Вступ

Травми, пов'язані з бігом, часто трапляються як у досвідчених бігунів, так і у бігунів-початківців, найчастіше в нижніх кінцівках. Слід звернути увагу на позитивні ефекти участі в бігу, оскільки користь бігу для всього організму очевидна. Для мінімізації негативних наслідків бігу (травм) дуже важливо розуміти, як з точки зору тренування, так і з точки зору реабілітації, що відбувається в нижній кінцівці під час бігової сесії. У цьому дослідженні автори вивчали вплив різних типів бігових протоколів на три ділянки тіла, які найчастіше травмуються. Інформація, отримана з цього аналізу, може допомогти у плануванні тренувань та реабілітації.

Методи

У дослідженні взяли участь 19 здорових учасників, які не мали травм і звикли до бігу на біговій доріжці. Учасниками могли стати особи віком від 18 до 45 років, з ІМТ <26 кг/м2 та відсутністю будь-яких травм за останні 3 місяці.

Їм було запропоновано взяти участь у тестовій сесії, де вони виконували різні короткі однохвилинні пробіжки, поки збиралися їхні дані. Світловідбиваючі маркери були розміщені на 26 локаціях. Зафіксовано сили реакції ґрунту та кінематику нижньої частини тіла і тулуба.

Спочатку учасники виконали 8-хвилинну пробіжку зі швидкістю 2,78 м/с для ознайомлення з біговою доріжкою. Потім вони бігли 4 хвилини зі швидкістю 3,33 м/с, щоб визначити бажану частоту кроків. Вони виконали кілька 1-хвилинних забігів з різною швидкістю та на підйомах і спусках. Порядок прогонів був рандомізований. Всі спуски виконувалися зі швидкістю 2,78 м/с. Після пробіжки під нахилом учасники бігли зі швидкістю 3,33 м/с, використовуючи бажану частоту кроків. Потім їх попросили бігти з більшою частотою кроків (+10 кроків за хвилину) і меншою частотою кроків (-10 кроків за хвилину), слідуючи за ударами метронома.

Використовуючи дані світловідбиваючих маркерів, була побудована модель опорно-рухового апарату, яка містила 22 сегменти тіла, 37 ступенів свободи та 80 м'язів. Модель була адаптована до будови тіла кожної учасниці.

На основі цієї інформації були визначені навантаження та пошкодження в колінно-стегновому суглобі, великогомілковій кістці та ахілловому сухожиллі. Оскільки кількість пошкоджень, яких зазнають тканини, залежить від тривалості, величини та частоти навантаження, в аналізі були враховані наступні різні параметри навантаження.

• Пікове навантаження на крок: Відображає максимальне навантаження (на колінний суглоб і великогомілкову кістку) або розтягнення (на ахіллове сухожилля) за крок.
  • Термін "пікове навантаження" або "деформація" в цій статті означає найвищий рівень тиску або деформації, з яким стикаються тканини нашого тіла під час бігу. По суті, це найбільше зусилля або розтягнення, яке можуть витримати наші тканини
  • Цей пік напруження або деформації може надати інформацію про потенційний ризик травмування наших кісток і сухожиль. Розуміння пікових навантажень дозволяє нам краще зрозуміти, яке навантаження відчувають тканини нашого тіла і як це може вплинути на їхнє здоров'я та життєздатність.
• Імпульс завантаження: Оскільки величина навантаження залежить від тривалості навантаження, імпульс навантаження розраховувався за напруженням або деформацією протягом циклу ходи.
• Зважений імпульс: Напруження або деформація, приведені до емпірично отриманої експоненти, оскільки зв'язок між навантаженням і пошкодженням є нелінійним.
  • Зважений імпульс враховує вразливість різних тканин до пошкоджень і надає відповідну вагу. Це означає, що тканини, які більш схильні до травм, отримують більшу вагу при розрахунку.
• Кумулятивний Імпульс: Помножити напруження або імпульс деформації на кількість кроків на кілометр, щоб врахувати частоту навантаження

Результати

Серед учасників було 10 чоловіків і 9 жінок, середній вік яких становив 23,6 року. Їхній середній зріст становив 174 см, а вага - 67,2 кг.

При дослідженні різних умов експлуатації були отримані наступні результати.

1. Збільшення швидкості
   • Збільшення пікового навантаження на великогомілкову кістку та колінно-стегновий суглоб, а також навантаження на ахіллове сухожилля
   • Зменшити імпульс великогомілкової кістки та ахіллового сухожилля
   • Імпульс у колінно-стегновому суглобі залишається незмінним
2. Збільшення нахилу бігової доріжки (більше в гору)
   • Зменшує пікове навантаження на колінно-стегновий суглоб
   • Збільшує пікове напруження великогомілкової кістки та пікове напруження ахіллового сухожилля
   • Зменшує імпульс колінно-стегнового суглоба
   • Збільшує імпульс у великогомілковій кістці та ахілловому сухожиллі
3. Зменшення нахилу бігової доріжки (більше вниз)
   • Збільшення пікового навантаження та імпульсу в колінному суглобі та великогомілковій кістці
   • Зменшує пікове навантаження на ахіллове сухожилля та імпульс
4. Збільшення частоти кроків
   • Зменшує пікове напруження, деформацію та імпульс у всіх трьох точках

Оскільки біг складається з великої кількості кроків під час кожного бігового сеансу, автори розраховували кумулятивне навантаження та кумулятивний зважений імпульс від імпульсів напруги та деформації за загальну кількість зроблених кроків.

