ACL, czyli więzadło krzyżowe przednie to element stawu kolanowego, którego celem jest utrzymanie stabilności biernej. W wielu sportach więzadło jest narażone na uraz, uznaje się, że jest to jeden z najczęściej spotykanych urazów w sporcie i ma niszczący wpływ na poziom aktywności i jakość życia pacjentów. Szacuje się, że około 175 000 operacji rekonstrukcyjnych ACL’a były wykonywane corocznie w USA o szacowanym koszcie ponad 2 mld USD. Całkowite zerwanie tego więzadła może wywołać inne patologiczne stany kolana, w tym niestabilność kolana, uszkodzenie łąkotek i powierzchni chrzęstnej oraz chorobę zwyrodnieniową stawów. Badania wielokrotnie wykazały, że pacjenci z całkowitym zerwaniem ACL mają przewlekłą niestabilność kolana i wtórne uszkodzenia łąkotek i powierzchni chrzęstnych [1]. Ciekawe i zastanawiające jest to, że pomimo niesamowitego rozwoju wiedzy w zakresie przygotowania motorycznego, nie wydaje się by ilość urazów więzadła krzyżowego przedniego się zmniejszała, co więcej ,w niektórych populacjach dochodzi nawet do systematycznego wzrostu kontuzji związane z więzadłem stawu kolanowego [2]. Jest to ogromne wyzwanie przed klubami czy związkami, często tracą oni zawodników na naprawdę długi czas, więc ich celem jest by do tego typu urazów dochodziło jak najrzadziej. Co do samych zawodników, Istnieją również osobiste i zawodowe konsekwencje z wysokimi wskaźnikami ponownych kontuzji i zmniejszoną zdolnością do powrotu, które mogą ostatecznie wpłynąć na przyszłe możliwości kariery i zarobki w ich sporcie [3].
Mechanizmy urazu
Wydawać by się mogło, że uraz ten dotyczy przede wszystkim sportów kontaktowych i.. właściwie tak jest. Logicznie podchodząc do tematu możemy obstawiać, że to udział przeciwnika w największym stopniu przyczynia się do zerwania więzadła krzyżowego przedniego. Jednak gdy zagłębimy się w literaturę, okaże się że to jednak mechanizm tzw. bezkontaktowy dominuje w przypadku zerwań ACL’a w sportach kontaktowych [4]. Czym jest uraz bezkontaktowy? W skrócie chodzi o to, że dochodzi do niego bez ingerencji przeciwnika, czyli np. przy lądowaniu czy hamowaniu. Urazy te często pojawiają się podczas ostrych zmian kierunku, które są używane podczas próby uniknięcia lub śledzenia działań przeciwnika podczas naciskania obrońcy lub próby ataku. Zasugerowano modyfikacje techniki w celu złagodzenia ryzyka obrażeń podczas manewrów zmiany kierunku, ale fizyczna zdolność do spełnienia wymagań technicznych może również mieć kluczowe znaczenie dla maksymalizacji wszelkich adaptacji [5]. Badania interwencyjne mające na celu modyfikację techniki zmiany kierunku wykorzystywały różne metody, aby próbować wpływać na biomechanikę kończyn dolnych podczas zmiany kierunku biegu, z różnym skutkiem, a wiele artykułów dostarczyło szczegółowych ram dotyczących tego, które aspekty powinny być ukierunkowane i dlaczego. Jednak niewiele przewodników opartych na dowodach dostarcza konkretnych informacji, które pomogą trenerom w skutecznym dostarczaniu tych ram oraz o tym, w jaki sposób aspekty modelu technicznego mogą być rozwijane do celów pedagogicznych i resocjalizacyjnych [5]. Niestety związane jest to z tym, że bardzo wiele aspektów potencjalnie zwiększających kontuzje trzeba ująć, w związku z tym ciężko o jakieś jedno, jasne i klarowne stanowisko w tej sprawie. Jedno jest pewne, urazy ACL są naprawdę powszechne i trzeba skupić się by do tego typu kontuzji dochodziło w jak najmniejszym stopniu.
