Utilizzo di bicicletta in acqua (hydrobike) a scopo fisioterapico-riabilitativo.

L’idrochinesiterapia è una branca delle terapie fisiche, che sono di pertinenza della medicina fisica e riabilitativa .

È un’attività fisica, motoria, svolta in acqua, generalmente in piscina , con acqua riscaldata, che sfrutta le proprietà fisiche dell’acqua come il galleggiamento, la pressione idrostatica, la viscosità e la temperatura .Tutte queste proprietà facilitano il movimento del corpo immerso nell’acqua e ne riducono il carico sulle articolazioni.

In sintesi si effettuato gli stessi movimenti nello spazio ma il soggetto fa articolarità attiva con maggior ampiezza e minor dolore grazie a tutti i fattori sopracitati.

L’idrochinesiterapia nelle sue varie tecniche, utilizza molteplici attrezzi , alcuni molto semplici, ad esempio i galleggianti, le pinne, i salvagente .

Poi ci sono le  biciclette in acqua, che si si dividono principalmente in due categorie: le  idrobike da piscina (fisse sul fondo) per il fitness e le water bike galleggianti per la navigazione su laghi e mari. La scelta dipende dall’obiettivo, che può variare dal potenziamento muscolare e riabilitativo all’esplorazione turistica a basso impatto ambientale.

L’ hydrobike o acqua spin è una bicicletta in acciaio inox. È fissata sul fondo della piscina, per evitare gli spostamenti dell’attrezzo durante l’esercizio .

Le basi fisio-bio-meccaniche per l’utilizzo della bici in acqua sono:

• la riduzione della forza peso, che a secco e con la gravità, agisce su tutta la colonna vertebrale ( dischi intervertebrali, faccette articolari ) e sulle articolazioni degli arti superiori e inferiori, creando anche dei momenti, a seconda della postura. In acqua, invece,con il corpo immerso e posturato sulla cyclette, l’azione della gravità viene mitigata, e il peso del corpo diminuisce in quanto si sfrutta la spinta idrostatica (forza dal basso verso l’alto o spinta di Archimede che agisce su quasi tutto l’organismo ) e  la densità simile (corpo umano contiene molta acqua) e il galleggiamento per il fatto che i polmoni sono pieni d’aria . In sintesi un  corpo di circa 80 Kg immerso in acqua , con la testa fuori pesa 4-5 kg. Il peso si riduce del 90-95%.
• pedalare in acqua ( fare hydrobike), fa consumare molte più calorie tra le 600-800 calorie in più per un’ora di attività intensa. Questo avviene per la maggiore resistenza che l’acqua offre durante ogni singola pedalata, richiedendo uno sforzo muscolare costante e intenso sia in spinta che in trazione, dovuto all’attrito del fluido che contrasta l’azione degli arti inferiori azzerando i momenti di inerzia .Il lavoro muscolare é diffuso, in quanto per vincere la pressione dell’acqua si attivano i muscoli del core ( addominali e stabilizzatori del tronco) .Il corpo inoltre spende più energia per mantenere la temperatura corporea stabile. La pressione idrostatica favorisce il lavoro cardiaco, del microcircolo e il ritorno linfatico , in quanto agisce come una calza elastica naturale, comprime i tessuti in modo graduale , spinge i liquidi (sangue e linfa) dagli arti inferiori e superiori contro la forza di gravità. Inoltre durante l’azione della pedalata, i muscoli degli arti inferiori contraendosi attivamente, con l’azione costante e stabilizzante della postura del tronco e arti superiori che si tengono al manubrio, fanno da motore spingendo i liquidi verso il cuore. Essendoci una maggiore quantità di sangue e linfa verso le camere cardiache, il cuore aumenta si il pompaggio e la gittata, ma fa meno fatica. L’azione costante dell’acqua sulle pelle, crea un massaggio continuo con un’attivazione riflessa di miglior capillarizzazione tessutale e ossigenazione dei tessuti.

Impiego terapeutico 

L’idrobike può essere utilizzato cronologicamente e metodologicamente nei vari tempi della medicina fisica e riabilitativa che sono come da letteratura ben distinti in :

1. tempo fisioterapico , che può essere in fase acuta o post-acuta, e in cui si prevede la completa restitutio ad integrum della funzione
2. tempo riabilitativo, é passata la fase acuta e post acuta, non vi é restitutio ad integrum della funzione

3.tempo di attività fisica adattata , la funzione non è recuperata pienamente, residua una disabilità e si deve provvedere a mantenere l’attività fisica seguendo linee guida riconosciute dalla letteratura scientifica

4.tempo di riattivazione motoria in soggetti multimorbidi, fragili e complessi, in cui le funzioni alterate sono multiple

5. a parte  il tempo di attività fisica, nei soggetti senza patologie o disabilità in cui la fitness deve essere mantenuta con l’esercizio fisico , in tal caso la si utilizza, ma viene usata anche la water bike galleggiante.

