Wprowadzenie

Chociaż wiemy, że ścięgna Achillesa wymagają odpowiedniego obciążania i że opracowano kilka modeli rehabilitacji, wielu pacjentów ma słabe wyniki po rehabilitacji z powodu achillesowego zapalenia/zespołu przeciążeniowego ścięgna i rozwija bardziej przewlekłą tendinopatię. W praktyce obciążenia są dobierane i stopniowo zwiększane w zależności od pojemności ścięgna, wrażliwości tkanek oraz reakcji na objawy. Wiemy też, że ogólnie ćwiczenia obustronne są łatwiejsze niż jednostronne oraz że ćwiczenia z podskokami są bardziej wymagające niż te bez podskoków.  

Chociaż wiemy już sporo o czynnikach obciążenia, te, które bierzemy pod uwagę w praktyce, opierają się w większości na zewnętrznych dawkach ćwiczeń — z pominięciem wpływu wewnętrznych, zależnych od pacjenta właściwości ścięgna. Większość decyzji rehabilitacyjnych opiera się na zewnętrznej dawce ćwiczenia, takiej jak dobrany rodzaj ćwiczenia, liczba powtórzeń, zewnętrzny opór, tempo oraz zakres ruchu. O wiele mniej jasne jest, w jaki sposób zadanie, które zostało zalecone, przekłada się na wewnętrzną dawkę mechaniczną odczuwaną przez ścięgno.

Ten artykuł podaje biomechaniczne wyjaśnienie, dlaczego ćwiczenie może przynieść korzyść jednemu pacjentowi, a u innego pacjenta to samo ćwiczenie może działać słabo albo wcale. Rozkładamy to badanie biomechaniczne na praktyczne przykłady kliniczne i wnioski.

Metody

Funaro i wsp. przeprowadzili przekrojowe, dopasowane do badanej osoby modelowanie metodą elementów skończonych, aby oszacować wewnętrzne odkształcenia ścięgna Achillesa podczas sześciu typowych ćwiczeń rehabilitacyjnych u osób z tendinopatią Achillesa w środkowym odcinku.

Do badania włączono uczestników z wywiadem nawracających, przerywanych epizodów bólu w przebiegu zapalenia ścięgna Achillesa trwających dłużej niż 6 kolejnych tygodni w ciągu ostatnich 5 lat, pod warunkiem że w tym okresie mieli co najmniej jeden epizod zaostrzenia bólu oraz remisji. Ponadto musieli mieć wyczuwalne i bolesne, ogniskowe pogrubienie ścięgna Achillesa w środkowej części, potwierdzone dowodami w badaniu sonograficznym wskazującymi na tendinopatię Achillesa. 

Kandydaci zostali wykluczeni z badania, jeśli przebyli wcześniej operację ścięgna Achillesa lub mieli jego zerwanie, choroby ogólnoustrojowe wpływające na tkankę kolagenową albo insercyjną tendinopatię Achillesa. Dodatkowo wykluczono osoby z ostrogami piętowymi, zapaleniem powięzi podeszwowej lub innymi schorzeniami stopy i stawu skokowego. 

Wszyscy uczestnicy uwzględnieni w badaniu wypełnili kwestionariusz Victorian Institute of Sport Assessment-Achilles (VISA-A), aby lepiej zrozumieć ich ból i funkcjonowanie. 

Najpierw uczestnicy wykonali maksymalne skurcze zgięcia podeszwowego na dynamometrze izokinetycznym. Następnie trójwymiarową ultrasonografią wolnoręczną oceniano ścięgno Achillesa w spoczynku oraz podczas skurczów przy 30% i 60% maksymalnego wysiłku. Na podstawie tych pomiarów badacze oszacowali dla każdego uczestnika długość ścięgna, jego wydłużenie, pole przekroju poprzecznego, siłę oraz sztywność. 

Podczas drugiej sesji laboratoryjnej uczestnicy wykonali pięć powtórzeń sześciu typowych ćwiczeń rehabilitacyjnych w losowej kolejności: obustronne wspięcie na palce, obustronne opuszczenie pięt, jednostronne opuszczenie pięt przy wyprostu kolana, chodzenie, jednostronne opuszczenie pięt przy zgięciu kolana oraz obustronne podskoki. Dane z systemu motion capture, platformy siłowej oraz powierzchniowego EMG połączono z modelowaniem biomechanicznym układu mięśniowo-szkieletowego, aby oszacować siły wytwarzane przez mięsień płaszczkowaty oraz oba mięśnie brzuchate łydki podczas każdego ćwiczenia.

