Appunti di Antropometria

Antropometria ed ergonomia esame - Capitolo I

Scopo del corso

• Fornire informazioni e conoscenze sulla biodiversità dell'uomo
• Il corso si impone di:
  • Conoscere significati e cause della variabilità biologica umana
  • Fornire gli strumenti metodologici di base per procedere ad una valutazione della variabilità biologica, ad un corretto orientamento sportivo e ad una stima dell'impatto dell'allenamento e dell'organizzazione dello stesso, in senso generale e personalizzato
• L'antropometria fornisce inoltre uno studio di alcuni aspetti ergonomici, fornendo gli strumenti per un approccio di base alle:
  • Problematiche di una corretta organizzazione degli spazi lavorativi
  • Allo sviluppo di macchine da gara e/o da allenamento e di strumenti di valutazione (moda, sartoria, vestiti, scarpe etc)

Contenuti del corso

1. La biodiversità nell'uomo attuale ed i fattori che l'hanno determinata e la determinano
2. Concetto di evoluzione
3. Organizzazione e metodologie di una ricerca antropometrica
4. Strumentazione antropometrica
5. Descrizione statistica della variabilità dei caratteri antropometrici
6. Somatometria: apprendimento delle tecniche di rilevazione delle principali misure antropometriche
7. Introduzione alle misure ergonomiche
8. Valutazione della struttura corporea complessiva
9. Analisi del somatotipo
10. Analisi della composizione corporea e sua variabilità
11. Metodi di analisi dell'accrescimento e suo andamento
12. Metodi di analisi dell'invecchiamento e processi biologici associati
13. Applicazione dell'antropometria in ambito ergonomico

Che cos'è l'antropometria

• L'antropometria si occupa di misurare il corpo umano nella sua totalità o nelle sue componenti, a fini statistici e a supporto dell'antropologia
• L'antropologia è una scienza che studia l'uomo, non solo come individuo, ma soprattutto come popolazioni e gruppi umani, etnie (unità indiscutibile della specie umana, diversità dei singoli individui)
• L'antropometria studia l'uomo
• Lo studio dell'uomo è uno studio quantitativo delle caratteristiche biologiche dell'uomo, misurando quindi la variabilità umana

Variabilità umana:

• È data essenzialmente da due componenti:
  • Genotipo → diverso per selezione naturale (patrimonio genetico)
  • Fenotipo → diverso per interazione dell'ambiente (alimentazione, attività fisica etc)
• L'antropometria è definibile pertanto come una scienza che, attraverso tecniche standardizzate di misurazione, esprime quantitativamente le caratteristiche dimensionali, morfologiche e funzionali dell'uomo

Cenni storici dello studio antropometrico

• Lo studio dell'antropometria ha attraversato sostanzialmente due periodi o fasi:
  • Fase artistica:
    • La fase artistica comprendeva l'utilizzo e la determinazione di canoni e moduli, a misura d'uomo, che consentivano di appurare il grado di "bellezza e armonia corporea di un individuo"
    • Tali canoni e moduli vennero elaborati da diversi grandi artisti, tra cui Pitagora, Policleto, Vitruvio
    • Uno studio particolarmente importante fu il famoso studio di proporzioni di Leonardo da Vinci, secondo cui l'uomo può essere inscritto in un quadrato (canone di Vitruvio) e in un cerchio
  • Fase scientifica:
    • Il pioniere di questa fase scientifica fu Petrus Camper (1722-1789), i cui studi si associavano al prognatismo (studi sulla sporgenza della mandibola)
    • Anders Retzius (1842) è ricordato per i suoi studi sulla dolicocefalia e brachicefalia
    • Filiberto Gueneau de Montbeillard elaborò studi sull'incremento staturale, nel corso degli anni, sui propri figli
    • Le prime metodologie e parametri di misurazione antropometrica vennero introdotte con Broca (1864), a seguito del Congresso internazionale di Ginevra (1912) e a seguito dell'International Biological Programme o IBP (1969)

Applicazioni dell'antropometria

• L'antropometria è una scienza correlata ed associata a varie discipline, tra cui:
  • Osteometria
  • Somatometria
  • Fisiometria
  • Kinantropometria

Antropometria applicata al vivente:

