Acute Chronic Workload: il sistema di monitoraggio dei carichi allenanti

Acute Chronic Workload: il sistema di monitoraggio dei carichi allenanti 1024 538 TRAINING LAB ITALIA

La definizione di “carico” possiede molteplici sfaccettature a seconda del contesto di riferimento, ma il sistema di monitoraggio dei carichi per la performance sportiva può passare per l’Acute Chronic Workload.

Lo sviluppo tecnico-fisico degli sport individuali e di squadra ha permesso una visione sempre più specialistica dello sport e dell’attività che gli atleti compiono durante gli allenamenti e le competizioni, con l’obiettivo di quantificare ed analizzare la performance sportiva.

I sistemi tecnologici sempre più presenti in commercio possono permettere di valutare, sviluppare ed adattare le stimolazioni in maniera molto più oggettiva, affinché il soggetto possa sviluppare caratteristiche specifiche per lo sport di riferimento.

La quantificazione dei minuti di gioco effettivi, l’utilizzo della video analisi, il monitoraggio della frequenza cardiaca e del lattato ematico, sono stati i primi mezzi per oggettivare i carichi allenanti e specializzare sempre più la prestazione fisica.

Definire il “carico”

La definizione di “carico” possiede molteplici sfaccettature a seconda del contesto di riferimento.

Per quanto riguarda la medicina dello sport e la fisiologia dell’esercizio si definisce come singoli o multipli stressor fisiologici, psicologici o meccanici applicati nel tempo secondo durata, frequenza e intensità [1].

Macroscopicamente possiamo dividere la valutazione dei carichi allenanti secondo due categorie:

  • valutazione carico esterno: ovvero valutazione secondo misure oggettive dell’attività svolta, quantificata secondo parametri numerici e unità di misura, ad esempio: totale chilometri percorsi, velocità media e massima, numero di accelerazioni, ecc.
  • valutazione carico interno: cioè valutazione fisiologica, biologica e psico-fisiologica del singolo individuo rispetto all’attività svolta, ad esempio: frequenza cardiaca, lattato ematico, percezione dello sforzo, ecc.

Individualmente, entrambi i sistemi di valutazione ci identificano solo una parte di ciò che l’atleta subisce durante le sedute allenanti e le competizioni, mentre adeguatamente integrate, possono fornirne indicazioni ottimali rispetto alla performance dei singoli individui.

La Fitness-Fatigue Model

Nel 1975, Bannister presentò il modello della Fitness-Fatigue secondo il quale differenti stressor inducono due differenti risposte fisiologiche adattative sulla performance[2].

  • l’incremento della fitness, quale adattamento fisiologico positivo dell’allenamento;
  • l’incremento della fatica, come adattamento negativo indotto dall’allenamento dal quale l’atleta deve recuperare per poter performare al meglio.

L’intensità e la durata degli effetti di fatica e fitness dipendono dallo stimolo e dai mezzi e metodi allenanti con cui l’atleta è stato sollecitato.

In termini generali si può affermare che l’affaticamento risulta avere un effetto di più breve durata ma di più alta intensità, mentre l’effetto della fitness sembra indurre uno stimolo a più bassa intensità ma di maggior durata nel tempo; entrambi concorrono al miglioramento delle qualità dell’atleta.

La Fitness-Fatigue Model permette così di descrivere come avvengono gli adattamenti al carico acuto e cronico, con la possibilità di valutare l’andamento delle varie stimolazioni nella ricerca di minimizzare il rischio di infortunio da sovraccarico.

Acute: Chronic Workload Ratio (ACWR)

L’importanza della valutazione dell’intensità e dei volumi di carico sono risultati essere temi di grande interesse per i ricercatori e i preparatori fisici, concentrandosi nella ricerca e lo sviluppo di nuove metodiche, protocolli e indici di monitoraggio affinché si possa raggiungere la più alta performance incorrendo nella più bassa incidenza di infortunio da sovraccarico allenante.

Nel ricercare una risposta ai precedenti quesiti, Tim Gabbett[3] propone nel 2015 un indice che possa valutare il carico di lavoro ed essere un marker specifico nella prevenzione dell’infortunio.

L’analisi prende in considerazione:

  • incidenza di infortuni non traumatici e come questi si possano evidenziare all’aumentare dei volumi e delle intensità di carico;
  • differenze nella valutazione dei carichi esterni ed interni e come questi possano essere relazionati tra loro;
  • valutazione di un unico indice che descriva quanto un atleta possa essersi adattato alle varie stimolazioni e se questo possa incorrere in infortunio non traumatico al variare di tale indice.

