Различия между мужчинами и женщинами в воздействии биомеханики приземления голеностопа на момент вальгусной нагрузки колена

Введение

Неконтактные травмы передней крестообразной связки (ПКС) у женщин происходят чаще, чем у мужчин во время спортивной активности. Одним из возможных механизмов этого различия являются биомеханические или нейромышечные факторы, такие как чрезмерная вальгусная нагрузка на колено (угол и момент) и/или мышечный дисбаланс. В частности, женщины испытывают больше травм ПКС, связанных с вальгусной нагрузкой на колено, чем мужчины. Хотя вальгусная нагрузка на колено может создаваться движениями и моментами голеностопа, колена и бедра, большинство исследований травм ПКС сосредоточены только на колене и бедре, уделяя меньше внимания голеностопному суставу.

Биомеханика голеностопного сустава

Движение голеностопа во фронтальной плоскости связано с движением колена во фронтальной плоскости. Наблюдательные исследования предполагают, что эверсия голеностопа с приведением бедра создает динамический вальгус колена. Во время приземления мышцы-сгибатели голеностопа поглощают удар при посадке. Икроножная и камбаловидная мышцы в основном производят подошвенное сгибание голеностопа, а задняя большеберцовая мышца поддерживает подошвенное сгибание, одновременно производя инверсию голеностопа. Таким образом, подошвенное сгибание обычно сочетается с инверсией.

Взаимосвязь моментов

Виейра и др. сообщили, что сокращение подошвенного сгибателя (медиальной икроножной мышцы) в статическом положении создает момент инверсии голеностопа с моментом подошвенного сгибания, предполагая положительную линейную зависимость между моментом подошвенного сгибания голеностопа и моментом инверсии голеностопа. Эта связь подошвенного сгибания и инверсии голеностопа предполагает, что изменения в биомеханике голеностопа в сагиттальной плоскости во время приземления могут повлиять на фронтальную плоскость коленного сустава.

Половые различия в стратегиях приземления

Несколько исследований сообщают о противоречивых результатах относительно половых различий в стратегиях приземления голеностопа. Декер и др. предположили, что женщины рассеивают удар при приземлении с большим подошвенным сгибанием голеностопного сустава при начальном контакте, получая больший диапазон движения (ROM). Кернозек и др. сообщили, что хотя не было половых различий в угле подошвенного сгибания голеностопа при начальном контакте, женщины демонстрировали больший ROM голеностопа из-за большего максимального угла тыльного сгибания. Напротив, Али и др. показали, что мужчины преимущественно приземляются с подошвенным сгибанием, а женщины — в относительно тыльно согнутом положении.

Результаты исследования

Женщины показали значительно большие углы подошвенного сгибания голеностопа при начальном контакте и ROM во время одностороннего приземления. Не было значительных различий между полами в угле сгибания колена при начальном контакте и ROM. У женщин была значительно меньше пиковая вертикальная сила реакции опоры (vGRF) и более позднее время до пика vGRF, чем у мужчин. Не было значительных различий между полами в пиковом моменте подошвенного сгибания голеностопа, моменте инверсии, моменте разгибания колена и вальгусном моменте.

Корреляция у мужчин

У мужчин пиковая vGRF и вальгусный момент колена показали значительную отрицательную корреляцию с углом подошвенного сгибания голеностопа при начальном контакте и ROM. Только у мужчин была значительная отрицательная корреляция между пиковым моментом подошвенного сгибания голеностопа и вальгусным моментом колена. Пиковый момент подошвенного сгибания голеностопа у мужчин был значимо положительно коррелирован с пиковым моментом инверсии голеностопа.

Обсуждение

Различия в вальгусной нагрузке на колено между полами были зарегистрированы в предыдущих исследованиях, посвященных движению коленного сустава и связанных с ним мышц во время приземления. Однако recentние исследования предполагают, что биомеханическое взаимодействие голеностопа с коленом может влиять на движение колена во фронтальной плоскости. Таким образом, цель этого исследования состояла в том, чтобы определить, существуют ли половые различия в связи между контролем голеностопа в сагиттальной плоскости и вальгусным моментом колена.

Практические implications

Результаты показывают, что у мужчин больший угол подошвенного сгибания при начальном контакте и больший ROM могут эффективно поглощать удар при приземлении и уменьшать вальгусную нагрузку на колено. Кроме того, больший момент подошвенного сгибания голеностопа был связан с большим моментом инверсии голеностопа и меньшим вальгусным моментом колена только у мужчин. Эти находки предполагают, что изменение стратегий приземления голеностопа в сагиттальной плоскости во время одностороннего приземления может уменьшить вальгусный момент колена, что является одним из факторов риска травм ПКС, только у мужчин.

Методология

В исследовании приняли участие 49 recreationally активных участников, включая 25 женщин и 24 мужчин. Данные кинематики и кинетики нижних конечностей измерялись с помощью системы захвата движения и силовой платформы. Участники выполняли одностороннее приземление с платформы высотой 0.3 м. Статистический анализ включал t-тест и корреляционный анализ Пирсона.