EFFETTI DELL'ATTIVITA FISICA PROGRAMMATA SULLO SVILUPPO DEL BAMBINO DAI 6 Al 10 ANNI

M Filippa - G. Carriglio
Istituto di Medicina dello Sport FMSI-CONI di Torino e della Regione Piemonte.
La ricerca è stata realizzata con finanziamento della Regione Piemonte e in collaborazione con il Provveditorato agli Studi di Torino.

INTRODUZIONE
Numerosi autori, prevalentemente statunitensi e canadesi, esprimono oggi pareri concordi sulla progressiva riduzione dell'efficienza fisica nei bambini e nei ragazzi in accrescimento in apparente relazione con la ridotta attività fisica svolta e più in generale con lo stile di vita che è tipico di questo fine millennio. In particolare studi recenti apparsi in letteratura mettono in evidenza sia il problema della riduzione della capacità funzionale nei bambini dei paesi economicamente avanzati, in conseguenza di abitudini troppo sedentarie, sia l'importanza che una corretta ed adeguata attività motoria ha sullo sviluppo fisico e psichico nei soggetti in età evolutiva (1, 2, 3, 4). Analoghe osservazioni sono state fatte dall'Istituto di Medicina dello Sport CONI-FMSI di Torino sulla popolazione di prima media, presentate nella pubblicazione "Bambini a Torino" (5) e corrispondono all'impressione di molti insegnanti di Educazione Fisica circa una progressiva riduzione delle capacità condizionali e coordinativi della media degli alunni. L'esperienza e le acquisizioni maturate in oltre vent'anni di ricerca in questo campo hanno motivato l'Istituto di Medicina dello Sport CONI-FMSI di Torino ad approfondire le conoscenze anche nell'ambito della scuola elementare. In una ricerca iniziata dall'lstituto sugli alunni di 8-10 anni frequentanti nell'anno scolastico 1994-95 le classi terze, quarte e quinte elementari, estesa successivamente anche alle prime e seconde classi (6, 7), è emerso come l'attività fisica guidata tre ore la settimana abbia determinato un miglioramento di molte prestazioni motorie (forza muscolare degli arti superiori e inferiori, salto in alto e in lungo da fermo, agilità e destrezza). Incrementi simili a quelli rilevati sono stati evidenziati nei bambini solo con allenamenti specifici di elevata intensità e volume (31). Questo fa pensare che le prestazioni iniziali cioè la preparazione fisica dei bambini fosse scarsa, relativamente alle loro potenzialità. Infatti, i miglioramenti maggiori con l'allenamento si ottengono in soggetti decondizionati (37). Da questi iniziali rilievi, per meglio osservare le modificazioni dell'efficienza fisica, cardiocircolatoria e della composizione corporea nel tempo, è nata l'idea di organizzare uno studio longitudinale della durata di cinque anni sull'intero ciclo della scuola elementare. SCOPO DELLA RICERCA Scopo del presente lavoro è quello di osservare nel tempo l'effetto sulle capacità motorie e sull'efficienza fisica di un programma di attività motoria, guidato da insegnanti di educazione fisica coadiuvati dall'insegnante della scuola elementare e pianificato secondo gli obiettivi didattici contenuti nei programmi ministeriali del 1985, di tre ore la settimana in bambini di entrambi i sessi dai 6 ai 10 anni. METODI E STRUMENTI Sono stati presi in considerazione nell'anno scolastico 1995-96 circa 400 soggetti di sesso maschile e femminile, appartenenti a quattro classi per ogni livello di due scuole elementari di Torino. Le classi sono state divise, in modo randomizzato, in modo tale che in una stessa scuola una ha seguito il programma tradizionale (gruppo di controllo: GC) ed una è stata organizzata per effettuare un'ora di attività motoria di base per tre volte alla settimana a giorni alterni, sotto la guida di un insegnante di educazione fisica coadiuvato dalla maestra della classe (gruppo sperimentale: GS). Lo studio è iniziato nell'anno scolastico 1995-96 ed è proseguito negli anni 96-97 e 97-98 con i soggetti mantenuti sempre nello stesso gruppo. Abbiamo formato 3 sottogruppi ognuno contenente gli stessi soggetti studiati longitudinalmente in 6 controlli successivi eseguiti all'inizio ed alla fine di ogni anno scolastico (ottobre '95, giugno '96, ottobre '96, maggio '97, ottobre '97 e giugno '98). Il