Appunti esame Antropometria ed Ergonomia

Esame di antropometria – Stefania Toselli

Domande a me poste

• Come calcolare il proprio somatotipo?
• Analisi impedenza biometrica?
• Indice brachiale?

Voto 30L

Programma

Definizione, cenni storici, indirizzi e metodi di studio, applicazioni. L'equilibrio di Hardy-Weinberg. Fattori di variabilità delle popolazioni umane nell'evoluzione e nel differenziamento. Impostazione di una ricerca di tipo antropometrico/ergonomico. Campionamento - Schedatura - Piani corporei e piani di orientamento - Tecniche di rilevazione, strumentazione utilizzata e variabilità dei principali parametri antropometrici: statura e statura seduto, peso, diametri trasversali, lunghezze, perimetri, pliche corporee. Indici di proporzioni corporee: valutazione e relativa variabilità. Cenni di costituzionalistica. Analisi del somatotipo: valutazione, applicazioni e relativa variabilità. Comprensione corporea: tecniche di valutazione e relativa applicabilità, con particolare riguardo alle tecniche densitometriche, plicometriche e impedenziometriche. Cenni sui fattori di variabilità della composizione corporea. Antropometria ed obesità. Valutazione e interpretazione della percezione dell'immagine corporea. Metodi statistici in antropometria: descrizione del campione, valutazioni comparative. Scelta dei punti di riferimento e delle misure. Metodi di studio dell'accrescimento. Aspetti antropometrici e motori dell'accrescimento. Standard di accrescimento. Indicatori di maturità biologica. Fattori dell'accrescimento. Il trend secolare e sue cause. Metodi di studio dell'invecchiamento. Variabilità biologica connessa all'invecchiamento con particolare attenzione alle variazioni della composizione corporea. Fattori dell'invecchiamento. Interpretazione dell'invecchiamento. Ergonomia: metodi di indagine e aspetti applicativi. Applicazione dell'antropometria in ambito ergonomico. Spazio di lavoro e dimensioni corporee. Principali posture e sforzi posturali.

Cenni storici e definizione

L’antropometria si occupa di misurare il corpo umano nella sua totalità o nelle sue componenti, a fini statistici e a supporto dell’antropologia (studio dell’uomo). L’antropometria effettua uno studio quantitativo delle caratteristiche biologiche dell’uomo e misura la variabilità umana, data dal genotipo (diverso per selezione naturale) e dal fenotipo (diverso per interazione dell’ambiente come dieta ed attività fisica).

Cenni storici

• Fase artistica: l’uomo veniva rappresentato stilizzato e le conoscenze scientifiche del corpo umano erano scarse. Si ricorda in particolare lo studio di proporzioni di Leonardo da Vinci il quale affermò che l’uomo potesse essere inscritto in un quadrato (canone di Vitruvio) e in un cerchio.
• Fase scientifica: oltrepassa l’artistica grazie agli studi anatomici compiuti, si osservò così il prognatismo (prominenza della mandibola, osservata negli australiani), della dolicocefalia (forma allungata e stretta del cranio) e della brachicefalia (conformazione del cranio in cui il diametro longitudinale supera di poco quello trasversale), l’aumento della statura con l’aumentare degli anni (fino a 18) a cui è collegato anche l’incremento staturale molto ampio nei primi 2 anni poi tende a calare e rimanere costante fino ai 12 anni per poi avere un picco ai 14 anni tornando a calare fino a 0 ai 18, iniziano ad essere utilizzati anche strumenti dedicati alle misure corporee.

Nella fase scientifica in particolare si ricorda Le Corbusier, architetto e pittore svizzero, che attraverso l’opera “Misure dell’uomo medio” rappresenta l’uomo in diverse situazioni. Per Le Corbusier le dimensioni dell’uomo ma anche dello spazio occupato nelle posizioni e movimenti sono fondamentali per l’architettura:

• Uomo con braccio alzato alto 2,26m, dunque il soffitto di una stanza abitabile deve essere più alto;
• Se la statura media di un uomo è circa 1,75m, una porta di passaggio è alta circa 2-2,10m. La larghezza delle spalle è di circa 0,55m, la porta deve essere larga almeno 0,6m;
• Un letto, per contenere un uomo comodamente, deve essere lungo circa 2 metri, e deve essere largo circa 0,80m se singolo, e 1,60m se a due piazze.

Le Corbusier realizzò anche “Il Modulor”, una scala di proporzioni basate sulle misure dell’uomo da lui inventate, come linea guida di un’architettura a misura d’uomo.

L'antropometria è suddivisa in

• Osteometria: misura e compara la forma delle ossa;
• Somatometria: misura e compara le forme anatomiche;
• Fisiometria: misura i vari caratteri della faccia;
• Kinantropometria: studia la misurazione, la forma e le funzioni generali dell’organismo.