Attualmente l’impiego di tale attrezzo può avvenire superata la fase acuta dal trauma o evento patologico .Ad esempio come per il recupero funzionale di esiti di protesi d’anca, di ginocchio o per la gestione delle disabilità neurologiche ( polineuropatie, esiti di s.piramidali, malattie demielinizzanti).

L’utilizzo del lavoro in acqua con bici , nei casi chirurgici, serve perché riduce la prognosi riabilitativa, accelera il recupero nei deficit centrali e periferici , facilità la riuscita dei  progetti e il raggiungimento degli obiettivi impostati dal fisiatra.

Si é visto in letteratura, che ottenendo una riduzione del carico con l’immersione, per le protesi d’anca e di ginocchio , si riduce la forza di picco sulle articolazioni dal 36% al 55% rispetto all’esecuzione di esercizi a terra a secco, ottenendo la protezione della nuova protesi durante il lavoro muscolare.

Si migliora il recupero del range di movimento, in quanto la spinta idrostatica favorisce la flessione e l’estensione dell’articolazione in modo fluido, riducendo la rigidità e evitando la flogosi tessutale.

Sempre mediante la pressione naturale dell’acqua si ha un controllo dell’edema tessutale, esercitato tramite un linfodrenaggio idrico che aiuta a ridurre il gonfiore post-chirurgico.

Con l’attivazione muscolare precoce è permesso stimolare in anticipo l’adattamento biochimico che avviene nelle fibre muscolari.

Vie biochimiche per l’adattamento, allenamento

Durante l’esercizio in acqua, si ha un adattamento ( il soggetto va in allenamento) e quindi si  attivano vie di sintesi importanti per certe proteine ed enzimi.

Praticamente si possono allenare il quadricipite e i glutei (fondamentali per la stabilità della protesi) molto prima di quanto sarebbe possibile con carichi terrestri.

La risposta cellulare avviene attraverso stress meccanici come contrazione, rilasciamento, tensione muscolare . Metabolici e ormonali come l’attivazione del cortisolo .

Si modificano gli enzimi , i substrati energetici , si attivano le integrine sulla membrana cellulare, si stimola la sintesi proteica tramite la segnalazione dell’mTOR (Mammalian Target of Rapamicin) interruttore principale della sintesi proteica e della crescita muscolare.

Con lo stress metabolico conseguente, dovuto all’utilizzo di ATP, si  alza l’AMP, si attiva pertanto l’enzima AMPK ( AMP-Activated Protein Kinase)  sensore del deficit energetico. Gli ioni calcio aumentando ad ogni contrazione , attivano la chinasi come la CaMK ( Calmodulin Dipendent ) che agendo come un sensore chimico, rileva il calcio, lo stesso si lega alla calmodulina , questa si aggancia alla CaMK , l’attiva , e dal movimento all’interno della cellula muscolare , ne modifica il metabolismo ossidativo e la plasticità delle fibre.

In sintesi : si attiva la proteina PGC-1a, che facilita l’assorbimento del glucosio dal sangue, aiutando a convertire le fibre muscolari glicolitiche veloci (affaticabili) in fibre ossidative intermedie (più resistenti).

Aumentando la resistenza (lavoro muscolare prolungato oltre i 10 secondi), cresce l’attività glicolitica con il ciclo di Krebs e della beta -ossidazione e si creano nuovi mitocondri tramite tramite l’attivazione di AMPK e PGC-1a (Peroxisome Proliferator.Activated Receptor Gamma Coactivator 1-Alpha) .Quest’ultima, attiva i geni responsabili della creazione di nuovi vasi sanguigni (capillarizzazione). Aumentano le scorte muscolari di glicogeno e di creatinfosfato. Si incrementano i sistemi dei bicarbonati e la carnosina che contrastano l’acidosi da acido lattico.

Applicazioni Neurologiche

In ambito neurologico nelle disabilità descritte in precedenza l’idrobike si propone da ambiente protetto per la rieducazione neuromotoria.

Questo le viene conferito da una sensazione ( contatto fisico tra stimolo esterno e la vista, udito,tatto ecc.) a cui segue una percezione, in cui  il cervello unisce e decodifica i segnali , li trasforma in una esperienza logica e dotata di senso.

Il paziente  da parte sua  avverte maggiore stabilità e sicurezza. L’acqua lo sostiene , si elimina il rischio di cadute tipico di chi ha problemi di equilibrio o instabilità posturale. Avviene una regolazione del tono muscolare in quanto l’acqua calda (solitamente tra 32° e 34°C) aiuta il rilassamento, riduce la spasticità e le contratture muscolari.