• L'antropometria applicata al vivente permette lo studio ed approfondimento di alcuni aspetti, riguardanti l'individuo umano, quali:
  • Nutrizione, salute
  • Esercizio e performance
  • Ambiente fisico, sociale, psicologico
  • Attività fisica
  • Processi di accrescimento ed invecchiamento

Scopi e fini dell'antropometria

• L'antropometria è la tecnica universalmente applicabile, praticabile in studi sul campo, non invasiva e non dispendiosa, che si occupa di valutare:
  • Struttura corporea (forma etc)
  • Taglia corporea
  • Composizione
• L'integrazione e lo studio di questi tre aspetti permettono di dare riscontri e valutazioni sulla maturità biologica e della funzionalità complessiva di ogni individuo
• È importante considerare come sia necessario un incremento del rigore nella determinazione dell'errore, con la opportuna presenza quindi di un tecnico di misura dell'esattezza/attendibilità delle misure

Alcuni esempi di indicatori antropometrici in relazione ai loro obiettivi ed utilizzo

1. Identificazione degli elementi caratterizzanti un individuo o una popolazione umana: morfometrici, somatometrici, fisiometrici etc
2. Riconoscimento di influenza ambientali e sociali nella definizione della struttura fisica di una popolazione
3. Definizione degli standard di normalità di una popolazione nel corso dell'accrescimento, nell'età adulta e nell'invecchiamento
4. Individuazione di soggetti a rischio
5. Valutazione dell'effetto di certi interventi
6. Le valutazioni antropometriche riflettono sia lo stato di salute che quello nutrizionale
7. Confronto tra campioni e/o popolazioni
8. Valutazione della prestazione e della condizione fisica attraverso le dimensioni, proporzioni corporee e la composizione corporea
9. Identificazione di profili di atleti ad alto livello di prestazione ("talenti")
10. Conoscenza di punti antropometrici per l'analisi cinematica del movimento

L'antropometria può venire inoltre utilizzata come strumento di valutazione per orientare politiche sulla salute pubblica e decisioni cliniche (WHO – World Health Organization)

L'antropometria predice performance, salute e sopravvivenza

In sintesi

Applicazioni dell'antropometria:

• Studi sull'accrescimento
• Influenza dell'esercizio fisico
• Prestazioni
• Nutrizione

L'antropometria è rilevante in:

• Ambito medico
• Ambito educazionale sportivo
• Ambito popolazionistico

Ergonomia

• Studia l'adattamento dell'ambiente e degli strumenti di lavoro nell'uomo
• Ergonomia è un termine coniato da KF Murrel (1949)
• Si occupa di analisi e progettazione del lavoro (compresi aspetti organizzativi, informativi, gestionali etc), per cui è indispensabile conoscere le misure del corpo umano
• L'ergonomia può essere definita come scienza del lavoro, della gente che lo fa, degli strumenti che usa, dei luoghi di lavoro, degli strumenti che utilizza e degli aspetti psicosociali delle situazioni lavorative, e anche come la scienza che studia il comportamento dell'uomo durante le sue attività, dal punto di vista fisiologico, psicologico e sociologico

Definizione di lavoro

• Ciò che facciamo per vivere
• Attività che assume un diverso significato a seconda del contesto ove si realizza
• Attività umana che coinvolge un certo grado di capacità o sforzo di qualche tipo
• L'ergonomia percepisce quindi l'uomo non come struttura statica bensì come una struttura dinamica fisiologico-comportamentale
• Le relazioni tra corpo e ambiente artificiale si realizzano nei rapporti oggetti/oggetti (es. divano/televisione), individui/individui e oggetti/individui (es. violino/violinista)

Dimensioni delle unità antropometrico-fisiche

• Comprendono:
  • Misurazione del corpo
  • Valutazione della cultura del corpo propria di ciascun gruppo
  • Relazioni del corpo con l'ambiente
• La relazione fra corpo e struttura fisica è fortemente condizionata da fattori attitudinali (preferenze, motivazioni) e culturali (abitudini, valore legato all'uso dello scopo, addestramento etc)
• L'ergonomia introduce quindi due importanti concetti:
  • Spazio personale: determinazione dello spazio che circonda il corpo (dimensione relazionale)
  • Privacy: insieme complesso di meccanismi corporei e motori, mediante il quale un individuo esercita il controllo della relazione sociale e dell'accesso a sé

Teorie evolutive (Capitolo II)

L'evoluzione è un fatto. L'evoluzionismo è una teoria dinamica, non statica.