Te pomiary wykorzystano do stworzenia spersonalizowanego modelu komputerowego każdego uczestnika dotyczącego ścięgna Achillesa. Główny model uwzględniał indywidualny kształt ścięgna, jego sztywność oraz siły mięśniowe, co pozwalało badaczom oszacować naprężenie w środkowej części ścięgna Achillesa i uszeregować ćwiczenia od mniejszego do większego obciążenia.

Utworzono dwa dodatkowe modele, żeby sprawdzić, co wyjaśnia różnice między uczestnikami. Jeden zachował indywidualną sztywność ścięgna, ale stosował uśrednione siły mięśni, a drugi zachował indywidualne siły mięśni, ale stosował uśrednioną sztywność ścięgna. To pozwoliło autorom porównać, czy przewidywane odkształcenie (strain) ścięgna było bardziej zależne od wytwarzania siły przez mięśnie, czy od właściwości samego ścięgna. Chociaż zewnętrzny kształt ścięgna był spersonalizowany, wewnętrzne ułożenie pod-ścięgna i skręt oparto na uogólnionym modelu anatomicznym, a nie na indywidualnych pomiarach.

Głównym punktem końcowym tego badania była średnia maksymalna siła rozciągająca w środkowej części ścięgna Achillesa dla każdego z sześciu ćwiczeń u tych uczestników z tendinopatią Achillesa. Następnie autorzy przeanalizowali także maksymalną miejscową siłę rozciągającą oraz jej lokalizację, a także różnice w zakresie siły rozciągającej między uczestnikami. Zakres siły rozciągającej 5–7% przyjęto jako optymalny poziom wymagany do adaptacji ścięgna, na podstawie wcześniejszych dowodów z badań. 

Co ważne, wszystkie pomiary wykonano przed rozpoczęciem jakiegokolwiek planu rehabilitacji. W ten sposób to badanie odzwierciedla właściwości ścięgna Achillesa oraz jego odpowiedź na obciążanie na etapie bolesnej tendinopatii, zanim wprowadzono plan rehabilitacji.

Wyniki

Do badania włączono 21 uczestników z tendinopatią ścięgna Achillesa w części środkowej, w tym 17 mężczyzn i 4 kobiety. Średni wiek wynosił 49 lat (+/-13 lat); przeciętnie mieli po 178 cm (+/-8 cm) wzrostu i ważyli 75 kg (+/- 12 kg). Średni wynik w skali VISA-A wynosił 73 (+/- 19). 

Zaczynając od najniższego średniego obciążenia/urazu środkowej części ścięgna Achillesa aż po najwyższy, ujawniono następujące miejsce w rankingu:

Wszystkie ćwiczenia różniły się statystycznie między sobą, z wyjątkiem chodzenia oraz jednostronnego opuszczania pięty przy wyproście w stawie kolanowym — te dwie formy wywołały podobne obciążenia/naprężenia tkanek. 

Na podstawie tego wyniku średnie wartości dla grupy pokazują, że jednostronne opuszczanie pięty przy wyprostowanym kolanie oraz chodzenie zapewniają obciążenie potrzebne do wspierania adaptacji ścięgna.

Ciekawy wniosek pojawił się, gdy porównano naprężenia ścięgna Achillesa na poziomie indywidualnym dla danego pacjenta z optymalnym naprężeniem niezbędnym do adaptacji ścięgna, zgodnie z założeniem 5–7% koniecznego naprężenia. U niektórych udało się osiągnąć zakres 5–7% podczas łatwiejszych ćwiczeń, takich jak obustronne wspięcia na palce, podczas gdy inni osiągali go dopiero w bardziej wymagających zadaniach, jak odwzorowanie opuszczania na stopę przy zgiętym kolanie (heel drop) lub podczas skakania. Również kolejność ćwiczeń od niskiego do wysokiego obciążenia naprężeniem różniła się u części uczestników. 

Liczba uczestników, którzy osiągnęli proponowany zakres odkształcenia 5–7% podczas każdego ćwiczenia, wynosiła:

Wyglądało na to, że u niektórych potrzebne były bardziej wymagające ćwiczenia, aby dojść do optymalnego obciążenia (naprężenia) ścięgna Achillesa. 