Ефект вищих швидкостей бігу:

• Збільшення швидкості бігу зменшувало кумулятивний імпульс напруги в колінно-стегновому суглобі та великогомілковій кістці, а також кумулятивний імпульс деформації ахіллового сухожилля.
• Збільшення швидкості бігу, однак, збільшувало кумулятивний зважений імпульс у колінно-стегновому суглобі

Ефекти нахилу:

• Біг під гору зменшує імпульс кумулятивного напруження колінного суглоба та зважений імпульс, але збільшує імпульси кумулятивного напруження та деформації великогомілкового та ахіллового сухожиль, а також зважені імпульси, відповідно, великогомілкового та ахіллового сухожиль.
• Біг під гору збільшував кумулятивний імпульс напруження великогомілкової та малогомілкової кісток і зважений імпульс, але зменшував кумулятивний імпульс напруження ахіллового сухожилля і зважений імпульс.

Ефекти крокової частоти:

• При збільшенні частоти кроків це призводило до зменшення кумулятивного напруження і зваженого на деформацію імпульсу колінно-стегнового суглоба і ахіллового сухожилля, але не для великогомілкової кістки.

Питання та думки

Автори хотіли розрахувати кількість пошкоджень, яких зазнають тканини від тривалості, величини та частоти навантаження. Хоча це і цікаво, але в статті розглядаються лише пошкодження, які біг може завдати колінно-стегновому суглобу, великогомілковій кістці та ахілловому сухожиллю. Вона не враховує необхідність навантаження на суглоби та структури для збереження здоров'я. Таким чином, захисний вплив, який біг може чинити на ці тканини, ігнорується. Хоча я, безумовно, розумію необхідність знати, як бігові навантаження можуть вплинути на наші суглоби, автори упустили можливість пояснити, що робити, щоб захистити наші суглоби. Це те, що я спробую зробити для вас.

• Люди з проблемами ахіллового сухожилля можуть відчути полегшення, бігаючи повільніше, бігаючи більше під гору або уникаючи бігу в гору, або збільшуючи каденцію кроку.
• У разі проблем з колінно-стегновим суглобом найкраще підійде повільний біг, біг у нейтральній зоні або в гору, а також збільшення каденції кроків.
• При проблемах з великогомілковою кісткою ефективними рішеннями є повільніший біг, біг на більш рівних поверхнях і збільшення каденції кроків.

Але чи йдеться лише про шкоду?

Хоча біг зазвичай вважається видом спорту з високим рівнем навантаження, який може загрожувати здоров'ю суглобів, дані показують, що при правильному виконанні та хорошій біомеханіці він може допомогти захистити суглоби. Біг може покращити здоров'я суглобів, сприяючи позитивній адаптації, збільшуючи синтез хряща і підтримуючи цілісність суглобів, що потенційно знижує ризик травм і дегенеративних захворювань.

Результати цього дослідження допомагають нам зрозуміти, що відбувається у великогомілковій кістці, колінно-стегновому суглобі та з ахілловим сухожиллям. З різних параметрів (швидкість, нахил і частота кроків) ми можемо зрозуміти, як найкраще адаптувати біг у разі виникнення проблем.

Поговори зі мною про ботаніку

Це дослідження проводилося на невеликій вибірці і включало лише 19 учасників. Ці люди не мали травм або проблем з ахілловими сухожиллями, гомілковими або колінно-стегновими суглобами, і це може означати, що результати можуть відрізнятися від людей, які страждають від болю або захворювань опорно-рухового апарату в цих частинах тіла.

Створивши модель опорно-рухового апарату для оцінки сил і навантажень на різні ділянки тіла, автори змогли використати найсучасніший підхід для розрахунку цих динамічних 3D-рухів. Однак модель також вимагає робити припущення, наприклад, про максимальну силу м'язів, і тому вона залишається оціночною.

Біг оцінювали на біговій доріжці, яка може відрізнятися від бігу на свіжому повітрі. Швидкість була максимальною для рекреаційних цілей, оскільки найнижча швидкість була вже на рівні 10 км/год, а найшвидша - 18 км/год. Автори зазначили, що для багатьох бігунів такі швидкості були занадто складними. Можливо, це могло вплинути на результати.

Отримуйте домашні повідомлення

Ця модель визначала навантаження на ахіллове сухожилля, великогомілкову кістку та колінно-стегновий суглоб. Ці місця були обрані тому, що в них найчастіше трапляються травми нижніх кінцівок, пов'язані з бігом. Розуміння того, як різні умови бігу впливають на навантаження та пошкодження в найпоширеніших місцях травм, дає цінну інформацію для фізіотерапевтів. Маніпулюючи швидкістю бігу, градієнтом поверхні та каденцією, лікарі можуть адаптувати реабілітаційні програми, щоб зменшити навантаження та ефективно запобігти травмам, пов'язаним з бігом.

Посилання

Van Hooren B, van Rengs L, Meijer K. Покрокове та кумулятивне навантаження на три найпоширеніші місця бігових травм: Вплив швидкості, градієнта поверхні та каденції. Scand J Med Sci Sports. 2024 Feb;34(2):e14570. doi: 10.1111/sms.14570. ПМІД: 38389144. 

Пов'язані дослідження

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