Teorici pre-darwiniani

• Aristotele → principio del perfezionamento → ogni specie viene creata separatamente
• Carlo Linneo → teoria della immutabilità della specie o fissismo della specie
• Georges Cuvier → teoria del catastrofismo

Teorie evolutive basate sul "cambiamento"

• Buffon → modifiche da parte dell'ambiente → ogni specie rappresenta il risultato di modificazioni accumulate dalla serie delle ascendenti
• Erasmus Darwin → teorizzò la trasformazione della specie → una prova di tale trasformazione si riscontrava nell'eredità dei caratteri acquisiti
• Egli ipotizzò che tutte le creature viventi discendono da un unico progenitore comune
• Inoltre, egli affermò che la trasformazione della specie è data da fattori quali competizione, selezione, sovrappopolazione e risposte funzionali a stimoli esterni

Teorie dell'evoluzione

Jean Baptiste de Lamarck

• Egli sostenne che le specie viventi sono il risultato di una continua evoluzione, evoluzione dovuta a trasformazioni dovute alle sollecitazioni dell'ambiente, dalle forma più semplici fino a quelle complesse
• La sua teoria è sintetizzabile in due principali concetti: legge dell'uso e del non uso e l'ereditarietà dei caratteri acquisiti

Prima legge di Lamarck (legge dell'uso e del non uso):

• L'aumentato uso di un organo lo sviluppa e lo potenzia, mentre il suo crescente disuso lo indebolisce, fino ad atrofizzarlo e a farlo scomparire

Seconda legge di Lamarck (ereditarietà dei caratteri acquisiti):

• Le modificazioni acquisite per questa via diventano ereditarie, si trasmettono alla discendenza che quindi appare diversificarsi sempre più, anche fino al formarsi di nuove specie distinte
• Quindi, secondo Lamarck, ogni essere vivente sviluppa le parti del corpo che usa maggiormente (uso), mentre altre, poco utilizzate (disuso), regrediscono fino a scomparire
• Un esempio famoso è quello del collo delle giraffe
• Lamarck intuì giustamente che i due punti e fattori fondamentali dell'evoluzione sono ambiente e fattori genetici

Charles Darwin

• Nacque a Shrewsbury, in Inghilterra, nel 1809
• Nel 1831 si imbarcò, come naturalista, a bordo del brigantino Beagle, per un viaggio intorno al mondo che durò 5 anni, durante il quale effettuò una serie di osservazioni, che riassunse nel suo libro, "The Origin of Species"

Basi e concetti pre teoria della specie di Darwin

Viaggio in Argentina e Galapagos

• Durante il suo viaggio, Darwin arrivò ad una constatazione, soprattutto osservando le somiglianze degli animali delle Isole Galapagos con quelli del Sud America
• Le tappe più importanti del suo viaggio furono le esplorazioni in Argentina (grazie a dei ritrovamenti fossili) e nelle Galapagos
• Darwin, osservando le caratteristiche delle tartarughe giganti e dei fringuelli, ottenne una conferma, secondo la quale le specie non sono immutabili ma, pur derivando da un antenato comune, si modificano nel tempo, adattandosi alle differenti condizioni ambientali e creando così nuove specie

• Il "Principles of Geology" di Charles Lyell del 1830 dimostrava, inoltre, che la terra fosse molto più antica di quanto ritenuto in precedenza, per cui poteva aver "concesso" all'evoluzione il tempo necessario (Darwin lesse il libro durante il viaggio intorno al mondo)

Selezione artificiale di piante e animali

Idee di Thomas Malthus, pubblicate nel 1798

• Secondo questo economista, in tutte le specie nascono più individui di quanti ne possano sopravvivere
• Se non esiste un meccanismo di controllo della crescita di una popolazione, questa presto diventa troppo grande perché ci sia cibo per tutti
• Le popolazioni hanno uno sviluppo demografico maggiore delle risorse disponibili, per cui lottano tra loro