primo sottogruppo contiene quindi i soggetti che all'inizio della ricerca hanno frequentato la prima classe e nei due anni successivi la seconda e la terza elementare (SG1), il secondo e terzo sottogruppo comprendono rispettivamente i soggetti che hanno frequentato nel triennio la 2a, 3a e 4a elementare (SG2), e la 3a, 4a e 5a elementare (SG3). Dopo essere stati sottoposti ad un controllo medico generale per valutare lo stato di salute i soggetti hanno eseguito due batterie di test, in laboratorio presso l'Istituto di Medicina dello sport CONI-FMSI di Torino e sul campo presso le palestre delle scuole. Le misure antropometriche hanno compreso oltre al peso ed alla statura il rilievo delle pliche sottocutanee a livello bicipitale, tricipitale, sottoscapolare e sovrailiaca con plicometro di Lange secondo la tecnica standardizzata (13). La percentuale di tessuto adiposo è stata valutata utilizzando i dati plicometrici secondo la metodica di Lohman (14) elaborando la somma delle pliche tricipitale e sottoscapolare. La mobilità articolare delle spalle in estensione, del tronco in flessione e delle anche in adduzione è stata rilevata con test specifici, già altrove descritti (15). La forza muscolare è stata valutata con metodo isometrico. E' stata determinata la forza isometrica volontaria massima (FIVM) dei muscoli di pressione della mano destra e sinistra, degli estensori del tronco e degli estensori del ginocchio destro e sinistro secondo metodo standardizzato (15). Per determinare l'efficienza dell'apparato cardiocircolatorio è stato utilizzato lo step-test di Harvard modificato. Abbiamo fatto uso di un gradino di 30 cm per i soggetti di la e 2a elementare, aumentato a 35 cm per le classi successive. La prova è durata 3 minuti, al termine dei quali è stata registrata la frequenza cardiaca nella fase di recupero per il calcolo dell'indice di Harvard (I.H.) (15). I test da campo sono stati eseguiti sotto la guida degli insegnanti di educazione fisica ed hanno compreso le seguenti prove: salto in lungo da fermo, salto in alto da fermo, lancio della palla medica (1 kg per la e 2a, 2 kg per le altre classi), corsa di velocità sui 30 meri con partenza da fermo, corsa a navetta (4 x 9 m), circuito di destrezza. La tecnica di esecuzione è quella descritta da Merni e Carbonaro (16). Ogni test è stato ripetuto tre volte tranne i test di corsa a navetta e il circuito di destrezza che, dopo essere stati provati, sono stati eseguiti una sola volta. Nelle prove che sono state ripetute è stato preso in considerazione il valore medio. Per la valutazione statistica delle differenze fra i vari gruppi è stata utilizzata l'analisi della varianza. In caso di significatività del valore F le differenze fra i vari sottogruppi sono state valutate con il test q di Student-Newman-Keul RISULTATI La scelta iniziale dei gruppi GC e GS in ognuno dei tre sottogruppi è stata fatta in modo casuale in ciascuna delle scuole elementari che hanno collaborato allo studio e l'analisi statistica ha evidenziato come nella prima valutazione (ottobre '95) non vi fossero differenze significative fra i due gruppi in nessuno dei parametri analizzati. L'analisi multivariata su tutti i dati del primo controllo ha evidenziato una correlazione significativa dell'età, oltre che naturalmente con i parametri antropometrici, con la forza muscolare e tutti i test da campo. L'analisi delle componenti principali (PCA) mette in rilievo come oltre a questo primo e più importante fattore sia possibile identificarne almeno altri tre distinti. Un secondo fattore è costituito infatti dalle pliche cutanee e cioè dal tessuto adiposo, un terzo dalla mobilità articolare ed un quarto fattore dall'indice di Harvard e cioè dall'adattamento allo sforzo dell'apparato cardiocircolatorio. Questi quattro fattori spiegano il 71% della variabilità. Tenuto conto di questi dati per ridurre il numero di parametri abbiamo quindi calcolato un indice di forza dato dalla somma delle misure dei flessori della mano (media del valore di destra e sinistra), estensori della colonna ed estensori del ginocchio (media del valore dei muscoli della coscia destra e sinistra). Per