Antropometria e Ergonomia

Antropometria ed ergonomia

Introduzione

Antropometria: è la “misura dell’uomo”; disciplina che misura il corpo umano, nella sua totalità e nelle sue componenti, a fini statistici o a supporto dell’antropologia.

“Misura dell’uomo” ➔ studio quantitativo delle caratteristiche biologiche del soggetto, la cui variabilità è data da:

• Genotipo: che varia per selezione naturale.
• Fenotipo: che varia per l’interazione con l’ambiente.

Della statura: il genotipo dà un massimo potenziale genetico ➔ esempio staturale, a cui ci siamo avvicinati parecchio negli ultimi anni grazie al miglioramento delle condizioni ambientali (alimentazione e attività fisica su tutte, ma anche i progressi in campo medico).

Cenni storici

Possiamo individuare due fasi di studio dell’antropometria nel corso della storia:

• Fase artistica: ricerca di uno studio che permettesse di definire il concetto di “bello” dal punto di vista artistico, dando quindi riferimenti dimensionali e metrici. Si basava sulla ricerca di “moduli”, ovvero di canoni su cui misurare il corpo umano (ad esempio, nell’Antico Egitto era il dito più lungo della mano). Questa fase ha raggiunto il suo apice nell’età greca e romana, per poi essere ripresa nel Rinascimento.
• Fase scientifica: quella attuale, che nasce nel ‘700 grazie a studi sullo scheletro ad opera dell’anatomista olandese Petrus Camper: egli misurò l’angolo facciale tra meato acustico e mascella, dimostrando come fosse più o meno accentuato a seconda del gruppo etnico di appartenenza (dimostrazione subito usata a fini razzisti); l’antropometria scheletrica andò avanti grazie a studi successivi su dolioncefalia e brachiologia, mentre la fase di studio della crescita longitudinale umana deve la sua origine all’avvocato francese Guenau de Montbéliard, che sempre nel ‘700, studiò suo figlio, tramite due curve, che analizzavano rispettivamente i valori assoluti della crescita e la velocità di crescita.

Svolta del congresso internazionale di Ginevra, con la ➔1919: standardizzazione della tecnica antropometrica, che fu poi applicata anche alla criminalistica e al reclutamento militare. Le Corbusier inizia ad applicare l’antropometria al mondo ergonomico, con la sua idea di architettura a misura d’uomo.

Branche dell’antropometria

• Osteometria ➔ misure scheletriche
• Somatometria ➔ misure corporee
• Fisiometria ➔ misure e valutazioni di caratteri fisiologici (es. capacità visiva)
• Kinanthropometria ➔ utilizzata in ambito sportivo, è l’antropometria applicata al movimento

L’antropometria è praticabile in studi su campo, non ha tecniche invasive o dispendiose, valuta:

• Taglio corporeo
• Struttura corporea
• Composizione corporea

È il rigore: ➔ fondamentale

• Relativo alla determinazione dell’errore tecnico di misura
• Relativo all’esattezza e all’attendibilità delle misure

Alcune applicazioni degli studi antropometrici

• Caratteri predominanti dei vari gruppi etnici
• Riconoscimento di influenze ambientali e sociali nella struttura fisica di una popolazione (ed eventuali ripercussioni sul talento sportivo)
• Definizione degli standard di normalità di una popolazione nelle fasi di accrescimento, età adulta ed invecchiamento
• Ambito epidemiologico, ovvero analizzare lo stato nutrizionale e quello di salute di un soggetto, per individuare i soggetti a rischio e valutare l’effetto di determinati interventi (notevole aumento dell’utilizzo degli indicatori antropometrici negli ultimi 10 anni: la prevenzione per l’obesità nell’occidente ha conseguenze economiche importanti)

Ambito sportivo

Le dimensioni e le proporzioni corporee possono aiutare a determinare profili per la ricerca di atleti d’élite (non è chiaramente l’unico fattore).

Ergonomia

Ergonomia: adattamento dell’ambiente e degli strumenti di lavoro alle esigenze fisiche dell’uomo, per tutelare la salute del lavoratore.

Primi studi legati alla progettazione nell’ambito bellico, è stata ➔ dopo applicata anche alla vita civile (analisi e progettazione del lavoro).

