Wprowadzenie

Urazy związane z bieganiem często występują u doświadczonych i początkujących biegaczy, najczęściej w obrębie kończyny dolnej. Należy zająć się pozytywnymi skutkami uczestnictwa w bieganiu, ponieważ korzyści płynące z biegania dla całego ciała są oczywiste. Aby zminimalizować negatywne skutki biegania (kontuzje), kluczowe jest zrozumienie, zarówno z perspektywy treningu, jak i rehabilitacji, co dzieje się w kończynie dolnej podczas sesji biegowej. W tym badaniu autorzy przyjrzeli się wpływowi różnych rodzajów protokołów biegowych na trzy często kontuzjowane regiony ciała. Informacje uzyskane z tej analizy mogą pomóc w planowaniu treningu i rehabilitacji.

Metody

W badaniu wzięło udział 19 zdrowych osób, które nie doznały żadnych urazów i były przyzwyczajone do biegania na bieżni. Do udziału w badaniu kwalifikowały się osoby w wieku od 18 do 45 lat, z BMI <26 kg/m2, które w ciągu ostatnich 3 miesięcy nie doznały żadnego urazu.

Zostali oni zaproszeni do udziału w sesji testowej, podczas której wykonali różne krótkie, jednominutowe biegi, a ich dane zostały zebrane. Znaczniki odblaskowe zostały umieszczone w 26 lokalizacjach. Zarejestrowano siły reakcji podłoża oraz kinematykę dolnej części ciała i tułowia.

Najpierw uczestnicy ukończyli 8-minutowy bieg z prędkością 2,78 m/s w celu zapoznania się z bieżnią. Następnie biegali przez 4 minuty z prędkością 3,33 m/s, aby określić preferowaną częstotliwość kroku. Ukończyli kilka 1-minutowych biegów z różnymi prędkościami i pod górę lub w dół. Kolejność przejazdów była losowa. Wszystkie zjazdy zostały wykonane z prędkością 2,78 m/s. Po biegach pochyłych uczestnicy biegli z prędkością 3,33 m/s, korzystając z preferowanej częstotliwości kroków. Następnie poproszono ich o bieganie z wyższą częstotliwością kroków (+10 kroków na minutę) i niższą częstotliwością kroków (-10 kroków na minutę), podążając za rytmem metronomu.

Wykorzystując dane ze znaczników odblaskowych, skonstruowano model mięśniowo-szkieletowy, który zawierał 22 segmenty ciała, 37 stopni swobody i 80 mięśni. Model został dostosowany do składu ciała każdego uczestnika.

Na podstawie tych informacji określono obciążenia i uszkodzenia stawu rzepkowo-udowego, kości piszczelowej i ścięgna Achillesa. Ponieważ wielkość uszkodzenia tkanek zależy od czasu trwania, wielkości i częstotliwości obciążenia, w analizie uwzględniono następujące różne parametry obciążenia.

• Obciążenie szczytowe na etap: Odzwierciedla maksymalny nacisk (na staw rzepkowo-udowy i piszczel) lub obciążenie (na ścięgno Achillesa) na krok.
  • Termin "szczytowe naprężenie" lub "odkształcenie" w tym artykule odnosi się do najwyższego poziomu nacisku lub deformacji, na jakie napotykają tkanki naszego ciała podczas biegu. Zasadniczo jest to największa siła lub rozciągnięcie, jakie muszą wytrzymać nasze tkanki
  • To szczytowe obciążenie lub naprężenie może dostarczyć informacji o potencjalnym ryzyku urazu naszych kości i ścięgien. Zrozumienie szczytowego stresu lub obciążenia pozwala nam lepiej zrozumieć, jak bardzo obciążone są nasze tkanki ciała i jak może to wpłynąć na ich zdrowie i odporność
• Ładowanie Impulse: Ponieważ wielkość obciążenia zależy od czasu trwania obciążenia, impuls obciążenia został obliczony na podstawie naprężenia lub odkształcenia w cyklu chodu.
• Impuls ważony: Naprężenie lub odkształcenie podniesione do empirycznie uzyskanego wykładnika, ponieważ związek między obciążeniem a uszkodzeniem jest nieliniowy.
  • Impuls ważony uwzględnia podatność różnych tkanek na uszkodzenia i zapewnia odpowiednie wagi. Oznacza to, że tkanki, które są bardziej podatne na obrażenia, mają większą wagę w obliczeniach.
• Skumulowany impuls: Pomnóż impuls naprężenia lub odkształcenia przez liczbę kroków na kilometr, aby uwzględnić częstotliwość obciążenia.