L’antropometria è la tecnica universalmente applicabile, praticabile in studi sul campo, non invasiva e non dispendiosa. Si occupa di valutare la taglia corporea, la struttura e la composizione del corpo. Esempi di indicatori antropometrici:

• Identificazione degli elementi caratterizzanti un individuo o una popolazione umana;
• Riconoscimento di influenze ambientali e sociali nella definizione della struttura fisica;
• Definizione degli standard di normalità di una popolazione nel corso dell’accrescimento, nell’età adulta e nell’invecchiamento;
• Individuazione di soggetti a rischio;
• Valutazione dell’effetto di certi interventi;

Le valutazioni antropometriche riflettono sia lo stato di salute che quello nutrizionale dell’individuo. In sintesi, l’antropometria può essere applicata in:

• Studi di accrescimento;
• Influenza dell’esercizio fisico;
• Rilevazioni prestazioni;
• Nutrizione;

Appare molto importante in ambito:

• Medico;
• Educazionale sportivo;
• Popolazionistico (es. valutazione dello stato nutrizionale);

Ergonomia

Studia l’adattamento dell’ambiente e degli strumenti di lavoro all’uomo. Si occupa di analisi e progettazione del lavoro, dipende molto dall’antropometria poiché è indispensabile conoscere le misure del corpo umano. L’ergonomia può essere definita come:

• Scienza del lavoro, degli strumenti che vengono usati, dei luoghi di lavoro;
• Scienza che studia il comportamento dell’uomo durante le sue attività;

Per lavoro si intende:

• Ciò che facciamo per vivere;
• Un’attività che assume diverso significato a seconda del contesto in cui si realizza;
• Un’attività umana che coinvolge un certo grado di capacità o sforzo di qualche tipo;

Obiettivi dell’ergonomia:

• Analisi degli effetti della tecnologia produttiva sull’uomo a livello di salute, di prestazione e di comportamenti;
• Progettazione di situazioni lavorative adeguate alle esigenze dell’attività ed alle capacità potenziali dell’operatore, la fine di evitare il logoramento fisico/mentale ed aumentare il rendimento;
• Si pone come disciplina preventiva, avendo lo scopo di studiare come evitare l’insorgenza di effetti dannosi;

Non esiste un uomo medio ma valori medi delle misure compiute.

Teorie evolutive

L’evoluzionismo non è una teoria statica ma dinamica. Teorie pre-darwiniane:

• Aristotele: impiega criteri di classificazione delle specie in base all’habitat o a precise caratteristiche anatomiche. Secondo Aristotele le specie sono eterne ed immutabili, e la riproduzione non determina mai cambiamenti nella sostanza, ma solo negli accidenti dei nuovi individui;
• Linneo: sostenitore della teoria dell’immutabilità della specie, o fissismo. Il fissismo è la teoria biologica secondo la quale le specie vegetali ed animali sono destinate a rimanere sempre uguali a se stesse, si contrappone quindi all’evoluzionismo;
• Cuvier: sostenitore del catastrofismo, ad inizio 1800 le prime scoperte di fossili e gli studi di paleontologia portarono Cuvier a proporre la teoria delle catastrofi. Secondo questa teoria la Terra sarebbe stata interessata nel corso della sua lunga storia da eventi catastrofici, di corta durata, di carattere violento. Cuvier intendeva spiegare in questo modo l’esistenza dei fossili, che egli per primo riconobbe come appartenenti a specie estinte. Cuvier basò la sua teoria principalmente su due osservazioni, l’evidenza di estinzioni di massa e l’assenza di forme graduali tra una specie e l’altra. Questa teoria venne inizialmente usata a sostegno della teoria dell’immutabilità delle specie viventi;

Teorie basate sul cambiamento

• Buffon: per lui ogni specie rappresenta il risultato di modifiche accumulate da parte dell’ambiente;
• Erasmus Darwin: teorizzò la trasformazione delle specie nell’opera “Zoonomia” poi meglio sviluppata dal nipote Charles Darwin. Una prova di tale trasformazione era, come per tutti i suoi contemporanei, l’ereditarietà dei caratteri acquisiti. Erasmus ipotizzò che tutte le creature viventi discendono da un unico comune progenitore, la trasformazione della specie è data dalla competizione, selezione, sovrappopolazione e dalle risposte funzionali a stimoli esterni;
• Lamark: secondo lui le specie viventi sono il risultato di una continua evoluzione, cioè di trasformazioni dovute alle sollecitazioni dell’ambiente, che vanno dalle forme più semplici a quelle più complesse. La teoria di Lamark può essere sintetizzata in due concetti, la 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) e l’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), un esempio di questi due concetti è l’evoluzione della giraffa e della comparsa del collo lungo per mangiare le foglie degli alberi. Lamark intuisce quindi che i due punti fondamentali dell’evoluzione sono l’ambiente e i fattori genetici;
• Charles Darwin: nel 1831 si imbarcò 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”. Le tappe più significative di queste esplorazioni furono in Argentina e nelle Galapagos, egli affermò che 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. Darwin lesse il libro “Principles of Geology” di Charles Lyell che dimostrava come la terra fosse molto più antica di quanto ritenuto in precedenza e quindi poteva aver concesso all’evoluzione il tempo necessario. Le tappe fondamentali nella selezione naturali sono che vengono prodotti più vegetali ed animali di quanti ne sopravvivano, nell’ambito di ciascuna specie di questi animali e 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. Il meccanismo evolutivo lento ed imperfetto avviene in due fasi, la variazione e la selezione naturale. 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. Quindi per Darwin, 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 però di discendenti con modificazioni. Darwin non ottenne lo stesso successo nella comunità scientifica rispetto a quello che ottenne con i biologi, questo perché la selezione naturale si basava sui meccanismi di trasmissione dei caratteri che Darwin non fu in grado di spiegare;