Il modello proposto da Gabbet è chiamato Acute: Chronic Workload Ratio (ACWR),quale indice di rapporto tra il carico allenante della settimana (carico acuto) e la media dei carichi allenanti delle precedenti settimane (carico croinico).

Questo indice dovrebbe permettere una valutazione istantanea dell’atleta, definendo settimanalmente lo stato di adattamento ai carichi e la possibilità di incorrere in infortunio.

Il lavoro di Gabbett riprende la “Fitness-Fatigue Model” proposta da Bannister, cercando di quantificarla in termini numerici, forniti dal rapporto tra carico acuto e cronico.

Si definiscono quindi:

  • Carico Acuto: media del carico effettuato durante una settimana, rappresentante l’aspetto dell’affaticamento proposto da Bannister.
  • Carico Cronico: media del carico performato durante 28 giorni, che indica come l’atleta si è allenato e si è adattato allo stimolo sottoposto, definendo quindi il parametro fitness proposto da Bannister.

Il rapporto tra il carico acuto e il carico cronico si muove di settimana in settimana in un range compreso tra 0,00 e 4,00, descrivendo l’adattamento dell’atleta ai carichi allenanti durante le varie settimane.

Il modello proposto da Gabbett può essere utilizzato con i dati derivanti sia dai sistemi di monitoraggio del carico esterno, quali total distance, high speed distance, numero di sprint, tonnellaggio, sia dai dati dei sistemi di monitoraggio del carico interno come frequenza cardiaca, sRPE e concentrazione di lattato[3].

L’applicazione del modello

Acute:Chronic Workload Ratio è stato valutato in differenti sport di squadra e individuali, per cercare di validare come il rapporto tra carico acuto e cronico possa identificare differenti range di valori per i quali la condizione allenante dell’atleta sia associata alla possibilità di rischio di infortunio.

Tra i primi studi di riferimento, Hulin e Gabbet[4] hanno valutato l’utilizzo del ACWR come indice associato alla diminuzione del rischio di infortunio in giocatori di Rugby League d’élite.

Durante lo studio sono stati presi in considerazione 53 giocatori su un periodo di due stagioni agonistiche correlando il carico allenante calcolato mediante l’utilizzo di sistemi GPS, con gli infortuni non traumatici.

I risultati hanno definito 3 fasce di divisione del rapporto ACWR:

  1. 0,00-0,84: si identifica una finestra di valori nella quale l’atleta risulta non essere sufficientemente allenato e tale condizione è associata ad una più alta possibilità di incorrere in infortunio.
  2. 0,85-1,30/5: si identifica una “Sweet Spot” nella quale l’atleta risulta avere la miglior condizione allenante e questa condizione è associata ad un minor rischio di infortunio muscolo scheletrico.
  3. 1,35-4,00: si identifica una finestra di valori nella quale l’atleta risulta essere in una condizione di overeaching e a causa di questa condizione presenta un più alto rischio di infortunio.

Successivi allo studio proposto da Gabbet, ulteriori ricerche scientifiche hanno analizzato l’utilizzo dell’ACWR in differenti sport e condizioni:

  • Carey et al.[5] hanno analizzato come l’indice, possa dare informazioni riguardo al rischio di infortunio muscolo scheletrico nel football Australiano.

Oltre al primo scopo, hanno cercato di validare l’indice secondo 336 possibili variabili nella combinazioni delle durate di carico acuto e cronico.

Nello studio sono stati monitorati i chilometri percorsi tra i 18-24 km/h, mediante l’utilizzo dei sistemi GPS.

I risultati hanno valutato come l’utilizzo dell’ACWR possa essere un indice utile per informare allenatori e staff sullo stato fisico degli atleti e sul rischio di infortunio; l’analisi riguardante le combinazioni della durata dei carichi ha evidenziato come l’intervallo da 3 a 6 giorni per il carico acuto e 21 giorni per il carico cronico, siano le migliori combinazioni possibili di calcolo.

  • Weiss nel 2017[6] ha valutato l’utilizzo del ACWR in squadre di Basket professionistico, utilizzando il sistema RPE con scala Borg 10, correlando l’indice con il numero di infortuni della stagione.

