ottobre 2022

Catena cinetica aperta e chiusa: classificazione e scelta degli esercizi

di Dr. Fabio Manigrassi, terapista della riabilitazione, fisioterapista e docente di terapia manuale

 

Le espressioni “catena cinetica aperta” e “catena cinetica chiusa”, spesso utilizzate in ambito fitness ed in riabilitazione, sono associate a determinate tipologie di movimenti funzionali ed esercizi fisici.

Nonostante solo dalla fine degli anni ’80 si rintraccino descrizioni e classificazioni degli esercizi sulla base di tali concetti, l’adozione di questa terminologia non è recente. Già negli anni ’50-’60, infatti, fece la sua comparsa nella biomeccanica e nella kinesiologia.

Arthur Steindler usò l’espressione “catena cinetica aperta” per definire i movimenti di un segmento corporeo distale non vincolato nello spazio, come ad esempio gesticolare con le mani o dondolare le gambe. Definì, invece, “catena cinetica chiusa”, il movimento a carico dei segmenti corporei prossimali, che avviene quando l’estremità distale è fissa, come nell’alzarsi da seduto.

 


Classificazione e sottoclassificazione

 

Non appena gli studiosi e i ricercatori cominciarono a utilizzare le espressioni “catena cinetica aperta“ e “catena cinetica chiusa” per descrivere gli esercizi, emerse da subito la difficoltà di catalogare questi ultimi mediante lo stesso sistema di classificazione.

Nel tentativo di dissipare le ambiguità, sono stati proposti diversi sistemi di sottoclassificazione.

Essi tengono conto:

  • della fissazione completa o parziale del segmento distale, come avviene per esempio con il movimento della pedalata (esercizio a catena cinetica parzialmente chiusa);
  • del numero di articolazioni coinvolte (esercizi mono o pluri-articolari);
  • del tipo di resistenza che si oppone al movimento (esercizi con carico assiale o carico rotazionale).

Nonostante l’estrema complessità del nostro sistema motorio, che consente di compiere una vasta gamma di movimenti, non permetta di classificare precisamente e inequivocabilmente tutti gli esercizi, le espressioni “catena cinetica aperta” e “catena cinetica chiusa” sono ampiamente utilizzate in clinica e in letteratura.
I parametri e le definizioni seguenti sono quelli più frequentemente adoperati e sono stati riassunti da Kisner e Colby nel libro Therapeutic Exercise: Foundations and Techniques1.


Caratteristiche degli esercizi a catena cinetica aperta

  1. Il segmento distale (mano o piede) si muove nello spazio;
  2. Il movimento articolare è indipendente. Le articolazioni adiacenti non si muovono, si muove solamente il segmento distale all’articolazione;
  3. La resistenza è applicata al segmento distale in movimento;
  4. L’attivazione muscolare interessa prevalentemente il muscolo agonista e i soli muscoli che producono direttamente il movimento dell’articolazione;
  5. Tipicamente la posizione assunta durante l’esecuzione non prevede un rilevante carico naturale;
  6. Il movimento del carico esterno utilizzato descrive un arco.

Alcuni esempi di esercizi a catena cinetica aperta: Leg extension, Leg curl, bicipiti alla Panca Scott, Curl con manubri o bilanciere, Pull down, ecc.


Caratteristiche degli esercizi a catena cinetica chiusa

  1. Il segmento distale rimane in contatto con la superficie di appoggio o è stazionario su di essa;
  2. Il movimento articolare è di tipo interdipendente ovvero avviene in sinergia con il relativo movimento delle articolazioni adiacenti;
  3. Si muove il segmento distale o quello prossimale oppure vengono coinvolti entrambi i segmenti dell’articolazione;
  4. Gli esercizi richiedono spesso l’attivazione di numerosi gruppi muscolari;
  5. La resistenza viene applicata simultaneamente ai diversi segmenti in movimento;
  6. Tipicamente, ma non sempre, il movimento viene eseguito in posizioni che prevedono un carico naturale;
  7. Il carico utilizzato è assiale;
  8. La stabilizzazione è interna e avviene per mezzo dell’azione muscolare, della compressione articolare e del controllo della postura.

Alcuni esempi di esercizi a catena cinetica chiusa: Squat, Leg press, Affondi, Step, Cyclette, Ellittica, Calf machine, Bench press, Trazioni alla sbarra (quest’ultimo è un esempio di esercizio a catena chiusa, in cui il carico non è applicato al segmento distale).

Criteri di scelta degli esercizi

 

Performance muscolare

In letteratura, la maggior parte degli studi che mettono a confronto l’utilizzo degli esercizio a catena cinetica aperta con gli esercizi a catena cinetica chiusa riguardano il ginocchio. Sulla base di quanto emerso da tali studi, è possibile affermare che entrambe le tipologie di esercizio risultano efficaci per il miglioramento della performance muscolare in quanto a forza e resistenza.