Wyniki

W badaniu wzięło udział 10 mężczyzn i 9 kobiet w wieku średnio 23,6 lat. Mieli średnio 174 cm wzrostu i ważyli 67,2 kg.

Po zbadaniu różnych warunków pracy uzyskano następujące wyniki.

1. Zwiększenie prędkości
   • Zwiększ szczytowe obciążenie piszczeli i stawu rzepkowo-udowego oraz obciążenie ścięgna Achillesa.
   • Zmniejsz impuls kości piszczelowej i ścięgna Achillesa.
   • Impuls w stawie rzepkowo-udowym pozostaje niezmieniony
2. Zwiększenie nachylenia bieżni (więcej pod górę)
   • Zmniejsza szczytowe obciążenie stawu rzepkowo-udowego
   • Zwiększa szczytowe naprężenie piszczeli i szczytowe odkształcenie ścięgna Achillesa.
   • Zmniejsza impuls stawu rzepkowo-udowego
   • Zwiększa impuls w kości piszczelowej i ścięgnie Achillesa.
3. Zmniejszenie nachylenia bieżni (bardziej w dół)
   • Zwiększ szczytowe naprężenie i impuls w stawie rzepkowo-udowym i kości piszczelowej.
   • Zmniejsza szczytowe obciążenie i impuls ścięgna Achillesa
4. Zwiększenie częstotliwości kroków
   • Zmniejsza szczytowe naprężenia, odkształcenia i impulsy we wszystkich trzech lokalizacjach.

Ponieważ bieganie składa się z dużej liczby kroków podczas każdego treningu, autorzy obliczyli skumulowane obciążenie i skumulowany ważony impuls z impulsów naprężenia i odkształcenia w stosunku do całkowitej liczby wykonanych kroków.

Wpływ wyższych prędkości biegu:

• Zwiększenie prędkości biegu zmniejszyło skumulowany impuls naprężenia stawu rzepkowo-udowego i kości piszczelowej oraz skumulowany impuls naprężenia ścięgna Achillesa
• Zwiększenie prędkości biegu zwiększyło jednak skumulowany ważony impuls w stawie rzepkowo-udowym

Efekty nachylenia:

• Bieganie stromo pod górę zmniejsza skumulowany impuls naprężenia rzepkowo-udowego i impuls ważony, ale zwiększa odpowiednio skumulowane impulsy naprężenia i odkształcenia ścięgna piszczelowego i Achillesa oraz impulsy ważone.
• Bieganie bardziej w dół zwiększyło skumulowane impulsy naprężenia rzepkowo-udowego i piszczelowego oraz impulsy ważone, ale zmniejszyło skumulowany impuls naprężenia ścięgna Achillesa i impuls ważony.

Efekty częstotliwości kroków:

• Gdy częstotliwość kroków została zwiększona, doprowadziło to do zmniejszenia skumulowanego naprężenia i impulsu ważonego odkształceniem stawu rzepkowo-udowego i ścięgna Achillesa, ale nie w przypadku kości piszczelowej

Pytania i przemyślenia

Autorzy chcieli obliczyć ilość uszkodzeń, jakich doświadczają tkanki w wyniku czasu trwania, wielkości i częstotliwości obciążenia. Choć jest to interesująca wiedza, w artykule uwzględniono jedynie uszkodzenia, jakie bieganie może spowodować w stawie rzepkowo-udowym, kości piszczelowej i ścięgnie Achillesa. Nie uwzględnia konieczności obciążania stawów i struktur, aby zachować zdrowie. W związku z tym pomijany jest ochronny wpływ, jaki bieganie może wywierać na te tkanki. Chociaż z pewnością rozumiem potrzebę wiedzy na temat tego, co obciążenia związane z bieganiem mogą zrobić z naszymi stawami, autorzy przegapili okazję, aby wyjaśnić, co zrobić, aby chronić nasze stawy. To właśnie postaram się dla ciebie zrobić.

