Биомеханические факторы риска стрессовых переломов большеберцовой кости

Введение/Обзор

Стрессовый перелом большеберцовой кости (СПБК) — это хроническая травма, которая возникает, когда существует несоответствие между внешними силами и способностью организма восстановиться от них. Конкретно, он происходит, когда накопление повторяющихся субмаксимальных сил на большеберцовую кость превышает способность кости поглощать удар и перестраиваться^[1]. Если не лечить, это может привести к образованию микроскопических трещин в кости, которые в конечном итоге могут привести к макроскопическим переломам ^[1]. Официально это считается переломом, когда есть видимые признаки перелома кости на медицинских изображениях ^[2].

Стрессовые переломы можно разделить на два типа:

• усталостный перелом: Усталостный перелом происходит, когда на здоровую выровненную кость действуют ненормальные нагрузки, и он часто встречается у спортсменов и здоровых людей^[2]
• перелом недостаточности: перелом недостаточности происходит, когда средний стресс вызывает повреждение клинически нездоровой кости^[2].

Хотя стрессовые переломы также наблюдаются в области бедра, предплюсны, бедренной кости и даже ребер, они чаще всего встречаются в большеберцовой кости ^[1].

Биомеханическая патофизиология: микроскопический уровень

Биомеханическая патофизиология стрессового перелома большеберцовой кости может быть объяснена через концепцию направленного ремоделирования кости ^[3]. Порочный круг начинается с повторяющихся субмаксимальных нагрузок на большеберцовую кость, таких как бег, что вызывает стресс для кости. Стресс разрушает остеоциты, вызывая усталость кости, микроповреждения и в конечном итоге апоптоз клеток ^[3]. Остеокласты прибывают на место повреждения и удаляют мёртвые кости клетки. Это приводит к временному отрицательному костному пространству и снижению структурной целостности кости ^[3]. В первые несколько недель происходит набор остеобластов в пространство ремоделирования, и в полости формируется деминерализованная кость. На этом этапе только 65-70% матрицы полностью минерализованы, и механическая жёсткость полностью не восстановлена. Отсюда исход кости может быть два: либо кость полностью минерализуется, что может занять до года, либо продолжается субмаксимальная нагрузка. Если нагрузка сохраняется, со временем микротрещины могут стать микро переломами, а затем и настоящим переломом ^[3].

Внутренние факторы риска

Жёсткость колена

В 2-летнем проспективном исследовании, в котором участвовало 300 бегунов, выяснилось, что те, кто получил травму из-за перегрузки при беге, имели значительно большую жёсткость колена. Колено действует как амортизатор, рассеивая силы при ударе стопы в стадии шага при беге. Таким образом, авторы предположили, что если колено жёстче, то энергия будет рассеваться меньше, что приведет к повреждению в окружающей области ^[4].

Пол

Пол является признанным крупным фактором риска стрессового перелома большеберцовой кости. По сравнению с мужчинами, спортсменки имеют в 2,3 раза больше риска стрессового перелома в сравнимых по полу видах спорта, таких как бейсбол, баскетбол, кросс-кантри, лакросс, футбол и трек ^[5]. Это увеличение риска может быть связано с синдромом относительного дефицита энергии в спорте, ранее известном как триада спортсменок ^[6]. Это включает в себя уменьшение потребления калорий из-за общественного давления на поддержание определенного внешнего вида, нарушение менструального цикла/гормональный дисбаланс и низкую минеральную плотность костей. Со снижением потребления калорий организм направляет ограниченные калории и нутриенты на более важные процессы, которые могут ухудшить ремоделирование костей или повлиять на их поломку ^[7].

Антропометрия и состав тела

Ширина большеберцовой кости имеет значение, так как распространено мнение, что более широкие кости предоставляют механическое преимущество, позволяя рассеивать больше сил за счет большей площади поперечного сечения. В обратную сторону различные исследования показывают, что у людей с более узкими большеберцовыми костями риск развития стрессового перелома был выше ^[8][9].