Modele komputerowe pokazały bardzo wysokie odkształcenia w kilku małych obszarach ścięgna, zwłaszcza podczas opuszczania pięty na ugiętym kolanie i podczas skoków. Te liczby powinny nie być odczytywane tak, jakby całe ścięgno wydłużało się o tę wartość. Oznaczają one drobne lokalne „hot spoty” w obrębie modelu i są wrażliwe na założenia dotyczące kształtu ścięgna, granic części podścięgnowej oraz tego, jak zbudowano model. Te lokalne piki zwykle znajdowano w środkowej lub środkowo-górnej części ścięgna, w pobliżu podścięgna mięśnia płaszczkowatego (soleus). Dokładna lokalizacja różniła się między pacjentami. W ujęciu klinicznym sugeruje to, że obciążenie ścięgna nie rozkłada się równomiernie, ale same wartości szczytowe nie są jeszcze gotowe, by służyć do formułowania zaleceń ćwiczeń.

Badacze zapytali też, co wyjaśnia różnice w naprężeniu (strain) między pacjentami. Odkryli, że uwzględnienie własnych, indywidualnych sił mięśni łydki każdej osoby dawało wyniki dużo bliższe w pełni spersonalizowanemu modelowi niż samo założenie dotyczące sztywności ścięgna. To nie znaczy, że sztywność ścięgna nie ma znaczenia. Chodzi o to, że w tych modelach indywidualne wytwarzanie siły miało większy wpływ na przewidywane naprężenie (strain).

Pytania i przemyślenia

Co ważne, to było badanie oparte na modelowaniu komputerowym. Nie sprawdzano jednak, czy wdrażanie ćwiczeń zgodnie z oszacowanym obciążeniem ścięgna poprawia ból, funkcjonowanie, czas rekonwalescencji ani powrót do sportu. Mimo to informacje uzyskane z tego badania mogą nam pomóc w procesie rehabilitacji.

Wiemy już sporo o dawkowaniu ćwiczeń — bo przecież manipulujemy zewnętrznymi obciążeniami, liczbą powtórzeń, seriami, tempem, zakresem ruchu, częstotliwością, złożonością zadania i wiemy też, że rehabilitacja powinna być indywidualizowana. Więc co tu jest naprawdę nowe? Badanie daje nam nowe zrozumienie różnicy między zewnętrznymi i wewnętrznymi obciążeniami ścięgna. Dajemy naszym pacjentom zadania, które generują zewnętrzne obciążenie dla ścięgna Achillesa, a samo ścięgno doświadcza wewnętrznego bodźca mechanicznego. Te pojęcia są ze sobą powiązane, ale nie są identyczne. Możemy podzielić obciążenia na trzy poziomy:

1. Dawka zalecona: To, co wybiera fizjoterapeuta

• Ćwiczenie
• Opór zewnętrzny
• Serie i powtórzenia
• Tempo
• Częstotliwość

2. Dawka podana: To, co pacjent faktycznie wytwarza

• Zakres ruchu
• Siła
• Tempo ruchu
• Wysiłek
• Kompensacje
• Zmęczenie

3. Dawka obciążenia ścięgna: Co doświadczają ścięgna

• Wielkość obciążenia
• Rozkład obciążenia
• Współczynnik ładowania
• Czas trwania
• Skumulowana ekspozycja mechaniczna

Praktyka kliniczna przede wszystkim kontroluje pierwszy poziom i obserwuje wybrane elementy drugiego. W tym badaniu podjęto próbę oszacowania trzeciego. W związku z tym to badanie nie obala ogólnych zasad rehabilitacji. Zamiast tego przestrzega przed założeniem, że standardowy progres przekłada się na standardową dawkę biologiczną.

Najważniejszym wyzwaniem dla nas jest to, jak określić, jaka dawka obciążenia u danego pacjenta daje najlepszą wypadkową pod względem obciążenia w celu uzyskania optymalnego poziomu naprężenia potrzebnego do adaptacji ścięgna. To badanie miało charakter analizy biomechanicznej i dostarczyło istotnych informacji na temat bodźca potrzebnego do adaptacji ścięgna w tendinopatii Achillesa, ale nie mogło jednak dostarczyć „recepty” dla konkretnego pacjenta. Jak więc wykorzystać te informacje w praktyce i co powinniśmy zmienić w naszym postępowaniu?

Ogólna hierarchia nadal jest klinicznie użyteczna: zaczynając od pracy obustronnej, przez pracę jednostronną, następnie obciążanie z ugiętym kolanem, aż po skoki. Ale warto traktować ją jako punkt wyjścia, a nie jako sztywny model rehabilitacji. Klinicznie nie możemy określić „optymalnego” obciążenia dla każdego pacjenta osobno, ale możemy spróbować ocenić, czy dawka treningowa jest zbyt mała, przynosi korzyści, czy może jest nadmierna.