Czynniki zwiększające ryzyko urazu więzadła krzyżowego przedniego
Zerwanie więzadła krzyżowego przedniego występuje, gdy siły przyłożone do więzadła przekraczają jego wytrzymałość na rozciąganie [6], co oczywiście w ciemno można było zakładać. Musimy jednak pamiętać, że chociaż wykazano, iż obciążenie stawu kolanowego w każdej płaszczyźnie ruchu niezależnie zwiększa obciążenie ACL, połączenie tych obciążeń prawdopodobnie stwarza największe ryzyko uszkodzenia więzadeł [7]. Ruch kończyn podczas dowolnego ruchu zmienia nie tylko geometrię kolana, ale także sposób działania sił wokół niego, co ma bezpośredni wpływ na obciążenie więzadła krzyżowego przedniego. Na przykład w płaszczyźnie strzałkowej obciążenia ścinające przednie, przy których kość piszczelowa jest ciągnięta do przodu w stosunku do kości udowej, wzrastają wraz z bardziej wysuniętym kolanem ze względu na zmieniającą się orientację ścięgna rzepki w stosunku do osi podłużnej kości piszczelowej [5]. Bardziej wysunięta noga zwiększa również obciążenie poprzez wydłużenie ACL ze względu na oddalające się od siebie miejsca przyczepu więzadła na kości piszczelowej i udowej. Wykazano, że w płaszczyźnie czołowej obciążenia odwodzenia kolana zwiększają się, gdy dystalny koniec kości piszczelowej znajduje się w pozycji bardziej uprowadzonej w stosunku do kości udowej i może mieć istotny udział w mechanizmie uszkodzenia ACL. Bardziej wysunięta noga zwiększa również obciążenie poprzez wydłużenie ACL ze względu na oddalające się od siebie miejsca przyczepu więzadła na kości piszczelowej i udowej. Wykazano, że w płaszczyźnie czołowej obciążenia odwodzenia kolana zwiększają się, gdy dystalny koniec kości piszczelowej znajduje się w pozycji bardziej uprowadzonej w stosunku do kości udowej i może mieć istotny udział w mechanizmie uszkodzenia więzadła krzyżowego przedniego. Bardzo ciekawym aspektem jest wchodzenie w rotację wewnętrzną, bo z reguły trenerzy to na ten czynnik zwracają uwagę przy korekcji biomechanicznej ruchu zawodnika. Okazuję się, że jednak rotacja ta w mniejszym stopniu jest determinantem uszkodzenia ACL niż wcześniej wspomniane aspekty. Biorąc pod uwagę wpływ, jaki kinematyka stawów może mieć na odkształcenie i uszkodzenie ACL uzasadnione są próby modyfikacji aspektów technicznych związanych z czynnikami wysokiego ryzyka podczas manewrów zmiany kierunku biegu [8,10,11].
Czynniki zwiększające ryzyko urazu więzadła krzyżowego przedniego podczas zmiany kierunku biegu
Przedstawione wyżej czynniki dotyczą generalnej biomechaniki i tego co może mieć niekorzystny wpływ na nasze więzadła krzyżowe przednie. Jednak warto także przedstawić temat czynników tych, które będą występowały w czasie manewrów zmiany kierunku biegu zawodnika. Ze względu na etyczne rozważania dotyczące pomiaru obciążenia więzadeł in vivo podczas dynamicznych ruchów sportowych, zewnętrzne momenty stawów uzyskane za pomocą optycznej analizy ruchu są często używane jako zastępcze ze względu na ich powiązania z obciążeniem ACL i dlatego są swego rodzaju wskaźnikiem ryzyka obrażeń [12]. Używając tych metod do porównania manewrów zmiany kierunku biegu z lądowaniem z wyskoku, Kristianslund i Krosshaug [13] zaobserwowali, że zmiana kierunku w bok ma mniejsze zgięcie kolana, większą koślawość i większe wewnętrzne kąty rotacji w początkowym kontakcie, co stwarza warunki, które sprawiają, że ACL jest podatny na uraz podczas uprawiania sportów, takich jak piłka nożna, która zawiera wiele akcji zmiany kierunku. Sam krok związany stricte ze zmianą kierunku narzuca duży impuls hamujący, wymagający dużej aktywacji mięśnia czworogłowego, co wiąże się z obciążeniem ścinającym dla więzadła krzyżowego przedniego.