Кроме того, у женщин в среднем более узкие большеберцовые кости и более тонкие кортикоиды, что предполагает меньшую биомеханическую устойчивость к стрессу ^[8]. Также предполагается, что меньший поперечный разрез мышц в бедре является признаком риска из-за увеличения усталости костей и может указывать на низкую физическую подготовленность кости ^[8].

Минеральная плотность костей

Минеральная плотность костей часто используется как маркер одной из характеристик прочности костей, таким образом, это также сильный маркер для риска перелома. Пониженное потребление кальция и гормональные нарушения связаны с низкой минеральной плотностью костей. Существует обратная зависимость: чем ниже минеральная плотность костей, тем выше их хрупкость. Это приводит к увеличению риска переломов недостаточности ^[10].

Внешние факторы риска

Выбор спорта

В целом, любой спорт или деятельность, связанная с частыми прыжками или нагрузкой на нижнюю конечность, связана с увеличением риска стрессового перелома большеберцовой кости. Наибольшие показатели стрессовых переломов обнаружены у спортсменов, занимающихся выносливостью, таких как кросс-кантри, футбол, баскетбол, трек и поле, гимнастика и танцы ^[5].

Увеличение тренировок

Внезапное увеличение интенсивности упражнений, быстрое повышение нагрузки и продолжительность могут увеличить риск развития стрессового перелома большеберцовой кости ^[5]. Увеличение дистанции более 32 км (20 миль) в неделю было связано с увеличением частоты стрессовых переломов ^[8]. Спортсмены с более коротким предсезонным периодом имели более высокий риск травм из-за большой увеличенной нагрузки и уменьшении отдыха ^[5].

Поверхность тренировок

У бегунов, нагрузки на большеберцовую кость были на 48-258% выше при беге по земле по сравнению с бегом на беговой дорожке ^[11]. Чтобы снизить стресс, воздействующий на ногу, избегайте бега по бетону и выберите беговую дорожку, траву или резиновую дорожку.

Ортопедические средства

Изношенная обувь для бега может увеличить риск стрессового перелома из-за снижения амортизации. Снижение количества травм от перегрузки и более точное снижение частоты стрессовых переломов бедренной и большеберцовой костей отмечено при использовании ортопедических стелек ^[7].

Клинические соображения

Поскольку это хроническая травма, важно распознать симптомы и признаки до того, как микротрещина разовьется в настоящий перелом. Необходимо внимательно следить за режимом тренировок и периодами отдыха, если у клиента возникают «болевые ощущения в голени» или синдром медиального стрессового перелома большеберцовой кости, так как это считается ранней стадией стрессового перелома большеберцовой кости ^[1].

Если у человека проявляются симптомы стрессового перелома большеберцовой кости, рассмотрите возможность перекрестных тренировок в виде спорта, которые оказывают меньшую повторяющуюся нагрузку на нижние конечности. Подумайте о таких видах спорта, как гольф, плавание, велосипедная езда или йога, так как в них чрезвычайно низкая зарегистрированная частота стрессовых переломов ^[12].

В проспективном исследовании легкоатлетов было показано, что 60% из тех, кто имел в прошлом переломы, получили повторную травму в течение года ^[13], что позволяет предположить, что кость полностью не заживает примерно через год после травмы. Будьте осторожны и не возвращайтесь к максимальной нагрузке сразу после предполагаемого восстановления.

Если спортсмен с симптомами стрессового перелома большеберцовой кости или синдрома медиального стрессового перелома большеберцовой кости, рассматривайте другие факторы, такие как относительная энергетическая недостаточность в спорте. Оцените его питание, психологическое состояние (самоэффективность, общественное давление, образ тела) и менструальный цикл. Учет этих факторов может помочь в реабилитации и восстановлении.

Ссылки