Введение

Травмы, связанные с бегом, часто случаются у опытных и начинающих бегунов, чаще всего это травмы нижней конечности. Следует обратить внимание на положительный эффект от участия в беге, ведь польза бега для всего организма очевидна. Чтобы свести к минимуму негативные последствия бега (травмы), крайне важно понимать, как с точки зрения тренировок, так и с точки зрения реабилитации, что происходит в нижней конечности во время беговой сессии. В этом исследовании авторы изучили влияние различных типов беговых протоколов на три часто травмируемые области тела. Информация, полученная в результате этого анализа, может помочь в планировании тренировок и восстановлении.

Методы

В этом исследовании рассматривались 19 здоровых участников, которые не имели травм и привыкли к бегу на беговой дорожке. К участию допускались люди в возрасте от 18 до 45 лет, с ИМТ <26 кг/м2 и не имевшие никаких травм в течение последних 3 месяцев.

Им было предложено принять участие в тестовой сессии, где они выполняли различные короткие одноминутные пробежки, пока собирались их данные. Светоотражающие маркеры были размещены в 26 местах. Регистрировались силы реакции на грунт и кинематика нижней части тела и туловища.

Сначала участники выполнили 8-минутный забег со скоростью 2,78 м/с для ознакомления с беговой дорожкой. Затем они пробежали 4 минуты со скоростью 3,33 м/с, чтобы определить предпочтительную частоту шага. Они выполнили несколько 1-минутных забегов на разных скоростях и на подъемах или спусках. Порядок прогонов был рандомизирован. Все заезды по склону выполнялись на скорости 2,78 м/с. После бега под уклоном участники бежали со скоростью 3,33 м/с, используя предпочитаемую частоту шага. Затем их попросили бегать с большей частотой шагов (+10 шагов в минуту) и меньшей частотой шагов (-10 шагов в минуту), следуя ритму метронома.

Используя данные со светоотражающих маркеров, была построена модель опорно-двигательного аппарата, которая содержала 22 сегмента тела, 37 степеней свободы и 80 мышц. Модель была адаптирована под состав тела каждого участника.

На основании этой информации были определены нагрузки и повреждения на пателлофеморальный сустав, голень и ахиллово сухожилие. Поскольку количество повреждений, которые испытывают ткани, зависит от продолжительности, величины и частоты нагрузки, в анализе учитывались следующие различные параметры нагрузки.

• Пиковая нагрузка на каждый этап: Отражает максимальное значение напряжения (на пателлофеморальный сустав и голень) или деформации (на ахиллово сухожилие) за шаг.
  • Термин "пиковый стресс" или "деформация" в этой статье относится к самому высокому уровню давления или деформации, с которыми сталкиваются ткани нашего тела во время бега. По сути, это наибольшее усилие или растяжение, которое приходится выдерживать нашим тканям.
  • Этот пиковый стресс или напряжение может дать информацию о потенциальном риске травмы наших костей и сухожилий. Понимание пикового стресса или напряжения позволяет нам лучше понять, какую нагрузку испытывают наши телесные ткани и как это может повлиять на их здоровье и сопротивляемость.
• Загрузочный импульс: Поскольку величина нагрузки зависит от ее продолжительности, импульс нагрузки рассчитывался из напряжения или деформации за цикл ходьбы.
• Взвешенный импульс: Напряжение или деформация, возведенные в эмпирически полученную экспоненту, так как связь между нагрузкой и повреждением нелинейна.
  • Взвешенный импульс учитывает уязвимость различных тканей к вреду и обеспечивает соответствующие веса. Это значит, что ткани, которые больше подвержены травмам, имеют больший вес при расчете.
• Кумулятивный импульс: Умножь импульс напряжения или деформации на количество шагов на километр, чтобы учесть частоту нагрузки

Результаты

Среди участников было 10 мужчин и 9 женщин, средний возраст которых составлял 23,6 года. Их рост в среднем составлял 174 см, а вес - 67,2 кг.

Когда были рассмотрены различные условия бега, были получены следующие результаты.

1. Увеличивает скорость
   • Увеличь пиковую нагрузку на большеберцовую кость и пателлофеморальный сустав, а также растяжение ахиллова сухожилия.
   • Уменьши импульс голени и ахиллова сухожилия
   • Импульс в пателлофеморальном суставе остается неизменным
2. Увеличение наклона беговой дорожки (больше подъемов).
   • Снижает пиковую нагрузку на пателлофеморальный сустав
   • Увеличивает пиковое напряжение большеберцовой кости и пиковое растяжение ахиллова сухожилия
   • Уменьшает импульс пателлофеморального сустава
   • Увеличивает импульс на голень и ахиллово сухожилие
3. Уменьшение наклона беговой дорожки (больше спуска).
   • Увеличь пиковое напряжение и импульс пателлофеморального сустава и большеберцовой кости
   • Уменьшает пиковое напряжение ахиллова сухожилия и импульс
4. Увеличение частоты шагов
   • Снижает пиковое напряжение, деформацию и импульс во всех трех местах

Поскольку бег состоит из большого количества шагов во время каждого бегового отрезка, авторы рассчитали кумулятивную нагрузку и кумулятивный взвешенный импульс из импульсов напряжения и деформации за общее количество сделанных шагов.

