E' molto difficile stabilire una correlazione di tipo causa-effetto tra le variabili in quanto ognuna di esse è influenzata a sua volta da altri fattori.La fatica può essere definita come un particolare livello di forza tale da non poter essere mantenuto nel tempo. La fatica muscolare implica una serie di modificazioni biochimiche e fisiologiche che possono essere percepite contemporaneamente a livello periferico (nel muscolo e nelle sue fibre muscolari) e centrale (nel sistema nervoso centrale) (51 -54).Nel 1979 un lavoro di Yasuyuki Kawazoe (55) descrive il comportamento elettromiografico del muscolo che manifesta fatica durante una contrazione di tipo isometrico. Quando il muscolo vien affaticato la relazione tra l'attività elettrica e la tensione durante la contrazione volontaria isometrica è di tipo lineare ma con differente pendenza. Già Edwards aveva sottolineato come l'aumento di attività elettrica durante lo sforzo muscolare fosse imputabile ad un costante e nuovo reclutamento di unità motorie al fine di compensare il decremento di forza espresso nella contrazione di fibre affaticate. La pendenza che assume la curva relativa alla tensione può essere considerata una spia dell'efficienza individuale della forza espressa dalle fibre (56). I muscoli masticatori presentano una lieve attività anche durante il riposo (57,58), inizialmente questa non veniva rilevata perchè potenziali di basso livello venivano confusi con il rumore della registrazione. Un'evoluzione nelle tecniche elettromiografiche e l'utilizzo di registrazioni bipolari permisero la valutazione dei potenziali di riposo (veniva registrato un segnale molto lieve, persisteva infatti un'attività antigravitaria) e di riscontrare un incremento della tensione residua nel muscolo affaticato o dolente.Un equilibrata attività elettromiografica nel paziente durante la contrazione isometrica dei muscoli masticatori è sintomo di buon adattamento del sistema neuromuscolare alla condizione occlusale presente (59).In uno studio di R. V. Buzinelli (60) venne evidenziato, come già era stato fatto precedentemente da Tzakis nel 1992 (61), che la fatica producesse una riduzione dell'ampiezza del ciclo masticatorio senza un'alterazione dell'ampiezza delle fasi di attivazione dei muscoli massetere e temporale. In questo studio venne focalizzata l'attenzione sul periodo di masticazione. Aumentavano i segni di fatica quando la richiesta passava da 30s a 500s. In accordo con un lavoro di Christensen (62) sembra che gli effetti siano imputabili all'ischemia che il lavoro muscolare determina.Durante la contrazione prolungata nel tempo o di intensità elevata compaiono cambiamenti intramuscolari in termini di flusso sanguigno, accumulo di acido lattico, flusso di acqua, temperatura e concentrazione dei metaboliti etc. Questi cambiamenti possono essere collegabili al meccanismo di sviluppo della fatica che prontamente si genera e che può essere dimostrato direttamente registrando una diminuzione della forza muscolare. Al contrario durante sforzi di bassa intensità o di breve durata è discussa l'insorgenza di meccanismi di fatica. In generale si rileva che la massima forza espressa non decresce e ne insorgono meccanismi di contrasto alla perfomance submaximale delle fibre muscolari (78). L'alterazione omeostatica nell'attività prolungata potrebbe indurre cambiamenti come disturbi della funzione mitocondriale (79). La fatica che si sviluppa nella contrazione e la riduzione della forza massimale esercitata potrebbe essere dunque indicatore di un disturbo dell'omeostasi (80). E' stato evidenziato (78) come la contrazione con un basso reclutamento di UM possa essere il risultato di un fallimento nel processo di eccitazione-contrazione associato ad un disturbo dell'omeostasi del Ca 2+ .Nei test svolti con una contrazione di un elevato numero di unità motorie probabilmente gli indicatori di fatica vengono mascherati dal reclutamento di maggiori UM che non vengono coinvolte nella contrazione a bassa tensione (78).La relazione tra l'elettromiografia è la forza registrata è strettamente legata al controllo del sistema nervoso centrale sulle unità motorie. Questo può essere differente nel dolore muscolare o nella fatica muscolare (81). Le manifestazioni mioelettriche di fatica includono un adattamento periferico e centrale dei muscoli (45). L'ampiezza del segnale elettromiografico è una misura del pattern di attivazione volontaria del muscolo scheletrico.Nella contrazione sub-maximale viene dunque rivelato un aumento considerevole di unità motorie ed un aumento della frequenza di scarica. Questi sono entrambi meccanismi per far fronte ad una diminuzione della forza espressa nella contrazione prolungata del muscolo. Nella contrazione massimale normalmente si verifica un declino dell'ampiezza, concomitante a un cambiamento del potenziale della fibra muscolare ed una diminuzione della frequenza di scarica (83 -87). Lo slittamento verso uno spettro di frequenze minore osservabile durante la fatica è attribuibile in