Rozłóżmy to na kilka klinicznych przykładów:

Pacjent A: ścięgno o niskiej tolerancji, drażliwe

Wyobraź sobie pacjenta, u którego:

• ból podczas codziennego chodzenia;
• słaba obustronna zdolność do wspięć na palce;
• silne uczucie zmęczenia;
• silna reakcja na objawy już następnego dnia.

Dla tej osoby obustronne unoszenie pięt może być już istotnym bodźcem dla ścięgna.

Badanie wykazało, że choć ćwiczenia obustronne średnio powodowały niewielkie obciążenie, u części uczestników podczas nich udało się osiągnąć proponowany zakres docelowy. Nie odrzucaj pracy obustronnej jako „zbyt łatwej” tylko dlatego, że pojawia się wcześnie w protokole. Zamiast tego zacznij od ćwiczenia, które pacjent jest w stanie tolerować, na przykład:

• wspierane obustronne wspięcia na palce;
• zgięcie podeszwowe w pozycji siedzącej;
• zmniejszony zakres ruchu;
• wolniejsze tempo;
• mniejsza objętość.

Postęp u pacjenta wtedy, gdy widać większą zdolność i lepszą regenerację — nie tylko dlatego, że harmonogram mówi, że jednostronne ćwiczenia powinny się zaczynać.

Pacjent B: silny pacjent, ale zbyt mało obciążony

Wyobraź sobie pacjenta uprawiającego sport, który:

• łatwo wykonujesz obustronne i jednostronne wspięcia na palce;
• wskazuje na małe zmęczenie;
• zgłaszają mały wysiłek;
• ma minimalną reakcję na program;
• pozostaje poniżej wymagań stawianych przez sport.

Dla tego pacjenta standardowe wspięcia na palce mogą nie wytwarzać wystarczająco dużej siły, by sensownie obciążyć ścięgno. Sprawdź, czy ćwiczenie jest faktycznie wymagające:

• Czy używasz wystarczająco dużego obciążenia zewnętrznego?
• Czy pełna wysokość uniesienia pięty jest utrzymywana?
• Czy wydolność spada w trakcie całej serii?
• Czy ostatnie powtórzenie jest już blisko zmęczenia?
• Czy pacjent przenosi ciężar na drugą nogę?
• Czy trenujesz zarówno plantarflexję przy wyprostowanym kolanie, jak i przy zgiętym kolanie?

Postęp dzięki:

• zwiększony zewnętrzny opór;
• jednostronne obciążanie;
• większy zakres;
• obciążanie z ugiętym kolanem;
• szybsze ładowanie;
• podskakiwanie;
• zadania ukierunkowane na magazynowanie energii w sporcie.

Ukończenie ćwiczenia nie dowodzi, że ścięgno otrzymało odpowiedni bodziec.

Pacjent C: nieoczekiwanie silna reakcja na „rozsądne” ćwiczenie

Wyobraź sobie pacjenta, który toleruje jednostronne wspięcia na pięty z wyprostowanym kolanem, ale zaostrza objawy po:

• rzuty piętowe ze zgiętym kolanem;
• podskakiwanie;
• niewielki wzrost prędkości lub głośności.

W badaniu oszacowano, że jednostronne zrzuty pięt z kolanem w zgięciu zwykle powodowały większe naprężenia niż jednostronne zrzuty pięt z kolanem wyprostowanym, a skoki wywoływały najwyższe naprężenia. Ale jednocześnie wykazano istotne różnice między poszczególnymi osobami. Dlatego nie interpretuj automatycznie nasilenia/„flare” jako strachu, słabej współpracy lub niepowodzenia leczenia. U tego pacjenta ćwiczenie może oznaczać większy wewnętrzny krok mechaniczny, niż początkowo zakładano.

Zmień:

• pozycja kolana;
• obciążenie zewnętrzne;
• zakres;
• prędkość ruchu;
• liczba powtórzeń;
• liczba serii;
• częstotliwość co tydzień.

Na przykład zamień wymagający unilateralny skłonny heel drop w zgięciu kolana na lżejsze unoszenie na łydkach na siedzisku i zbuduj możliwości (tolerancję) przed powrotem do pierwotnego zadania. Niewielka zmiana modyfikacji ćwiczenia może dać duże różnice w obciążeniu ścięgna.