Влияние более высоких скоростей бега:

• Увеличение скорости бега уменьшило суммарный импульс напряжения пателлофеморального сустава и голени, а также суммарный импульс растяжения ахиллова сухожилия
• Увеличение скорости бега, однако, увеличивало кумулятивный взвешенный импульс в пателлофеморальном суставе

Эффекты наклона:

• Бег в гору уменьшает пателлофеморальный кумулятивный импульс напряжения и взвешенный импульс, но увеличивает кумулятивные импульсы напряжения и деформации большеберцовой кости и ахиллова сухожилия, а также взвешенные импульсы соответственно.
• Бег под уклон увеличил пателлофеморальный и тибиальный кумулятивные импульсы напряжения и взвешенные импульсы, но уменьшил кумулятивный импульс растяжения ахиллова сухожилия и взвешенный импульс.

Эффекты ступенчатой частоты:

• Когда частота шагов увеличивалась, это приводило к снижению суммарного напряжения и взвешенного по деформации импульса для пателлофеморального сустава и ахиллова сухожилия, но не для большеберцовой кости

Вопросы и мысли

Авторы хотели рассчитать количество повреждений, которые испытывают ткани от продолжительности, величины и частоты нагрузки. Хотя это интересно знать, в статье рассматривается только тот вред, который бег может нанести пателлофеморальному суставу, большеберцовой кости и ахиллову сухожилию. Он не учитывает необходимость нагружать суставы и структуры, чтобы оставаться здоровыми. Таким образом, защитные эффекты, которые бег может оказывать на эти ткани, остаются без внимания. Хотя я, конечно, могу понять необходимость знать, что беговые нагрузки могут сделать с нашими суставами, авторы упустили возможность объяснить, что нужно делать, чтобы защитить наши суставы. Вот что я постараюсь сделать для тебя.

• Тот, у кого есть проблемы с ахилловым сухожилием, может найти облегчение, если будет бегать медленнее, больше спускаться по склону или избегать подъемов, а также увеличив каденс шага.
• При проблемах с пателлофеморальным суставом лучше всего подойдут медленный бег, бег на нейтральной поверхности или в гору, а также увеличение каденса шага.
• При проблемах с большеберцовой костью целесообразно бегать медленнее, бегать по более ровным поверхностям и увеличивать каденс шага.

Но разве все дело в уроне?

Хотя бег принято считать высокоударным видом спорта, который может угрожать здоровью суставов, факты показывают, что при правильном выполнении и хорошей биомеханике он может помочь защитить суставы. Бег может улучшить здоровье суставов, способствуя положительной адаптации, увеличивая синтез хрящевой ткани и поддерживая целостность суставов, что потенциально снижает риск травм и дегенеративных заболеваний.

Результаты этого исследования помогают нам понять, что происходит в большеберцовой кости, пателлофеморальном суставе и с ахилловым сухожилием. Исходя из различных опций (скорость, наклон и частота шагов), мы можем понять, как лучше адаптировать бег в случае возникновения проблем.

Поговори со мной о ботанике

Это исследование проводилось на небольшой выборке и включало всего 19 участников. У этих людей не было травм или проблем с ахилловыми сухожилиями, голенями или пателлофеморальными суставами, и это может означать, что полученные результаты могут отличаться от людей, страдающих от боли или заболеваний опорно-двигательного аппарата этих областей тела.

Составив модель опорно-двигательного аппарата для оценки сил и нагрузок по участкам тела, авторы смогли использовать очень современный подход для расчета этих динамических 3D-движений. Однако модель также требует сделать предположения, например, о максимальном мышечном усилии, а потому остается оценочной.

Бег оценивался с помощью беговой дорожки, что может отличаться от бега на улице. Скорости были на высоком пределе для рекреационных целей, так как самая низкая скорость была уже на уровне 10 км/ч, а самая быстрая - 18 км/ч. Авторы указали, что для многих бегунов эти скорости были слишком требовательными. Возможно, это могло повлиять на результаты.

Напутствия на дом

Эта модель определяла нагрузки на ахиллово сухожилие, голень и пателлофеморальный сустав. Эти места были выбраны потому, что в них чаще всего случаются травмы нижних конечностей, связанные с бегом. Понимание того, как различные условия бега влияют на нагрузку и повреждения в местах распространенных травм, дает ценные сведения для физиотерапевтов. Манипулируя скоростью бега, градиентом поверхности и каденцией, врачи могут подбирать реабилитационные программы для снижения нагрузки и эффективной профилактики травм, связанных с бегом.

Ссылка

Ван Хурен Б., ван Ренгс Л., Мейер К. Нагрузка на каждый шаг и кумулятивная нагрузка в трех распространенных местах беговых травм: Влияние скорости, уклона поверхности и каденса. Scand J Med Sci Sports. 2024 Feb;34(2):e14570. doi: 10.1111/sms.14570. ПМИД: 38389144. 

Похожие исследования

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