È necessario conoscere:

• Strumenti, luoghi e situazioni del lavoro in questione
• Comportamento del lavoratore, implicazioni psicologiche e sociologiche del lavoro

Ergonomica dell’antropometria

Componente dinamica, ➔ applicazione relativa agli spazi di ingombro in ciascuno dei movimenti specifici realizzati dal lavoratore nelle varie situazioni lavorative.

Sicurezza sul lavoro

Grafico circolare composto da:

• Nucleo centrale ➔ uomo: insieme delle caratteristiche fisiche, psicologiche e sociali del lavoratore e la mansione che egli svolge. Modello tutto intorno a queste variabili.
• Ambiente di lavoro: contenuti, organizzazione e posto di lavoro (posture, dimensioni, movimenti richiesti, visualizzazioni, strumenti, necessità di sforzi…).
• Sfera operativa, perché si basa sullo svolgimento del lavoro.
• Sfera delle reazioni, perché si basa sulla risposta alle situazioni che si verificano.

Variabilità quantitativa

I caratteri possono essere:

• Qualitativi ➔ suddivisibili in classi definite (es. gruppo sanguigno)
• Quantitativi ➔ soggetti a variabilità continua, non suddivisibili in classi (da che misura si è considerati “alti”), il loro grafico ha un andamento gaussiano (a campana)

Galton (1900): scoperta della trasmissione ereditaria dei caratteri quantitativi

Johansen (1909): inizio della definizione di genotipo e fenotipo, scoperta del contributo ambientale all’espressione dei caratteri quantitativi

Mather (1941): scoperta del sistema poligenico che determina i caratteri quantitativi (eredità complessa)

Alcuni caratteri polifattoriali, su cui intervengono ambiente e genotipo:

• Statura
• Q.I.
• Pressione arteriosa

La variabilità genetica è determinabile con un’equazione = + Ovvero, la varianza fenotipica (quantità di variazione) è uguale alla somma tra varianza genetica e varianza ambientale.

Studi sui gemelli

Consentono di discriminare effetti genetici e ambientali sulla variazione fenotipica.

• Carattere diverso-gemelli omozigoti: dato da variabilità ambientale; studi sulla statura hanno mostrato differenze tra gemelli con alleli identici anche fino a 8 cm.
• Carattere diverso-gemelli eterozigoti cresciuti nello stesso ambiente: causa genetica.

Studi simili sono stati svolti in ambito sportivo per studiare l’allenabilità di alcune caratteristiche fisiche e fisiologiche, su tutte il Vo₂ max.

2 coefficienti: stimano l’influenza dei due fattori:

• h: coefficiente di ereditabilità (da 0, ovvero nessuna valenza genetica, a 1, se è solo ereditario); esempio statura ha h medio = 0,92➔ es.
• r: coefficiente di correlazione

Specie umana

La specie umana è polimorfica (caratteristiche diverse da soggetto a soggetto) e politipica (troviamo punti di contatto tra i soggetti, formando i gruppi etnici).

Genetica di popolazione: studia le variazioni genetiche all’interno della popolazione nel tempo. La popolazione non è da intendersi per forza in senso geografico (che comunque rimane la suddivisione più utilizzata), ma anche, ad esempio, basandosi sulle attività svolte (metodo usato nello sport).

Una popolazione si può intendere in due modi:

• Senso biologico (base geografica): più individui interfecondi che condividono una particolare area geografica.
• Senso evolutivo (base sportiva): più piccola entità in grado di modificarsi.

La legge di Hardy e Weinberg del 1908 introduce il concetto di popolazione in equilibrio: “In una popolazione molto grande, in cui si sia instaurato un incrocio casuale e, in assenza di mutazioni, selezioni o migrazioni, le frequenze geniche e quelle genotipiche restano costanti nel corso delle generazioni; inoltre, le frequenze genotipiche sono completamente determinate dalle frequenze geniche”.

Tradotto, ➔ se la popolazione rimane nel tempo costante, uguale e stabile, non c’è possibilità di evoluzione, e quindi tutti i caratteri arriverebbero ad avere h = 1.

Affinché questo enunciato sia valido

• La popolazione deve essere molto numerosa (piccoli numeri possono portare a variabilità)
• Gli incroci tra gli individui sono del tutto casuali
• I vari genotipi non differiscono tra loro per quanto riguarda tasso di riproduzione e sopravvivenza (=non deve esserci selezione naturale)
• Gli alleli dei geni considerati sono estremamente stabili (=non ci devono essere mutazioni)
• La popolazione di riferimento non incorre in variazioni genetiche a causa di migrazioni

Queste condizioni rispettate ➔ le frequenze genotipiche della popolazione sarebbero in equilibrio e immutabili, ovvero non ci sarebbe evoluzione. Il non rispetto di queste condizioni porta invece una spinta modificativa, ➔ ovvero un cambiamento delle caratteristiche di popolazione nel tempo.