Smart Intra (suplement w trakcie treningu) od Testosterone – poprawa zdolności wysiłkowych
Wydajność sportowa, a zdrowie
Warto zaznaczyć, że wszelkie aspekty związane z korekcją techniki wszelkich manewrów, które będą nam towarzyszyły w sporcie, powinny uwzględniać oczywiście zdrowie i bezpieczeństwo, ale także muszą być optymalne dla naszej wydajności sportowej. W związku z tym żaden trener przygotowania motorycznego nie będzie uczył swojego zawodnika techniki elementów ruchowych, które w żaden sposób nie będą efektywne w kontekście jego formy sportowej. Dowody sugerują, że może wystąpić konflikt między niektórymi docelowymi zmianami w technice, które mają umiarkowane ryzyko obrażeń ACL, a aspektami technicznymi, które są wymagane do szybszej wydajności zmiany kierunku [14] i należy to dokładnie rozważyć podczas wdrażania wszelkich nowych strategii szkoleniowych.
Modyfikacja techniki – tułów
Jednym z elementów nad którymi możemy pracować podczas zmiany kierunku jest nasz tułów. Wykazano, że większe zgięcia boczne tułowia, czyli takie, czyli większe odchylenia tułowia od osi długiej występowały u zawodniczek, u których pojawił się uraz więzadła krzyżowego przedniego [15]. Ciekawą interwencją przeprowadzili Dempsey i wsp., po 6-tygodniowej korekcji „technicznej” obejmującej wzrokową informację zwrotną, która porównywała idealny model z jego wykonaniem i werbalnymi instrukcjami dotyczącymi określonych aspektów postawy ciała, tułów stał się bardziej wyrównany do w stosunku do osi zmiany kierunku i był powiązany ze zmniejszonymi momentami koślawości kolan [16]. Sugeruje się zatem, by przy nauce techniki zmiany kierunku stosować informacje zwrotne, które będą wskazówkami dla zawodnika odnoszącymi się do potencjalnych błędów popełnianych przez niego i ich korekcji. Ważnym aspektem będzie także rotacja tułowia. Obrócenie tułowia w kierunku zmiany kierunku jest nie tylko korzystne dla zmniejszenia ryzyka urazu, ale także wiąże się z poprawą wydajności sportowej [18]. 4-tygodniowy trening plyometryczny uwzględniający zaburzenia związane z rotacją tułowia znacząco przyczynił się do poprawy tego aspektu u zawodników, co sugeruje jedną z metod korekcyjnych tego czynnika ruchowego [19].
Szerokość stóp
Kolejnym modyfikatorem może być rozmieszczenie stóp zawodnika podczas manewrów zmiany kierunku biegu. Wykazano że szersze ustawienie stóp wiąże się z większym obciążeniem koślawym z powodu narastającego momentu ramienia siły, który powstaje, gdy punkt styku stopy oddala się od osi obrotu w kolanie [17]. Sytuacja jednak nieco się komplikuje, ponieważ zwiększenie odległości między stopą a środkiem masy w płaszczyźnie czołowej wiąże się również z skróceniem czasu zakończenia manewru zmiany kierunku, prawdopodobnie z powodu zwiększonej zdolności do generowania sił środkowo-bocznych wspierających ten ruch. Dlatego należy dokładnie rozważyć, czy zajęcie się tym elementem techniki przyniosłoby ogólne korzyści dla zawodnika, czy też wydajność można by nadal utrzymać dzięki węższemu ułożeniu stopy i trenowaniu właśnie w tym ustawieniu ciała [5].
WPC 80 od testosterone.pl – suplement, który uzupełnieni dietę sportowca w białko
Zgięcie i odwiedzenie kolana
Bardzo istotnym czynnikiem, który będzie brany pod uwagę przy zwiększaniu bądź zmniejszaniu szansy urazu więzadła krzyżowego przedniego jest zgięcie stawu kolanowego. Zwiększenie kąta zgięcia kolana, szczególnie w początkowym kontakcie, kiedy noga jest najbardziej wysunięta, zmniejsza obciążenie ACL, jednak bardziej wyprostowane kolano wiąże się również z krótszymi czasami kontaktu z podłożem, co z kolei wiąże się z lepszym czasem działania [20]. Badania pokazały, że zwiększenie zgięcia kolana następowało na skutek interwencji treningowej uwzględniającej zmiany kierunku biegu oraz werbalne wskazówki i techniki wizualizacyjne [21].
Zwrócić uwagę należy także na kąt odwiedzenia kolana, zwiększone kąty odwiedzenia kolana były związane z powiększonymi momentami odwiedzenia podczas zmiany kierunku biegu [22]. W tym aspekcie jednak należy poczekać na dalsze wyniki badań, ponieważ sprawdzano wiele interwencji treningowej i na ich podstawie nie wyciągnięto jakiś jasnych i klarownych wniosków.