larga parte alla diminuzione di conduzione del potenziale lungo il sarcolemma, oltre a questo il cambiamento della modalità di scarica dell'unità motoria gioca un suo ruolo importante (88). Un controllo da parte del sistema nervoso centrale contribuisce a preservare l'integrità delle fibre dalla fatica durante il corso della contrazione. Questo meccanismo contribuisce a rendere difficilmente individuabili i cambiamenti nei risultati ottenuti dell'esame elettromiografico di superficie (in termini di una diminuzione della conduzione delle fibre contemporaneamente ad un'alterazione della frequenza Hz).Nel meccanismo che porta alla fatica come risultato il muscolo riceve dunque un segnale sub-ottimale tale che non sia in grado di generale una risposta alla sua massima capacità.L'intensità dell'attivazione muscolare si individua attraverso valori espressi in µV. Il parametro che ci viene fornito dall'elettromiografo risulta essere quindi il valore medio dell'intensità di attivazione del muscolo analizzato (83). La presenza di un sovracontrollo centrale e l'interferenza di potenziali da parte di unità motorie limitrofe (fenomeno cross-talk) determina artefatti dell'output elettromiografico e del segnale tale che la variazione di potenziale misurabile risulti spesso esigua (83,84).Nella analisi spettrale compiuterizzata del segnale elettromiografico di fatica si evidenziano alterazione della frequenza (Hz) dell'ampiezza (µV) e della durata del singolo periodo considerato.Nella Fatica progressivamente si verifica un'alterazione del eccitabilità della membrana con cicli di eccitazione della fibra (Hz) che risultano ridotti in numero nell'unità di tempo e aumentati nella loro durata ( f = 1 / T).Anche il potenziale massimale espresso risulta ridotto. Una diminuzione della capacità di depolarizzazione delle fibre muscolari comporta una riduzione del pattern di reclutamento del numero di fibre muscolari coinvolte nella contrazione con un risultante calo dell'ampiezza del segnale (µV) registrato degli elettrodi (89).In campo odontostomatologico l'elettromiografia è stata introdotta alla fine degli anni 50. Da allora sono state condotte numerose indagini cliniche e sperimentali, che hanno evidenziato le potenzialità di questa metodica strumentale nella diagnosi e nel follow-up del paziente gnatologico ed ortodontico. La metodica può essere utilizzata per l'analisi di condizioni di riposo, di contrazione isometrica, nella funzione masticatoria e per lo studio dei riflessi dell'apparato stomatognatico.La tecnica elettromiografica durate la contrazione offre una finestra nella quale fisiologi e clinici possono trarre informazioni sull'anatomia e fisiopatologia della superficie del muscolo scheletrico. In accordo con la Accademia Americana di Neurolgia, l'EMG può essere considerata uno strumento accettabile nell'analisi kinesiologica dei disordini del movimento, per le diverse tipologie di tremore, mioclono, distonia e valutazione dei disturbi della postura. Ci sono solo poche informazioni sulle limitazioni della metodica che affliggono la registrazione dell'attività dei muscoli masticatori. L'elettromiografia, con i relativi valori di ampiezza, è una della metodiche non invasive maggiormente utilizzate nella diagnosi delle mioartropatie (MAP), in alcune dignazie ortodontiche ed in generale per il check-up muscolare del paziente odontostomatologico.Molti studi sottolineano come i valori estrapolabili dall'esame elettromiografico abbiano un reale significato diagnostico. Una bilanciata misurazione durante la masticazione viene considerata un segno di buon adattamento neuromuscolare del sistema alla condizione occlusale (1,2). La riduzione dell'attività registrata dall'EMG (70) della forza occlusale (71,72), della capacità di mantenere la contrazione nel tempo (73) e dei valori di MEAN (Hz come dati spettrali) nel tempo (73 -75).L'analisi dei dati dell'EMG non ha un significato diagnostico per se stesso ma può rappresentare una via per trasferire conoscenze di tipo fisiologico alla pratica clinica. L'attività elettrica del muscolo è proporzionale alla quantità di energia che viene somministrata, per questo motivo l'EMG viene impiegata per determinare la quantità totale di energia che viene spesa nella masticazione (76,57). L'ampiezza e la velocità dei movimenti mandibolari diminuiscono nei pazienti con disordini cranio-mandibolari (68).Il dolore indotto nei muscoli masticatori attraverso iniezioni saline in entrambi i muscoli massetere venne osservata una diminuzione della capacità funzionale (77). Prima di iniziare le registrazione si è provveduto a fornire informazioni ai volontari a riguardo dell'apparecchiatura utilizzata e sulle diverse fasi di cui la procedura sarebbe stata composta.La prima fase dello studio è stata divisa in dieci periodi di "fatica" caratterizzati ognuno da una contrazione isotonica di durata 48 secondi ed una isometrica di 12 secondi. La seconda fase di "riposo" anche questa caratterizzata da 10 periodi ma con 48 secondi di riposo alternati ad una contrazione isometrica di 12 secondi. Per ogni registrazione sono stati monitorizzati contemporaneamente i muscoli massetere destro e sinistro, temporale anteriore destro e sinistro. (Fig. Gli elettrodi sono stati posizionati a livello dei muscoli massetere e temporale anteriore di destra e di sinistra dopo aver determinato la posizione corretta attraverso la palpazione. Gli elettrodi su tutti i soggetti sono stati applicati dallo stesso operatore dopo aver detersa la cute con alcol per ridurne l'impedenza.  (11.50 -11.85 sec.) (4) Tono posturale dopo la contrazione isometrica Sotto il grafico spettrale si ritrovano le differenze di potenziale espresse in µV e le frequenze di scarica medie (Hz) degli intervalli considerati. Grafico 5.4.1: Riportati i valori di µV medi e le rispettive deviazioni standard della fase di "fatica" (a sinistra) e di "riposo" (a destra) per i 10 soggetti. Si evidenza la diminuzione dei valori in quasi tutti i soggetti nei 12 secondi di contrazione isometrica. Grafico 5.4.2: Riportati i valori di Hz medi e le rispettive deviazioni standard della fase di "fatica" (a sinistra) e di "riposo" (a destra) per i 10 soggetti. Si evidenza la diminuzione dei valori in quasi tutti i soggetti nei 12 secondi di contrazione isometrica. Grafico 5.4.3: Riportati i valori di µV medi e le rispettive deviazioni standard della fase di "fatica" (a sinistra) e di "riposo" (a destra) per i 10 soggetti. Si evidenza la diminuzione dei valori in quasi tutti i soggetti nei 12 secondi di contrazione isometrica. Grafico 5.4.4: Riportati i valori di Hz medi e le rispettive deviazioni standard della fase di "fatica" (a sinistra) e di "riposo" (a destra) per i 10 soggetti. Si evidenza la diminuzione dei valori in quasi tutti i soggetti nei 12 secondi di contrazione isometrica. Grafico 5.4.5: Riportati i valori di µV medi e le rispettive deviazioni standard della fase di "fatica" (a sinistra) e di "riposo" (a destra) per i 10 soggetti. Si evidenza la diminuzione dei valori in quasi tutti i soggetti nei 12 secondi di contrazione isometrica. Grafico 5.4.6: Riportati i valori di Hz medi e le rispettive deviazioni standard della fase di "fatica" (a sinistra) e di "riposo" (a destra) per i 10 soggetti. Si evidenza la diminuzione dei valori in quasi tutti i soggetti nei 10 secondi di contrazione isometrica. Grafico 5.4.7: Riportati i valori di µV medi e le rispettive deviazioni standard della fase di "fatica" (a sinistra) e di "riposo" (a destra) per i 10 soggetti. Si evidenza la diminuzione dei valori in quasi tutti i soggetti nei 12 secondi di contrazione isometrica. Grafico 5.4.8:Riportati i valori di Hz medi e le rispettive deviazioni standard della fase di "fatica" (a sinistra) e di "riposo" (a destra) per i 10 soggetti. Si evidenza la diminuzione dei valori in quasi tutti i soggetti nei 10 secondi di contrazione isometrica.  8) -( 9) -( 10) -( 11) si evidenzia una correlazione tra i valori di Hz e µV registrati dall'elettromiografia di superficie durante la contrazione isometrica. I meccanismi fisiologici di fatica determinano una diminuzione dell'impulso di depolarizzazione contemporaneamente ad una ridotta eccitabilità della membrana delle diverse unità motorie. Tab. 5.4.12 Tab.5.4.13 6. DISCUSSIONE I valori di AVG ci definiscono la tensione media del muscolo scheletrico in un intervallo selezionato rilevata dalla sommatoria dei segnali delle singole unità motorie. Con l'incremento di fatica si osserva un decremento della capacità muscolare di rispondere ad uno stimolo: riduzione dell'eccitabilità dell'unità motoria, della velocità di conduzione dell'impulso nell'UM e della tensione muscolare sviluppabile. Questi risultati sono riscontrabili nella diminuzione dei valori di Hz, di µV e di velocità di conduzione sia per la fase di fatica che per quella di riposo.Non potendo definire in maniera univoca la variabile indipendente tra µV e Hz ed essendo questi influenzati contemporaneamente da una molteplicità di fattori si è cercata una correlazione attraverso l'indice di Pearson. I risultati ottenuti confermano una correlazione nel confronto tra variabili AVG ed Hz nelle prove di fatica e riposo come ci si poteva aspettare dall'analisi della letteratura (85,86,89). (Vedi grafici 5.4.8-11) Dall'analisi del test t-Student con significatività pari al 95% si evince che non vi sia una differenza statisticamente significativa con p ≤ 0.05 tra i valori di µV rilevati nella fase isometrica preceduta da 48 sec. di contrazione isotonica o di riposo (tab.6.1).Questo significa che sia che il muscolo lavori che si riposi riesce ad eseguire la stessa contrazione isometrica. I risultati suggeriscono che che la fatica non influenzi il rendimento del sistema. Il grafico della VAS (fig 6 .2) riporta i valori delle prove di "fatica" nella metà di sinistra e di "riposo" nella metà destra. I valori della VAS riportati ci definiscono l'andamento della sensazione dolorosa percepita dal paziente con l'aumentare od il diminuire della fatica muscolare.