I risultati hanno evidenziato come l’ACWR sia un valido strumento di valutazione della performance e del rischio di infortunio per lo sport del basket; si è valutato inoltre come le finestre di valori abbiano range differenti in questo sport, situando la “sweet spot” tra i valori 1,00 e 1,49, rispetto a quanto proposto da Hulin e Gabbett[4].

  • Conte nel 2018[7], ha valutato come l’utilizzo del ACWR mediante monitoraggio del RPE, possa essere un valido indice di valutazione del lavoro svolto e dell’adattamento conseguito dagli atleti di Basket collegiale, permettendo di ottimizzare le strategie e la pianificazione della stagione da parte degli allenatori e dei preparatori fisici.

Le critiche all’indice ACWR

Differenti e significative sono le critiche mosse nei confronti dell’indice ACWR rispetto alla sua capacità di associazione e predizione dell’infortunio.

  • Nello studio condotto da Lolli et al.[8] si evidenzia come l’indice ACWR definisca una correlazione spuria tra i valori di carico acuto e cronico.

Secondo quanto definito da Gabbett[3], originariamente il rapporto risultava essere calcolato nel seguente modo: carico della settimana acuta diviso la media del carico acuto e delle tre precedenti settimane.

Inserendo quindi al denominatore anche il valore della settimana acuta, il rapporto definisce una falsa correlazione tra numeratore e denominatore e quindi a sua volta una erronea validità dell’indice.

– Nell’analisi riguardante vari indici e test di prevenzione dell’infortunio, condotta da Bahr[9] nel 2016, si afferma come il termine associazione e predizione siano due condizioni distinte e differenti.

– Affinché entrambe possano coesistere nello stesso test o indice, sono necessarie 3 condizioni:

  • un’alta correlazione tra il marker riscontrato dall’indice o test e il rischio di infortunio;
  • le proprietà del test devono essere studiate e validate per una popolazione di riferimento mediante analisi statistica;
  • verificare che l’indice o test per la prevenzione dell’infortunio, presenti risultati significativi al di là dell’intervento stesso per prevenire l’infortunio.

Partendo dalle precedenti critiche, lo studio di Fanchini et al.[10] ci permette di valutare gli aspetti di associazione e predizione dell’indice ACWR.

Lo studio ha analizzato l’ACWR secondo 3 combinazioni di calcolo, valutando inoltre se e quale combinazione potesse essere valida nell’associazione e predizione dell’infortunio.

L’analisi ha preso in considerazione 34 atleti di élite di Calcio per la durata di 3 stagioni sportive agonistiche, analizzando l’andamento di 3 differenti rapporti di carico acuto e cronico per l’ACWR(1:2, 1:3, 1:4) calcolati mediante s-RPE.

I risultati dello studio hanno dimostrato le seguenti caratteristiche:

  • non sono state evidenziate differenze significative tra le varie combinazioni di calcolo dell’indice;
  • l’indice sembra confermare i dati dei precedenti studi per l’associazione al rischio di infortunio non traumatico;
  • L’analisi statistica mediante ROC curve, dimostra una bassa correlazione dell’indice nel predire l’infortunio non traumatico.

Ulteriore studio, proposto da Raya-Gonzalez[11] analizza l’utilizzo dell’ ACWR e associazione all’infortunio non traumatico in giocatori juniores di calcio, valutato mediante s-RPE.

Lo studio ha preso in considerazione 22 giocatori U19, valutando i dati di:

  • sRPE gionalieri;
  • infortuni non traumatici;
  • ACWR con rapporto 1:4 tra carico acuta e carico cronico.

L’analisi statistica ROC non ha evidenziato associazione tra i dati proposti dall’indice e l’incidenza di infortunio non traumatico catalogato settimanalmente; inoltre l’analisi AUC (analisi dell’area sotto la curva) ha dimostrato una bassa associazione alla predizione di infortunio da parte dei valori ACWR catalogati.

Infine, l’analisi proposta da Menaspà[12] afferma che l’indice ACWR non valuti correttamente l’adattamento dei carichi acuti e cronici dell’atleta.

Come già evidenziato, il modello ACWR dovrebbe rappresentare l’andamento in acuto e cronico della FItness-Fatigue model di Bannister.

L’indice ACWR è però calcolato da un rapporto tra carico acuto e la media del carico cronico, dove tale media non permette di evidenziare il peso specifico alle singole settimane allenanti.

Secondo Menaspà quindi la ricerca dovrebbe indagare un differente indice, che permetta di valutare il peso specifico delle singole settimane e il tempo di decadimento dei vari stimoli tanto più questi siano lontani dalla stimolazione acuta (EWMA Ratio, argomento di cui si parlerà probabilmente nel prossimo articolo).

