluntary contractions. Results indicated that anterior deltoid, pectoralis major, supraspinatus, infraspinatus, serratus anterior, upper, and lower trapezius were activated at similar moderate levels. However, subscapularis was activated at low levels and significantly lower than supraspinatus and infraspinatus. Similar activity patterns across time were demonstrated in the muscles that produce flexion torque, laterally rotate the scapula, as well as supraspinatus and infraspinatus, and did not change as flexion load increased. The onset of activity in supraspinatus and anterior deltoid occurred at the same time and prior to movement of the limb at all loads with infraspinatus activity also occurring prior to movement onset at the medium and high load conditions only. Posterior rotator cuff muscles appear to be counterbalancing anterior translational forces produced during flexion and it would appear that supraspinatus is one of the muscles that consistently “initiates” flexion.
Copyright © 2011 Wiley-Liss, Inc.

Wattanaprakornkul D, Cathers I, Halaki M, Ginn KA. The rotator cuff muscles have a direction specific recruitment pattern during shoulder flexion and extension exercises. J Sci Med Sport. 2011 Sep;14(5):376-82.

Abstract
A recent study has shown that posterior rotator cuff (RC) muscles are recruited at significantly higher levels than the anterior RC during shoulder flexion. It was proposed that the mechanism whereby the posterior RC muscles were providing shoulder stability during flexion was to counterbalance potential anterior humeral head translation caused by flexion torque producing muscles. This hypothesis implies that anterior RC activity should be higher than posterior RC activity during extension to prevent posterior humeral head translation. As the normal recruitment pattern of the RC during extension has not been established, the purpose of this study was to examine this hypothesis by comparing shoulder muscle activation levels and recruitment patterns during flexion and extension exercises. Electromyographic (EMG) activity was recorded from 9 shoulder muscles in 15 volunteers. Flexion and extension exercises were performed in prone at 20%, 50%, and 70% of each participant’s maximal load. A repeated measures ANOVA was used to determine differences between exercises, muscles and loads, while Pearson’s correlation analysis was used to relate mean EMG patterns. During extension subscapularis and latissimus dorsi were activated at higher levels than during flexion; during flexion, supraspinatus, infraspinatus, deltoid, trapezius, and serratus anterior were more highly activated than during extension. In addition, the pattern of activity in each muscle did not vary with load. These results support the hypothesis that during flexion and extension the RC muscles are recruited in a direction specific manner to prevent potential antero-posterior humeral head translation caused by torque producing muscles.
Copyright © 2011 Sports Medicine Australia. Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

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