Fattori che determinano una diversificazione dei genotipi

• Mutazioni (=formazione di nuovi alleli)
• Selezione naturale (trasmissione differenziale dei vari alleli)
• Drift genetico (variazioni casuali di frequenza genica, risultato del campionamento di piccole popolazioni, ad esempio gli isolati genetici)
• Flusso genico (tra individui di diverse popolazioni)
• Sistema di riproduzione (deviazioni dall’incrocio casuale)

Mutazioni

Sono un cambiamento del codice genetico, e possono essere:

• Indotte da vari fattori (sostanze chimiche, patogeni, radiazioni…)
• Naturale, frutto del caso (errori casuali della DNA-polimerasi)
• Vantaggiosa, apporta vantaggi dall’organismo
• Svantaggiosa, apporta svantaggi all’organismo
• Neutra
• Puntiforme, riguarda una singola base o un singolo gene
• Cromosomiche, riguarda un intero cromosoma

Le mutazioni possono creare una diminuzione del fitness (adattabilità all’ambiente) nell’immediato, ma comunque permette di creare variabilità utile in chiave evolutiva.

Nell’uomo, una quota di variabilità deriva dai meccanismi di riproduzione sessuata (crossing-over e assortimento indipendente dei cromosomi omologhi).

Selezione naturale

Dà origine al concetto di adattabilità (fitness), che misura il contributo gametico (quantità di prole fertile) alla generazione successiva, relativamente al contributo dato dall’individuo più adatto a quell’ambiente.

Correlata alla mutazione: se la mutazione è vantaggiosa, viene selezionata ➔ positivamente la nuova variante allelica.

Esempio: mutazione che modifica la presenza della lattasi (enzima che permette la digestione del lattosio): questo enzima tenderebbe naturalmente a calare negli adulti, provocando intolleranze, ma circa 7500 anni fa, la lattasi è mutata, e l’intolleranza al lattosio è oggigiorno meno presente.

La selezione naturale può essere:

• Selezione contro l’allele recessivo: il contributo gametico dell’allele recessivo viene ridotto proporzionalmente al coefficiente di selezione (=si manifesta sempre meno, ma non scompare mai).
• Selezione contro l’allele dominante: il contributo gametico dell’allele dominante viene ridotto, sia negli omozigoti dominanti che negli eterozigoti; la cosa spinge l’allele dominante a scomparire nel giro di qualche generazione.
• Selezione a favore dell’eterozigote: se la proporzione di due alleli (uno dominante e uno recessivo) eliminati dalla selezione è equivalente, le frequenze geniche di entrambi gli alleli tendono a mantenersi su livelli elevati, favorendo l’eterozigosi.

Esempio dell’anemia mediterranea: i portatori sani sono immuni alla malaria, e viene quindi favorita l’eterozigosi.

Genetic drift (deriva genetica)

Cambiamento della frequenza degli alleli nelle generazioni successive di popolazioni piccole, per cui la probabilità di un allele di passare al figlio non è più del 50%. Anche se l’incrocio è casuale, vista la popolazione ridotta, può avvenire un incrocio tra individui imparentati, cosa che favorisce l’aumento di omozigosi (infatti, molte delle malattie ereditarie diffuse nella nobiltà europea di un tempo erano legate ad alleli recessivi, e si manifestavano in individui omozigoti).

Un tipo di genetic drift è il cosiddetto effetto del fondatore: uno dei fondatori di una nuova popolazione porta un allele recessivo deleterio, che era molto raro nella sua popolazione d’origine, ma diventa molto diffuso nella nuova popolazione.

Flusso genico

Movimento di alleli da una popolazione all’altra, come conseguenza dell’incrocio di individui di popolazioni diverse (ad esempio, a causa delle migrazioni). Questa cosa provoca un aumento della variabilità nella stessa popolazione e contemporaneamente una diminuzione della variabilità tra diverse popolazioni.