Conclusioni

Ad oggi gli studi pubblicati in letteratura, non ci permettono di dare una risposta univoca sull’utilizzo dell’indice e la sua affidabilità riguardo all’associazione e la previsione di infortunio non traumatico.

Secondo quanto detto precedentemente, sembra che la valutazione dell’ACWR possa comportare differenti risultati in base allo sport praticato e alle varie categoria di età degli atleti.

Studi futuri potrebbero analizzare:

  • la possibilità di delineare range di valori specifici di ACWR in base alle richieste dei differenti sport e dell’età dei vari atleti, con differenze specifiche per atleti Juniores e Seniores;
  • valutazione e utilizzo di un indice che possa “pesare” in maniera specifica l’andamento e il decadimento dei carichi allenanti, tanto più questi si allontanino dalla stimolazione acuta, secondo quanto proposto dalla Fitness-Fatigue Model di Bannister (EWMA Ratio);
  • la possibilità di utilizzare sistemi di monitoraggio di carico esterno ed interno in parallelo, per la valutazione dell’ACWR, tali da poter scegliere e decidere quale sia il metodo più affidabile al monitoraggio degli stessi, e valutare quale individui al meglio la condizione allenante dei singoli giocatori.

Dott. Nason Filippo
Note sull’autore
Laurea Triennale Scienze Motorie e Sportive, Università di Padova
Laurea Magistrale Scienze dello Sport e della Prestazione Fisica, Università di Verona
Preparatore Fisico Prima Squadra Rugby Mogliano 1969, militante nel massimo campionato italiano Top12
Articolista Training Lab Italia

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Bibliografia

  • 1] Soligard T, Schwellnus M, Alonso J-M, et al. How much is too much? (Part 1) International Olympic Committee consensus statement on load in sport and risk of injury. Br J Sports Med 2016;50:1030–1041.
  • 2] L.Z.F. Chiu, J.l. Barnes. The Fitness-Fatigue Model Revisited: Implications for Planning Short- and Long-Term Training. National Strength & Conditioning Association Volume 25, Number 6, page 42–51.
  • 3] T.J. Gabbett, R. Whiteley. Two Training-Load Paradoxes: Can We Work Harder and Smarter, Can Physical Preparation and Medical Be Teammates? International Journal of Sports Physiology and Performance, 2017, 12, S2-50-S2-54
  • 4] Hulin BT, Gabbett TJ, Lawson DW,et al. The acute:chronic workload ratio predicts injury: high chronic workload may decrease injury risk in elite rugby league players. Br J Sports Med Published Online First: 2015;0:1–7.
  • 5] Carey DL, Blanch P, Ong K-L, et al. Training loads and injury risk in Australian football—differing acute: chronic workload ratios influence match injury risk. Br J Sports Med. October 27, 2016 doi:10.1136/bjsports- 2016-096309
  • 6] K. J. Weiss, S.V. Allen, M.R. McGuigan et al. The relationship between training load and injury in men’s professional basketball players. International Journal of Sports Physiology and Performance. February 8, 2017 DOI:https://doi.org/10.1123/ijspp.2016-0726
  • 7] D. Conte; N. Kolb; A.T. Scanlan et al. Monitoring training load and well-being during the in-season phase in NCAA division I men’s basketball. International Journal of Sports Physiology and Performance, January 20, 2018. DOI: https://doi.org/10.1123/ijspp.2017-0689
  • 8] Lolli L, Batterham AM, Hawkins R, et al. Mathematical coupling causes
    spurious correlation within the conventional acute-to-chronic workload ratio calculations. Br J Sports Med Published on November 3, 2017 as 10.1136/bjsports-2017-09811
  • 9] Bahr R. 2016. Why screening tests to predict injury do not work—and probably never will: a critical review. Br J Sports Med. 50(13):776–780.
  • 10] M. Fanchini, E. Rampinini, M. Riggio et al. Despite association, the acute:chronic work load ratio does not predict non-contact injury in elite footballers. Science and Medicine in Football, DOI: 10.1080/24733938.2018.1429014
  • 11] Raya- González J et al. Determining the Relationship Between Internal Load Markers and Non-Contact Injuries in Young Elite Soccer Players. International Journal of Sports Physiology and Performance
  • 12] Menaspà P. Are rolling averages a good way to assess training load for injury prevention? Br J Sports Med 2017;51:618–619.