Interpretazione odierna (Neodarwinismo mutazionistico)

La teoria sintetica dell’evoluzione è stata sviluppata unendo alle teorie di Darwin le scoperte della genetica sulla trasmissione dei caratteri ereditari (meiosi, leggi di Mendel,…) ed all’individuazione delle mutazioni come origine delle variazioni tra gli individui. L’evoluzione biologica è quindi un processo molto complicato, derivante dalla cooperazione tra mutazioni genetiche e selezione naturale. Le prove a favore dell’evoluzione sono:

• Fossili: permettono in alcuni casi di evidenziare le forme intermedie nell’evoluzione di alcuni organismi (fossili di transizione), così come l’esistenza di specie estinte;
• Le strutture omologhe ed analoghe: l’anatomia comparata permette di evidenziare la somiglianza tra alcune strutture anatomiche degli organismi. Le strutture omologhe sono di derivazione comune presenti in due specie diverse, quelle analoghe sono strutture che hanno una funzione comune al di là della loro possibile omologia;
• Organi vestigiali: molti organismi presentano strutture vestigiali che apparentemente non hanno alcuna funzione. Sono vestigiali quegli elementi di un organismo che in esso persistono ma che hanno perso del tutto la funzionalità che invece avevano in un antenato o nell’embrione;
• Sviluppo embrionale: le tappe dello sviluppo embrionale (ontogenesi) racchiudono la storia evolutiva dell’embrione (filogenesi). L’embrione ripercorre lungo il suo sviluppo le diverse tappe delle forme animali inferiori prima di arrivare all’apparenza umana;
• Biogeografia: distribuzione geografica degli organismi viventi. Darwin notò la somiglianza tra gli animali delle Galapagos e quelli del sud America. A causa dell’isolamento geografico le specie non sono uniformemente distribuite come si sarebbe dovuto verificare con la creazione. Inoltre con la paleo biogeografia si spiega la distribuzione apparentemente anomala degli organismi in virtù dell’evoluzione paleogeografica. La presenza di specie simili 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;
• Biologia molecolare: documentazione molecolare in base all’affinità delle sequenze di DNA in specie diverse;
• Cariotipo: somiglianze tra i cromosomi umani e dello scimpanzé;

Variabilità quantitativa

La variabilità continua è quella che frequentemente si riscontra in natura e riguarda caratteri importanti per l’adattabilità degli individui alle varie condizioni ambientali. I caratteri possono essere quantitativi quando presentano gradi di continuità nella variabilità fenotipica all’interno di un gruppo di individui e possono essere misurati medianti analisi matematiche, oppure qualitativi quando rappresentano un carattere ereditario che in una popolazione si presenta e varia con stati discreti e non continui (es. numero delle vertebre nei pesci o gruppi sanguigni nell’uomo). L’eredità è complessa quando è poligenica (sostenuta da molti geni) e poli-fattoriale (carattere la cui variazione è sostenuta da fattori genetico + ambientali).

Grado di determinazione genetica della variabilità

Varianza = quantità di variazione. La varianza fenotipica può essere scomposta in due quote additive:

V = V_g + V_e

• V = varianza fenotipica
• V_g = varianza genetica
• V_e = varianza ambientale

Sull’uomo gli studi sui gemelli contentono di discriminare gli effetti sulla variazione fenotipica dovuti all’ambiente rispetto a quelli dovuti ai geni. Gemelli identici (monozigoti) = alleli identici (cloni). Gemelli fraterni (dizigoti) = 50% degli alleli in comune. Se un carattere è diverso tra due gemelli monozigoti, la variazione deve essere causata per forza dall’ambiente, le impronte digitali tra gemelli identici sono diverse (dovuta all’ambiente già durante lo sviluppo embrionale), se vi sono maggiori variazioni in un carattere tra gemelli dizigoti rispetto a monozigoti, queste sono dovute a fattori genetici essendo l’ambiente identico per entrambi i tipi di gemelli. La variabilità è importante poiché ha consentito l’evolversi e l’affermarsi della specie umana.

Genetica di popolazioni

Studia le variazioni della composizione genetica delle popolazioni nel tempo. Nasce come logica conseguenza dello sviluppo della genetica mendeliana e studia geni e alleli non più nella singola famiglia, o nel singolo incrocio, ma in popolazioni di individui interfecondi e le frequenze alleliche. La popolazione è l’unità di osservazione e può essere presa:

• In senso biologico, gruppo di individui che si possono riprodurre fra loro e che condividono una particolare area geografica;
• In senso evolutivo, più piccola entità in grado di modificarsi;

Importante è il concetto di frequenza (relativa) come rapporto tra il numero di elementi di un insieme con una data proprietà e il numero totale di elementi dell’insieme.