semplificare la presentazione dei dati abbiamo preso dapprima in considerazione solo i soggetti di cui fossero disponibili i valori almeno dei primi due e degli ultimi due controlli effettuati. Quindi i soggetti disponibili nel gruppo sperimentale sono risultati 28, 20 e 24 rispettivamente nei tre sottogruppi (SGI, SG2, SG3) e quelli del gruppo di controllo 24 , 15 e 31, per un totale di 72 in GS e di 70 in GC. Gli incrementi di peso e di statura sono percentualmente simili in tutti i sottogruppi e pari al 40% ed al 13% circa del valore iniziale rispettivamente. Le identificazioni delle pliche sottocutanee sono disuniformi e mediamente corrispondono al 44% nel gruppo GC (variabilità da un minimo di 21 ed un massimo del 62% nei diversi sottogruppi) e del 25% in GS (variabilità da 11% a 44% nei sottogruppi).Analogamente il tessuto adiposo ha presentato incrementi medi rispettivamente del 33 e 18%. L'indice di forza è risultato variare uniformemente nei sottogruppi. In media l'incremento è stato però del 49% in GC e 66% in GS. Analizzando i singoli gruppi muscolari non si evidenzia una prevalenza dell'uno sugli altri. La flessibilità delle spalle si riduce in tutti i sottogruppi tranne che nei soggetti di la-3a elementare nel gruppo GS. Mediamente la riduzione è del 22% in GC e del 6% in GS. La flessibilità del tronco peggiora nel sottogruppo di 2a-4a classe del GC e migliora in tutti gli altri. La flessibilità delle anche evidenzia in media un peggioramento del 8% sia in GC che GS. La frequenza cardiaca massima durante il test di Harvard tende ad incrementare in GS mentre l'indice del test evidenzia un miglioramento di circa il 6% in GS ed è invariato in GC. Eccettuato che per il salto in lungo, percentualmente i miglioramenti sono risultati più evidenti in GS. Gli incrementi maggiori sono evidenziabili nei salti in alto ed in lungo (40% circa) e quelli minori nei test a navetta 9% in GC e 13% in GS. Si può osservare in generale che con l'aumento dei valori assoluti con l'età si riduce il miglioramento percentuale. Per analizzare l'andamento longitudinale negli anni dei parametri considerati abbiamo preso in considerazione solo i soggetti di cui fossero disponibili i valori a tutti i controlli effettuati. Quindi i soggetti disponibili nel gruppo sperimentale sono risultati 28, 20 e 22 rispettivamente nei tre sottogruppi (SGI, SG2, SG3) e quelli del gruppo di controllo 22, 13 e 27, per un totale di 70 in GS e di 62 in GC. Per studiare la curva di crescita abbiamo dapprima calcolato per ogni soggetto i parametri della retta di regressione nel tempo considerando uno il primo controllo e così via sino a sei per l'ultimo. Abbiamo anche preso in considerazione un indice dato dalla differenza fra valore finale e iniziale. Studiando nell'ambito di ogni gruppo il comportamento della regressione nei tre sottogruppi non abbiamo rilevato delle differenze sistematiche significative sia per quanto riguarda la pendenza della retta che la differenza fra valore finale ed iniziale, abbiamo pertanto ritenuto di poter fondere assieme i tre sottogruppi per analizzare le differenze complessive fra GC e GS, semplificando la presentazione dei risultati. Per i test di laboratorio abbiamo rilevato incrementi finali significativamente diversi a P<0,05 per quanto riguarda l'I.H. e a P<0,01 per la forza muscolare mentre i coefficienti angolari delle rette di regressione sono risultati simili. Nell'ambito dei test da campo le differenze fra valori finali ed iniziali sono risultate significative a favore del gruppo GS per tutti i test eccettuato il salto in lungo da fermo. Per il lancio della palla medica è risultato significativamente maggiore anche il coefficiente angolare della retta di regressione. Per capire meglio questi dati ed in particolare la mancanza di significatività dei coefficienti angolari in rapporto alla differenza valore finale ed iniziale abbiamo analizzato le differenze di prestazione tra test successivi. Abbiamo considerato le variazioni invece dei valori assoluti per ridurre la variabilità fra i soggetti dei tre sottogruppi dovuta all'età. Il peso corporeo aumenta in modo simile fra i diversi controlli