Analisi scientifica del controllo delle Cadute (Ukemi)


Tali tecniche sono basate su un principio di fisica ergonomica  chiaro e preciso, consistente nell'assorbimento dell'energia cinetica del corpo proiettato attraverso due semplici meccanismi energetici:

L'intero processo di assorbimento dell'energia è complesso ed avviene in più fasi, coscienti ed inconsce.

Durante le proiezioni di Judo l'atleta che viene proiettato, nel corso della fase di volo, passa attraverso le seguenti fasi :

in cui è sottoposto :
  1. ai riflessi posturali del collo, che provocano un aumento del tono muscolare nei flessori degli arti superiori, come preparazione inconscia, alla battuta del braccio sul tatami;
  2. ai riflessi posturali del labirinto dell'orecchio interno 1,  che provocano un'estensione inconscia degli arti inferiori. Questa azione produce un aumento del momento d'inerzia del corpo e conseguente rallentamento, con diminuzione della velocità di rotazione;
  3. alla parte rimanente dell'energia cinetica (d'impatto) che viene dissipata come energia rotazionale (d'oscillazione), poichè l'atleta si pone consciamente in una posizione raccolta curva (che ha il pregio di rettificare le lordosi cervicale e lombare con la cifosi dorsale, tutte e tre curvature fisiologiche della spina dorsale, con la funzione di ammortizzare i salti e le cadute verticali sui piedi rendendo la caduta in avanti più sicura anche da un punto di vista meccanico-ortopedico);
  4. alla parte dell'energia cinetica (d'impatto) non dissipata in oscillazioni e smorzata con la trasmissione di un impulso (battuta del braccio teso facente angolo di 35°-45° con il corpo) che, sempre per il terzo principio della dinamica, provoca un ulteriore rallentamento del corpo che cade a causa della reazione (impulso) uguale e contraria che esso riceve dal tatami.
Con la battuta vengono minimizzati ulteriori danni possibili, rendendo più ampia la superficie d'impatto (regione scapolare, braccio e fianco). Questo implica una diminuzione della pressione subita dal corpo a causa del conseguente aumento della superficie su cui è applicata la forza d'impatto, prevenendo la spiacevole possibilità del danno agli organi interni provocato dall'arresto quasi istantaneo della caduta.

E' possibile descrivere i meccanismi di dissipazione dell'energia e l'arresto della caduta in modo formale:
Se l'energia totale è  E = 1/2mv2+ 1/2 Iw2 si potrà indicativamente scrivere

  1. I2 > I1 Þ w2 <  w1 (riflessi inconsci, allungamento delle gambe);
  2. 1/2mv22+ 1/2 I1w21 > 1/2mv22 + 1/2 I2w22 (rallentamento in volo);
  3. 1/2mv22+ 1/2 I2w22 - 1/2 I2w22 = 1/2mv22 (dissipazione in oscillazione);  poiché  1/2mdv22@ Fdr e  mdv2 @ Fdt,  se dr e dt sono trascurabili si potrà scrivere
  4. Fdr - Fdt @ 0 (arresto dopo la battuta)
Ora, essendo la pressione tradotta come forza su unità di superficie, si ricava che a parità di forza una superficie maggiore "subirà" una pressione minore, cioè: a forza costante, S2 > S1Þ P2 <  P1.


Nota 1 :
    L'orecchio interno è sede di due importanti stazioni sensoriali: l'organo dell'udito (la coclea) e l'organo dell'equilibrio (l'apparato vestibolare). Questi due organi, pur svolgendo funzioni sensoriali così diverse tra loro, sono accumunati dal fatto di utilizzare lo stesso "sensore" vale a dire la cellula ciliata. Si tratta di un recettore sensoriale (meccanocettore) capace di segnalare non solo l'intensità e la durata di uno stimolo ma anche, cosa unica, la direzione con cui viene applicato. Tali recettori infatti sono dotati di attività spontanea che viene aumentata se la flessione delle ciglia avviene in una direzione e diminuita quando la flessione avviene in direzione opposta; questo semplice artificio permette alla cellula di "capire" la direzione dello stimolo che l'ha colpita.

Descriviamo ora brevemente le principali caratteristiche di questi "sensori".  Si tratta di cellule polarizzate funzionalmente, cioè che mostrano chiare differenze morfologiche e strutturali tra il loro polo apicale ciliato e quello baso-laterale.  La superficie apicale, provvista di ciglia costituisce la porzione meccano-sensibile; la porzione baso-laterale, invece, è in grado di attivare, mediante la liberazione di un neurotrasmettitore (il glutammato) le terminazioni delle fibre nervose afferenti che contattano il polo basale della cellula ciliata stessa. Le fibre nervose convertono poi il messaggio chimico delle cellule ciliate in una scarica di potenziali d'azione che viene inviata al  Sistema Nervoso Centrale (SNC).  A livello delle macule, le ciglia delle cellule ciliate sono immerse in una sottile lamina gelatinosa detta membrana otolitica. Appoggiati su tale membrana vi sono gli otoliti, e cioè piccoli sassolini di carbonato di calcio. A causa di questi sassolini, la densità, e quindi il peso, della membrana otolitica è maggiore di quello dell'endolinfa circostante.  Ciò crea un  sistema inerziale (un sistema in cui valga il principio d'inerzia - per un corpo non soggetto a forze l’accelerazione e’ nulla - Tutti e soli i sistemi di riferimento in moto rettilineo uniforme rispetto a un sistema inerziale sono inerziali) in grado di monitorare sia il vettore gravità che le accelerazioni lineari del capo. Entrambi questi stimoli infatti provocano uno spostamento della massa otoconiale, e quindi della membrana otolitica, che, flettendo le ciglia in essa immerse, determina la stimolazione delle cellule sensoriali. Poiché anche questi recettori sono dotati di attività spontanea che viene modulata, aumentata o diminuita, dalla flessione delle ciglia, anche gli organi otolitici sono in grado di "capire" la direzione secondo cui viene applicato lo stimolo meccanico (in altre parole di capire se si tratta di una accelerazione o di una decelerazione).
Il complesso 'organi otolitici-canali semicircolari' formano quindi un sistema in grado di percepire qualsiasi accelerazione (lineare, angolare, torsionale, ecc.) a cui viene sottoposto il capo. Queste informazioni vengono poi utilizate dal SNC per innescare una serie di riflessi intesi da un lato a stabilizzare l'immagine sulla retina (il riflesso vestibulo-oculomotore) e dall'altro, mediante riflessi stato-tonici e stato-cinetici, a garantire l'equilibrio sia in condizioni statiche che dinamiche.
    E' interessante notare che se, per qualche ragione, avvengono rapide ed improvvise variazioni dell'attività spontanea di uno qualunque dei canali semicircolari o degli organi otolitici, la sensazione che noi avvertiremo sarà quella di subire una rotazione nel piano del canale interessato o, nel caso di un organo otolitico, una sensazione di instabilità.
Variazioni dell'attività spontanea degli organi labirintici provocano pertanto turbe più o meno complesse dell'equilibrio che possono andare da modeste sensazioni di instabilità fino a violentissimi attacchi di vertigine.  


Riferimenti :
Spiegazione e animazione Ukemi ()

                    

- Nota  di 'Publishing' -