Mutazioni ➔ fanno nascere nuove varianti

Drift genetico e flusso genico ➔ modificano la frequenza dell’allele mutante

Accoppiamento non casuale

Non induce modificazioni nella frequenza degli alleli, ma interferisce con il tasso di variazione della frequenza degli alleli; può essere:

• Endogamia: accoppiamenti tra individui geneticamente simili, favorisce l’omozigosi (+ malattie genetiche).
• Esogamia: accoppiamenti tra individui geneticamente dissimili, favorisce l’eterozigosi (+ variabilità e benessere genetico).

Accoppiamento selettivo

La tendenza ad accoppiarsi tra individui con caratteristiche simili (entrambi alti, entrambi biondi…), anche se non imparentati, non contribuisce a creare variabilità.

In sintesi

• Inducono variabilità genetica: mutazioni, selezioni, migrazioni
• Riduce variabilità genetica: piccole popolazioni, unioni non casuali

Pianificazione della ricerca antropometrica

La preparazione della ricerca conta tre fasi:

• Scelta del campione
• Scelta dei caratteri
• Scelta degli strumenti

Scelta del campione

Popolazione: insieme di tutte le possibili manifestazioni di un carattere. Campione: sottoinsieme della popolazione, ricavato da essa mediante opportuni criteri, che ne riproduce le caratteristiche. Tramite il campionamento seleziono il campione; tramite l’analisi statistica rilevo i dati e poi, tramite l’inferenza, elaboro i parametri relativi alla popolazione stessa.

Scelta dei caratteri

Caratteri che sono:

• Morfologici: caratteristiche fisiche (forma corporea, forma del cranio…)
• Metrici: misure (statura, circonferenze, perimetri…)
• Ematologici: caratteristiche genetiche o fisiologiche (gruppo sanguigno)

Punti di repere

Sono i punti di riferimento da cui prendere le misure, che altro non sono che la distanza tra due punti di repere stessi. La statura, ad esempio, è la distanza tra il vertex (parte più alta del cranio) e la planta (pianta del piede).

Sono classificabili rispetto alla definizione:

• Naturali: corrispondono a precise regioni anatomiche e sono individuabili per palpazione.
• Artificiali: stabiliti a tavolino, per avere una definizione precisa di una certa misura.

Altra classificazione in base alla simmetria (ricordiamo che, tranne negli USA e in Australia, in cui misurano dal lato dx, nel resto del mondo si misura sul lato sx):

• Median (impari)
• Laterali (pari)

Ultima classificazione, in base alla superficie:

• Esterni: usati praticamente in tutte le misurazioni antropometriche
• Interni: usati solo per studi sullo scheletro

Il corpo umano ha una forma complessa ed è difficile da misurare. Per ➔ compiere rilevamenti è necessario considerare l’orientamento del corpo e conoscere bene assi e piani (trasversale, frontale, sagittale).

Piano di Francoforte

Orientamento del capo per la misurazione della statura. Si individua come il punto passante per il margine inferiore dell’orbita (orbitale) e l’estremità inferiore del meato acustico esterno (triagon): questa linea deve essere orizzontale.

Misure antropometriche: visione generale

Divisibili in categorie:

• Fondamentali: devono essere presenti in qualunque scheda antropometrica, e sono statura, peso e statura da seduta (da poco rimosso il perimetro toracico).
• Secondarie: sono rilevate solo in indagini antropometriche specifiche su certi parametri.

Altra distinzione:

• Dirette: valutate direttamente sullo strumento usato per la misurazione (peso o statura).
• Indirette: valutate per metodi indiretti di misurazione, come ad esempio la differenza tra due misurazioni (test di Abalakov).
• In proiezione: la misura viene proiettata su un certo piano (apertura delle braccia).

O anche in base alla parte del corpo misurata:

• Cefalometria: tutte le misure legate alla scatola cranica.
• Troncometria: tutte le misure relative al tronco.
• Artometria: tutte le misure relative agli arti.
• Fisiometria: tutte le misure di caratteristiche fisiologiche.

Le misure devono avere:

• Validità e accuratezza
• Tecnica standardizzata
• Un numero funzionale all’obiettivo della ricerca, scartando le misure più inutili (semplicità)
• Devono essere estremamente indicative
• Devono poter essere ripetute
• Possono essere sia statiche che dinamiche

Di conseguenza, l’antropometria è una scienza da campo, praticabile in quasi ➔ di tutti i contesti.

Le misure antropometriche

Sono:

• Lunghezze corporee: statura e statura da seduto, che indirettamente portano alla misurazione anche di altre parti.