Idee di Alfred Wallace

• Giunse circa alle stesse conclusioni di Darwin

Le tappe fondamentali nella selezione naturale di Darwin

• Vengono prodotti più vegetali ed animali di quanti ne sopravvivano
• Nell'ambito di ciascuna specie di questi animali e di questi vegetali esistono variazioni individuali, di ogni grado e sorta
• Fra le diverse varianti riscontrabili, si svolge una lotta per la sopravvivenza e, come risultato della selezione naturale che ne deriva, si ottiene la conservazione del più adatto a sopravvivere

Il meccanismo evolutivo lento ed imperfetto consta di due fasi:

• La variazione: intesa come conseguenza di una mutazione e della ricombinazione genica, fornisce il materiale per la selezione naturale che si concretizza attraverso l'adattamento ambientale
• La selezione naturale

• Per Darwin, quindi, la variazione rappresenta il caso, la selezione la necessità
• Nella prima edizione de L'origine della specie, Darwin non usò mai il termine evoluzione, se non nell'ultimo paragrafo, ma parlò di discendenti con modificazioni
• Dopo un decennio, il libro convinse la maggior parte dei biologi che la biodiversità è il risultato della evoluzione, e che le specie sono un prodotto dell'evoluzione
• Darwin non ottenne lo stesso successo, nella comunità scientifica, affermando che la selezione naturale costituisce il principale meccanismo dell'evoluzione, poiché essa è basata su meccanismi di trasmissione dei caratteri che Darwin non seppe spiegare

Interpretazioni odierne – Neodarwinismo mutazionistico o moderna sintesi dell'evoluzione

• Questa teoria sintetica dell'evoluzione è stata sviluppata in seguito, unendo alle teorie di Darwin le moderne scoperte della genetica sulla trasmissione dei caratteri ereditari (meiosi, leggi di Mendel etc) ed all'individuazione delle mutazioni (cambiamenti del DNA) come origine delle variazioni tra gli individui
• Nel 1925, infatti, fu affermato che l'evoluzione biologica è un processo notevolmente complicato, derivante dalla cooperazione tra mutazioni genetiche e selezione naturale

Prove a favore dell'evoluzione:

1. Fossili
2. Le strutture omologhe
3. Le strutture analoghe
4. Gli organi vestigiali
5. Lo sviluppo embrionale
6. Biogeografia
7. Biologia molecolare e cariotipo

• I reperti fossili permettono, in alcuni casi, di evidenziare le forme intermedie (fossili di transizione) nell'evoluzione di alcuni organismi, così come l'esistenza di specie estinte
• L'anatomia comparata permette di evidenziare la somiglianza tra alcune strutture anatomiche degli organismi
• Strutture omologhe: di derivazione comune, presenti in due specie diverse (es. arti con morfologie diverse nei taxa come i vertebrati, ma caratterizzati tutti da una struttura omologa di derivazione comune)
• Strutture analoghe: strutture con una funzione comune, al di là della loro possibile omologia (le ali degli insetti, degli uccelli e la forma idrodinamica degli arti delle foche e dei pinguini sono esempi di strutture analoghe)
• Organi vestigiali → molti organismi presentano strutture vestigiali che apparentemente non hanno alcuna funzione. Ad esempio, la salamandra, la balena ed il serpente hanno ereditato le ossa posteriori da un comune ancestrale, ma esse sono funzionali solo per la salamandra, per cui sono vestigiali per serpente e balena
• La biogeografia rappresenta la distribuzione geografica degli esseri viventi (a causa dell'isolamento geografico, come riscontrato da Darwin nelle Galapagos, le specie non sono uniformemente distribuite, come si sarebbe invece dovuto verificare con la creazione)
• Una ulteriore documentazione del fenomeno evolutivo proviene dalla paleobiografia che spiega la distribuzione, apparentemente anomala, degli organismi, in virtù dell'evoluzione paleogeografica
• Infatti, la presenza di specie simili (scoiattoli volanti e opossum del miele marsupiali) nei diversi continenti si spiega con la separazione delle specie ancestrali, avvenuta con la deriva dei continenti, e con la divergenza evolutiva dalle specie originali delle popolazioni così separate, fino alla trasformazione in nuove specie, tipiche di ciascuna area geografica
• Altre prove più moderne, a favore dell'evoluzione, provengono dalla documentazione molecolare, in base all'affinità delle sequenza di DNA in specie diverse (es. universalità del codice genetico, somiglianza tra le sequenze)