• Osoby z problemami ze ścięgnem Achillesa mogą znaleźć ulgę biegając wolniej, biegając więcej w dół lub unikając biegania pod górę, lub zwiększając kadencję kroku
• W przypadku problemów ze stawem rzepkowo-udowym najlepiej sprawdzi się wolniejszy bieg, bieg neutralny lub pod górę, a także zwiększenie kadencji kroku
• W przypadku problemów z kością piszczelową realnym rozwiązaniem jest wolniejsze bieganie, bieganie po bardziej płaskich powierzchniach i zwiększenie kadencji kroku

Ale czy chodzi tylko o obrażenia?

Podczas gdy bieganie jest powszechnie uważane za sport o dużym obciążeniu, który może zagrażać zdrowiu stawów, dowody wskazują, że wykonywane prawidłowo i z dobrą biomechaniką może pomóc chronić stawy. Bieganie może poprawić zdrowie stawów poprzez wspieranie pozytywnych adaptacji, zwiększenie syntezy chrząstki i utrzymanie integralności stawów, potencjalnie obniżając ryzyko urazów i chorób zwyrodnieniowych.

Wyniki tego badania pomagają nam zrozumieć, co dzieje się z kością piszczelową, stawem rzepkowo-udowym i ścięgnem Achillesa. Dzięki różnym opcjom (prędkość, nachylenie i częstotliwość kroków) możemy zrozumieć, jak najlepiej dostosować bieganie w przypadku wystąpienia problemów.

Porozmawiaj ze mną

Badanie to zostało przeprowadzone na małej próbie i objęło tylko 19 uczestników. Osoby te nie miały urazów ani problemów ze ścięgnami Achillesa, piszczelami lub stawami rzepkowo-udowymi, co może sugerować, że wyniki mogą różnić się od osób cierpiących na ból lub schorzenia układu mięśniowo-szkieletowego tych obszarów ciała.

Tworząc model mięśniowo-szkieletowy w celu oszacowania sił i obciążeń w różnych obszarach ciała, autorzy byli w stanie zastosować bardzo nowoczesne podejście do obliczania tych dynamicznych ruchów 3D. Jednak model ten wymaga również przyjęcia założeń dotyczących na przykład maksymalnej siły mięśni, a zatem pozostaje szacunkowy.

Bieganie zostało ocenione przy użyciu bieżni, która może różnić się od biegania na świeżym powietrzu. Prędkości były na wysokim poziomie do celów rekreacyjnych, ponieważ najniższa prędkość wynosiła już 10 km/h, a najszybsza prędkość wynosiła 18 km/h. Autorzy wskazali, że dla wielu biegaczy prędkości te były zbyt wymagające. Możliwe, że mogło to wpłynąć na wyniki.

Wiadomości do domu

Model ten określił obciążenia ścięgna Achillesa, kości piszczelowej i stawu rzepkowo-udowego. Lokalizacje te zostały wybrane, ponieważ najczęściej dotyczą urazów kończyn dolnych związanych z bieganiem. Zrozumienie, w jaki sposób różne warunki biegania wpływają na obciążenie i uszkodzenia w typowych miejscach urazów, zapewnia cenne informacje dla fizjoterapeutów. Manipulując prędkością biegu, nachyleniem powierzchni i kadencją, lekarze mogą dostosować programy rehabilitacyjne w celu zmniejszenia obciążenia i skutecznego zapobiegania urazom związanym z bieganiem.

Odniesienie

Van Hooren B, van Rengs L, Meijer K. Obciążenie krokowe i skumulowane w trzech typowych miejscach urazów podczas biegania: Wpływ prędkości, nachylenia powierzchni i kadencji. Scand J Med Sci Sports. 2024 Feb;34(2):e14570. doi: 10.1111/sms.14570. PMID: 38389144. 

Powiązane badania

https://app.physiotutors.com/research-reviews/preventing-running-related-injuries/