sia nel gruppo GS che GC analogamente alla percentuale di tessuto adiposo. La somma delle 4 pliche sottocutanee tende ad evidenziare più spiccatamente nel gruppo GS una riduzione durante il periodo scolastico ed un aumento nel periodo estivo. Comportamento analogo per quanto riguarda la forza muscolare è presente nei soggetti di GS, cioè gli incrementi sono significativamente maggiori nel periodo scolastico con la pratica di attività motoria guidata. In GC invece l'incremento, fra i vari periodi, di misura non è risultato significativamente diverso. La flessibilità delle spalle pur presentando un risultato finale migliore nel gruppo GS non evidenzia un andamento particolare ma i valori appaiono aumentare e diminuire a caso nei due gruppi. La mobilità del tronco presenta invece valori finali analoghi in GC e GS ma il gruppo GS evidenzia un andamento stagionale. I valori migliorano durante il periodo scolastico e peggiorano nel periodo estivo. Le modificazioni della frequenza cardiaca massima sotto sforzo durante il test di Harvard e dell'indice del test fra i diversi controlli non presentano significative differenze, anche se i valori finali rispetto a quelli iniziali sono migliori nel gruppo GS come abbiamo già sottolineato. Tutti i test da campo presentano invece un comportamento diverso fra i bambini dei due gruppi. Nel gruppo GC le modificazioni fra controlli successivi non sono significativamente diverse, tranne alcuni casi saltuari. Nel gruppo GS possiamo rilevare invece un comportamento caratteristico che abbiamo già segnalato per altri parametri. Nel periodo scolastico gli incrementi di prestazione sono significativamente maggiori rispetto al periodo estivo, dove si evidenziano addirittura peggioramenti del risultato dei test. Nel caso del salto in lungo, lancio della palla e circuito di destrezza gli incrementi di prestazione durante l'anno scolastico appaiono ridursi con l'aumentare dell'età (i valori del lancio della palla si riferiscono solo ai soggetti che hanno lanciato sempre la palla da 2 kg). Per quasi tutti i test da campo l'incremento maggiore si è verificato fra il primo ed il secondo controllo. DISCUSSIONE E CONCLUSIONI Lo studio dell'influenza dell'attività motoria sulle doti funzionari del bambino non può non tenere conto del fatto che si tratta di soggetti in accrescimento, quindi in fase di naturale evoluzione con la modificazione dei parametri antropometrici, e che la ripetizione di test in cui siano implicati aspetti di coordinazione neuro-motoria può determinare di per se stessa miglioramenti della prestazione. Quest'ultimo è probabilmente il motivo del fatto che gli incrementi maggiori sono stati evidenziati fra il primo ed il secondo test. Per questo è stato indispensabile utilizzare un gruppo di controllo, anche se questo ha creato dapprima malumore nelle famiglie degli allievi assegnati a questo gruppo, che si sono sentite trascurate ed oggetto di speculazione scientifica. In un tempo successivo queste stesse famiglie hanno però preso coscienza dell'importanza dell'attività motoria a complemento dell'attività di studio e sollecitato conseguentemente le maestre ad applicare alla regola il programma della scuola elementare, che comporta due ore alla settimana dedicate all'esercizio fisico. Quella che precedentemente era un'attività trascurata e saltuaria è diventata sistematica, per cui il confronto è veramente tra un gruppo sperimentale che ha fatto attività fisica tre ore alla settimana sotto la guida di un insegnante di educazione fisica coadiuvato dalla maestra di classe ed un gruppo di controllo che ha fatto attività due ore alla settimana sotto la guida della maestra. L'analisi multivariata ha indicato chiaramente come alcune prestazioni siano influenzate dall'età. Insieme alle misure antropometriche vi è un naturale incremento della forza muscolare e delle prestazioni neuro-motorie connesse con i salti, i lanci, la corsa libera e complicata da movimenti complessi che compongono un circuito di destrezza. Nell'ambito dell'età della scuola elementare non abbiamo invece rilevato correlazioni significative della percentuale di tessuto adiposo, della