La determinazione delle variabili in termini di numero di serie e ripetizioni, al fine di raggiungere gli obiettivi dell’allenamento prefissati (forza, resistenza, ipertrofia, ecc.), è simile sia che la scelta ricada su esercizi a catena cinetica aperta o a catena cinetica chiusa.

Tuttavia, quando l’obiettivo ricercato prevede l’uso di carichi elevati, come per l’allenamento della forza massima, risulta essere più indicato eseguire esercizi a catena cinetica chiusa.

Per l’allenamento della forza massima, risulta essere più indicato eseguire esercizi a catena cinetica chiusa.

Allenamento funzionale

Non esiste un netto riscontro sull’ipotesi che, in generale, gli esercizi a catena chiusa siano più “funzionali” rispetto a quelli a catena cinetica aperta. I primi, semplicemente, riproducendo talvolta la gestualità quotidiana (ad esempio, lo squat è lo stesso movimento che si compie per alzarsi e per sedersi…) possono migliorare o facilitare l’esecuzione di tali gesti2.

 

Riabilitazione

Negli esercizi a catena chiusa, dove vengono co-attivati diversi gruppi muscolari, anche antagonisti tra loro, il deficit di un muscolo può essere compensato dalla maggiore attività degli altri muscoli della catena.

In uno studio effettuato su soggetti che avevano subito la ricostruzione chirurgica del LCA (legamento crociato anteriore), ad esempio, è stato osservato che il gruppo che aveva eseguito in fase di riabilitazione solo esercizi a catena cinetica chiusa mostrava maggiore debolezza relativa del quadricipite femorale, rispetto al gruppo che aveva incluso nell’allenamento anche esercizi a catena cinetica aperta specifici per il quadricipite (ad esempio, Leg extension)4.

In sostanza, gli esercizi a catena cinetica aperta permettono di allenare in maniera più mirata la forza o la resistenza di un singolo muscolo, rispetto agli esercizi a catena cinetica chiusa.

Gli esercizi a catena cinetica aperta permettono di allenare in maniera più mirata la forza o la resistenza di un singolo muscolo, rispetto agli esercizi a catena cinetica chiusa.

Va tenuto conto, tuttavia, che l’utilizzo di carichi elevati negli esercizi a catena cinetica aperta, come il Leg extension, ha ripercussioni negative sulle ginocchia rese instabili per un deficit del LCA6.

 

Limitazione del ROM (Range of Motion) articolare

Qualora si voglia o si debba limitare il ROM di un’articolazione durante un esercizio, i movimenti a catena cinetica aperta (prevalentemente monoarticolari) sono più adatti.

Quando si esegue un esercizio a catena cinetica chiusa, tutti i segmenti coinvolti nel movimento devono compiere una sufficiente escursione articolare. Se, durante l’esecuzione di un esercizio a catena cinetica chiusa, il ROM di un’articolazione risultasse limitato, è probabile che questa possa venire compensata erroneamente in un altro distretto (ad esempio, durante lo squat, una limitata mobilità articolare delle anche può essere compensata da un’eccessiva flessione del tratto lombare).

 

Stabilità articolare

Gli esercizi a catena cinetica chiusa contribuiscono alla stabilità articolare, per effetto della co-contrazione dei muscoli e per l’utilizzo del carico assiale. Per esempio, nello squat, la co-attivazione di quadricipite e bicipite femorale aumenta la stabilità articolare del ginocchio, mentre negli esercizi per gli arti superiori a catena cinetica chiusa, la co-attivazione dei muscoli scapolo-omerali e gleno-omerali aumenta la stabilità dinamica della spalla3-5.


1

C. Kisner, L. A. Colby, Therapeutic Exercise: Foundations and Techniques. Philadelphia, F.A. Davis, 1996.

2

G. J. Davies, The need for critical thinking in rehabilitation. Journal of Sport Rehabilitation,4/1995. 1: p. 1-22.

3

T. S. Ellembeker, K. Cappel, Clinical application of closed kinetic chain exercises in upper extremities. Orthopaedic Physical Therapy Clinics of North America, 2000. 9: p. 231–245.

4

L. Snyder-Mackler et al., Strength of the quadriceps femoris muscle and functional recovery after reconstruction of the anterior cruciate ligament. A prospective, randomized clinical trial of electrical stimulation. The Journal of bone and joint surgery. American volume. Agosto 1995. 77: p. 1166-1175.

5

G. J. Davies et al., The Scientific and Clinical Rationale for the Integrated Approach to Open and Closed Kinetic Chain Rehabilitation. Orthopaedic Physical Therapy Clinics of North America, 2000. 9: p. 247-267.

6

H. J. Yack, C. E. Colins, T. Whieldon, Comparison of closed and open Kinetic chain exercise in the anterior cruciate ligament deficient knee. The American Journal of Sports Medicine, gennaio-febbraio 1993. 21(1): p. 49-54.


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