Porozmawiaj ze mną

Bardzo ważne zastrzeżenie: w tym badaniu nie oceniano, jak uczestnicy postępowali w czasie; oceniano ich w jednym, konkretnym momencie — zanim jeszcze rozpoczęli rehabilitację z powodu tendinopatii ścięgna Achillesa. Nie możemy więc zakładać, że wykorzystanie tych informacji przełoży się na lepsze efekty rehabilitacji. 

Ważnym ograniczeniem tego badania jest to, że zastosowano proponowany optymalny zakres obciążenia, oparty na danych od zdrowych osób oraz na badaniach zwierzęcych i in vitro. Z kolei w przypadku patologicznego ścięgna może być potrzebny inny zakres obciążenia. Dawka może też się różnić w zależności od drażliwości i zdolności ścięgna, czasu trwania dolegliwości, wcześniejszej historii obciążeń oraz etapu rehabilitacji. 

Kolejnym istotnym aspektem obecnego badania, który wymaga uważnego rozważenia, jest to, że oceniano naprężenie tylko raz — podczas niektórych powtórzeń — ale nie badano ćwiczeń w trakcie z góry określonego czasu. Na przykład chód mieścił się w proponowanym zakresie docelowym, ale badanie nie oceniało prędkości chodu, liczby kroków (kaden­cji), czasu trwania, nachylenia itd. Zatem adaptacja ścięgna Achillesa zależy nie tylko od wielkości naprężenia, ale też od czasu i tempa. 

Badanie dotyczyło obciążeń osiowych oraz odkształceń, ale zawsze występuje też pewien udział obciążenia ściskającego działającego na ścięgno. Co więcej, pominięto kontakt ślizgowy między podścięgnami, co uprościło analizy, ale stanowi to ograniczenie. 

Przesłania na przyszłość

Ta praca nie przedstawia nowego protokołu rehabilitacji Achillesa. Daje za to bardziej precyzyjny sposób myślenia o dawkowaniu ćwiczeń. Średnia hierarchia ćwiczeń była w dużej mierze przewidywalna: praca obustronna mięśni łydki dawała najniższe szacowane obciążenie (naprężenie) ścięgna, obciążanie jednostronne dawało więcej, jednostronne obciążanie z ugiętym kolanem dawało jeszcze więcej, a skoki prowadziły do najwyższego naprężenia. Najważniejszym ustaleniem było to, że poszczególni pacjenci nie zawsze trzymali się tego uśrednionego schematu.

To samo ćwiczenie może oznaczać stosunkowo niskie, umiarkowane albo wysokie obciążenie wewnętrzne ścięgna, w zależności od:

• produkcja siły mięśniowej;
• geometria ścięgna;
• pole przekroju poprzecznego;
• właściwości materiału.

Praktyczna zmiana polega więc nie na porzuceniu istniejących zasad rehabilitacji, ale na mniejszym zaufaniu do tego, że etykieta ćwiczenia definiuje obciążenie. Ćwiczenie obustronne dla niektórych może być zbyt łatwe, ale dla innych — idealnie w sam raz. Jako fizjoterapeuci powinniśmy dążyć do tego, by w rehabilitacji Achillesowej przepisywać ćwiczenia dopasowane do konkretnego pacjenta, a nie tylko ogólne ćwiczenia oparte na protokołach. Dzięki modyfikowaniu obciążeń zewnętrznych — co już robimy — oraz temu, że uwzględniamy obciążenia wewnętrzne charakterystyczne dla danego pacjenta, powinniśmy potrafić indywidualizować dobór ćwiczeń do pacjenta, którego mamy przed sobą, zamiast tylko ślepo realizować generyczny progres.

Głównym ograniczeniem jest to, że badanie zakłada, iż około 5–7% wydłużenia (strain) jest optymalne terapeutycznie, mimo że nie wykazano tego u osób z tendinopatią ścięgna Achillesa. Badanie pokazuje, które ćwiczenia przewidywano jako te, które osiągną ten zakres. Nie pokazuje jednak, że osiągnięcie tego poziomu przekłada się na lepsze wyniki.

Odniesienie

Funaro, A., Shim, V., Mylle, I., & Vanwanseele, B. (2025). Specyficzna dla danego obszaru biomechanika wpływa na naprężenia ścięgna u pacjentów z tendinopatią Achillesa. Scientific Reports, 15(1).