mobilità articolare di spalle, tronco ed anche, della risposta cardiocircolatoria allo sforzo come frequenza massima raggiunta e velocità della fase di recupero. Nel controllo longitudinale ci si aspetta quindi delle modificazioni più importanti perché accentuate dalla crescita corporea dei primi parametri e modificazioni minori negli ultimi, come abbiamo potuto verificare in entrambi i gruppi studiati. Per quanto riguarda le modificazioni nel tempo non abbiamo riscontrato un comportamento caratteristico in funzione di gruppi di età considerati , cioè la-3a classe, 2a-4a e 3a-5a, il che ci ha permesso di considerare assieme tutti i soggetti. Poiché i valori assoluti sono maggiori nei soggetti di età superiore per ridurre la variabilità entro i campioni abbiamo considerato ed analizzato statisticamente le differenze fra misure successive. Questo ha permesso di verificare come in corrispondenza di una crescita staturo-ponderale analoga il gruppo sperimentale ha evidenziato modificazioni significative rispetto al gruppo di controllo della maggior parte dei parametri studiati, quale effetto diretto dell'attività motoria svolta. Fra i parametri non influenzati significativamente dalle tre ore settimanali di esercizio fisico vi è la composizione corporea. In entrambi i gruppi con un'ampia variabilità, che non permette di raggiungere la significativi statistica, la somma delle pliche sottocutanee tende ad aumentare e così il tessuto adiposo ricavato dalle pliche tricipitale e sottoscapolare. Questo dato è in accordo con la tendenza generale segnalata nei paesi industrializzati dell'aumento del sovrappeso già nella popolazione giovanile. Infatti la popolazione da noi valutata risulta avere una percentuale di tessuto adiposo che va ben oltre i valori medio normali indicati da Parizkova e al. (24, 25) alcuni anni fa. Questo risultato ancorché parziale merita di essere considerato con attenzione. Si potrebbe, ad esempio, usufruire dell'occasione dell'attività motoria per cercare, con la collaborazione degli insegnanti di educazione fisica, di diffondere la conoscenza di alcune importanti norme di igiene alimentare, nell'intento di adeguare l'apporto calorico giornaliero al reale dispendio energetico. Già aumentare il dispendio dovrebbe avere effetti positivi. Osservando le modificazioni specie nel gruppo sperimentale fra i vari controlli si rileva infatti come le piche tendano a diminuire durante l'anno scolastico ed aumentare nel periodo estivo. Quindi anche solo il dispendio, non eccezionale, dell'attività motoria proposta può avere influenze positive, ulteriormente supportate da eventuale incremento dell'attività ludico-sportiva nel tempo libero, anche nel periodo estivo. Nel caso in cui esistano eccessive difficoltà nell'organizzare questa attività l'alternativa è chiaramente solo una riduzione dell'apporto calorico, scegliendo cibi con basso valore calorico. Non risultano inoltre influenzate, almeno come risultato globale, dalle 3 ore di attività motoria la mobilità dei tronco e delle anche e il salto in lungo da fermo. Anche in questo caso se guardiamo ai risultati parziali risulta evidente che sul risultato finale influiscono miglioramenti durante l'anno scolastico e peggioramenti durante il periodo estivo. Pertanto effettivamente possiamo affermare che i soli parametri che abbiamo analizzato non influenzati dall'attività motoria sistematica di 3 ore alla settimana sono il peso e la statura. L'indice di Harvard, espressione della capacità di adattamento allo sforzo dell'apparato cardiocircolatorio evidenzia effetti significativi solo globali come differenza fra valori finali ed iniziali dopo 3 anni. In realtà la variazione nel gruppo sperimentale anche se significativa è minima. L'attività svolta non prevedeva uno specifico allenamento delle doti aerobiche e quindi questo risultato potrebbe dipendere da una migliore coordinazione nell'esecuzione della prova, e quindi da un miglior rendimento energetico. In questo caso avremmo dovuto evidenziare anche una riduzione della frequenza cardiaca durante il test, mentre nel nostro caso la frequenza non varia anzi tende ad aumentare. Si può sostenere