Il movimento iniziale della pedalata, attraverso il sistema propriocettivo ( fusi neuromuscolari nei muscoli, organi tendinei del Golgi nei tendini, recettori articolari nelle capsule e nei legamenti), induce in un primo momento a percepire e riconoscere senza l’uso della vista, la posizione di se stessi nello spazio e il movimento degli arti e  attraverso il sistema nervoso centrale, a poter ripetere con gli arti inferiori, un movimento ritmico e ciclico.

Questa situazione, per il meccanismo delle capacità coordinative detto di trasformazione motoria, induce un miglioramento dello schema del cammino e la percezione del corpo nello spazio. Attraverso questo circuito neurofisiologico, si è dimostrato il miglioramento dell’equilibrio , a stare in piedi e a camminare su vari tipi di terreno.

Si migliorano le prassie, la coordinazione dei movimenti, che divengono più fluidi e sicuri, e cosa importante si rinforzano i sopiti riflessi sopra-spinali paracadute (tronco encefalico,nuclei della base , corteccia motoria). Importante reazione posturale di difesa , ossia risposte motorie automatiche , che ci proteggono dalle cadute anteriori, laterali, posteriori, che si sviluppano nei primi mesi di vita e poi con il passare del tempo , se non richiamati ( allenati ) tendono a ridursi con gravi conseguenze .

In acqua si ha una riduzione della fatica il percepito soprattutto di pazienti con patologie demielinizzanti è di una una minore percezione dello sforzo in acqua, e questo permette sessioni di lavoro più lunghe ed efficaci. È dovuto all’effetto  distrazione sensoriale  per la continua stimolazione dei recettori della pelle, che bombarda di stimoli piacevoli il cervello che si distrae dai segnali algogeni e della fatica, attraverso un meccanismo di gate control.

L’effetto calmante dell’acqua abbassa i livelli ormonali di adrenalina, noradrenalina e cortisolo con conseguente riduzione dei livelli di stress e ansia con abbassamento della sensazione sforzo a livello centrale.

Parametri di scelta per l’uso riabilitativo nella protesi di ginocchio

Quando si sceglie un percorso di idrobike terapeutica, è fondamentale considerare:

• Rimarginazione ferita: è fondamentale attendere che la cicatrice chirurgica sia completamente chiusa e i punti rimossi
• Deve sempre essere stilato dal Fisiatra  un progetto e un obiettivo. Nel progetto vengono indicate attraverso il FIT-VP , la frequenza delle sedute, l’intensità nelle sedute  il tempo di seduta, il volume e la progressione degli esercizi. L’obiettivo, deve sempre essere dichiarato, e controllato ad ogni valutazione clinica.
• Presenza di tecnico qualificato , il fisioterapista: la sessione deve essere guidata da un fisioterapista per adattare la resistenza e la postura alle specifiche limitazioni del paziente. Lui interviene sulla regolabilità del mezzo: la sella e il manubrio devono essere regolati con precisione. Ad esempio una sella alta è preferibile nelle prime fasi post-protesi di ginocchio per facilitare l’estensione completa
• Temperatura dell’acqua: per fini riabilitativi e neurologici, l’acqua deve essere calda (32-34°C) per garantire l’effetto miorilassante.

Il percorso clinico riabilitativo presenta solitamente tre momenti chiave che vengono monitorizzati da entrambe le figure (fisiatra e fisioterapista) e modulati che sono :

1.  dolore e gonfiore:  in cui si possono utilizzare anche terapie fisiche (come la Tecar, o crioterapia)) e farmaci antinfiammatori.
2. recupero della mobilità: si progettano esercizi personalizzati di estensione e flessione per ripristinare il movimento articolare.
3. rinforzo muscolare e stabilità: di nuovo si propongono esercizi mirati, in particolare per il quadricipite, che funge da stabilizzatore principale dell’articolazione. 

In sintesi hydrobike consente: il recupero della mobilità, un effetto drenante, il rinforzo muscolare, la riduzione del dolore, il miglioramento della coordinazione neuromuscolare.

Controindicazioni

Sono divisibili in assolute (che impediscono l’accesso alla vasca) e relative (che richiedono cautela o guarigione momentanea)

Assolute o temporanee interdittive:
– Ferite aperte o non cicatrizzate: piaghe, incisioni chirurgiche recenti o ustioni aumentano il rischio di infezioni.
– Infezioni cutanee o sistemiche: micosi, dermatiti infettive, stati febbrili acuti o alterazioni gastroenteriche.
– Patologie cardiache o respiratorie gravi: scompenso cardiaco, ipertensione instabile o insufficienza respiratoria grave (la pressione dell’acqua sul torace rende più faticoso il respiro).
– Incontinenza urinaria o fecale: salvo l’uso di specifici ausili o protocolli protetti.
– Epilessia non controllata: per il rischio di crisi in acqua difficili da gestire in sicurezza.
– Idrofobia: una forte paura dell’acqua genera ansia e irrigidimento muscolare, annullando gli effetti benefici della terapia.

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