pertanto un effetto diretto condizionante seppur minimo dell'attività svolta anche sull'apparato cardiocircolatorio. Un miglioramento funzionale più consistente dell'apparato cardiocircolatorio e di trasporto dell'ossigeno ai tessuti potrebbe essere ottenuto variando il programma di attività motoria, ovvero utilizzare il tempo disponibile per un'educazione all'attività fisica che possa completarsi in tempi e luoghi al di fuori della scuola. E' stato dimostrato infatti da Shephard (31) come per ottenere miglioramenti nel consumo di ossigeno in bambini dagli 8 ai 10 anni sia necessaria almeno un'ora al giorno di attività motoria che comporti, non continuativamente, un totale di circa 20 min. con frequenza cardiaca superiore al 70% della frequenza massima. Le modificazioni più consistenti dovute all'attività svolta si evidenziano nella forza muscolare e nei test da campo, dove osserviamo nel gruppo GC un aumento progressivo delle prestazioni, legato all'accrescimento, che non subisce un evidente influsso dalle stagioni dell'anno, anche se l'incremento della statura appare più evidente nel periodo estivo. Nel gruppo sperimentale si osserva invece un aumento più accentuato fra l'inizio e la fine dell'anno scolastico, legato quindi all'attività motoria svolta 3 ore alla settimana sotto la guida di un insegnante di educazione fisica. Nel periodo estivo l'incremento è significativamente minore per la forza isometrica ed i test da campo evidenziano addirittura un peggioramento. Questo fatto deve fare ritenere che l'attività motoria sistematica anche solo di 3 ore alla settimana migliora le capacità neuro-motorie dei bambini dai 6 ai 10 anni, con un vero e proprio effetto allenante. Le modificazioni sono in stretta dipendenza con lo stimolo, infatti quando questo cessa nel periodo estivo esse tendono a regredire. Per il salto in lungo questa regressione è tale da riportare i soggetti a livello del gruppo GC. Ma per tutti gli altri test il gruppo sperimentale conserva un vantaggio che viene incrementato dalla successiva attività durante l'anno scolastico. Questo tipo di comportamento, cioè tendenza alla riduzione delle prestazioni nel periodo estivo per mancanza di stimoli specifici, era già stato osservato da Astrand e Rodhal (37). Lo stile di vita dei bambini durante il ciclo della scuola elementare sembrerebbe dunque insufficiente ad uno adeguato stimolo motorio in questa importante fase evolutiva. In particolare è necessario osservare che i vantaggi ottenuti con l'attività motoria non sono definitivi, ma come ogni condizione di migliore efficienza funzionale deve essere mantenuta con opportuni richiami. In caso contrario i soggetti sì riallineano al normale sviluppo funzionale in un periodo anche solo di 4 mesi, come osservato per il salto in lungo da fermo. Questo comportamento dei salto in lungo è da mettere in relazione con i valori più elevati di prestazione iniziale del gruppo GS, per cui l'incremento nel periodo considerato è analogo al gruppo GC ma i valori di prestazione assoluta sono superiori in GS. D'altra parte l'attività motoria svolta non è un allenamento specifico di determinate prestazioni atletiche e il miglioramento che potrà fornire alle prestazioni non può non avere un limite superiore, che appare avvicinato dai bambini del gruppo GS nel caso dei salto in lungo, mentre questa situazione non si è ancora verificata per le altre prestazioni. Gli ulteriori due anni previsti dallo studio longitudinale ci potranno fornire indicazioni a questo proposito. Sarà anche opportuno, tenendo conto di alcune delle indicazioni che abbiamo raccolto, che l'insegnante di educazione fisica fornisca indicazioni sul corretto comportamento alimentare e motorio da attuarsi anche al di fuori della scuola. Solo in questo modo riteniamo possibile incidere più profondamente sulla composizione corporea ed in particolare sulla percentuale di tessuto adiposo e sul miglioramento della funzione dell'apparato cardiocircolatorio, nel breve e nel lungo periodo, influendo così su alcuni fattori di rischio per malattie che possono svilupparsi nell'età adulta.

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