Rozkład obciążeń kolana
Podczas omawiania modyfikacji techniki dużą wagę przywiązuje się do kinematycznych aspektów techniki, ponieważ są one bardziej namacalne do oceny przez trenera. Jednak inny ważny element skutecznych interwencji treningowych jest często niewidoczny dla oka. Wysokie wielopłaszczyznowe momenty kolan powodują większe obciążenie ACL, a kilka interwencji związanych z cięciem obejmujących zadania plyometryczne i oparte na równowadze wykazało zmniejszenie momentów odwodzenia kolana [23,24]. Jednak Weltin i wsp. [19] nie zaobserwowali zmiany momentów stawowych w żadnej z 3 płaszczyzn ruchu podczas cięcia po 2 interwencji związanych z zabiegami plyometrycznymi. Specyfika programu skoków może pomóc w wyjaśnieniu tych ustaleń bez ćwiczeń utrudniających przednio-tylną absorpcję siły. Wydaje się, że lądowanie, w którym dominuje absorbcja siły przez biodro będzie bardziej korzystne dla stawu kolanowego i wpływu na potencjalny uraz. Same formy wyizolowane manewrów z lądowaniem mogą być dobrą formą poprawy techniki zmiany kierunku związanej z obciążeniem działającym na kolano, jednak pamiętajmy, że przenoszenie tych wzorców z lądowania na samą zmianę kierunku powinno mieć także miejsce w naszym planie korekcyjnym planie treningowym.
Prędkość
Prędkość z jaką będziemy wykonywać zmianę kierunku będzie bardzo istotna dla sił działających na dany staw, a będzie to związane, posługując się fizyką, ze zmianą pędu. Chociaż doradzanie sportowcom, aby zmniejszyli prędkość podczas zmiany kierunku, prawdopodobnie zmniejszy obciążenie kolana, jest mało prawdopodobne, aby było to przestrzegane w sytuacjach konkurencyjnych, w których optymalna wydajność ma kluczowe znaczenie. Wraca tutaj aspekt, o którym pisałem wcześniej czyli zdrowie, a wydajność sportowa. Zwiększenie siły w przedostatnim kroku skutkuje niższymi szczytowymi momentami odwodzenia bez wpływu na ogólną wydajność i wiąże się z szybszą wydajnością zmiany kierunku. Dlatego też trenowanie zdolności sportowca do gwałtownego zwalniania tuż przed wykonaniem manewru może pomóc w umiarkowanym obciążeniu więzadła krzyżowego przedniego i pozytywnie wpłynąć na wydajność sportową, ale będzie najbardziej przydatne w przypadku zmian kierunku pod ostrzejszymi kątami [5].
Lądowanie
Dużo urazów więzadła krzyżowego przedniego jest związane z lądowaniem na piętach. Lądowanie na palcach wydaje się być korzystne w optymalizacji ustawienia kończyn dolnych podczas zmiany kierunku i dlatego powinno być celem treningu. Obecnie nie ma dowodów sugerujących, że jest to coś, co można by zmodyfikować za pomocą interwencji. Możliwe, że istnieją okoliczności, w których gracze nie są w stanie wybrać lądowania na palcach ze względu na ograniczenia zadania. Biorąc pod uwagę, że tak może faktycznie może być, ważne może być ćwiczenie ruchów odbywało się zarówno z z lądowaniem na palcach i piętach, aby przygotować gracza na wszystkie potencjalne scenariusze.
W przypadku lądowania trzeba brać także pod uwagę samą mechanikę ruchu, w którym znajdujemy się na ziemi po skoku. Siły reakcji podłoża wydają się przyczyniać do obciążenia więzadła krzyżowego przedniego [25]. Największe naprężenia na więzadła występują mniej więcej w tym samym czasie, co szczytowa pionowa siła reakcji podłoża (co zbiega się z większymi momentami stawu w kolanie podczas lądowania). Wykazano również, że siły reakcji podłoża są czynnikiem przyczyniającym się do zwiększenia obciążenia ACL podczas zmiany kierunku [26]. Aktywne zwiększenie zgięcia kolana podczas kontaktu z podłożem przyczyni się do zmniejszenia obciążenia na więzadło krzyżowe przednie jednak może to być związane ze zmniejszeniem wydajności sportowej zawodnika. Jest to niedopuszczalna adaptacja z punktu widzenia wydajności, więc należy jej unikać, ale jest również mało prawdopodobne, aby została przeniesiona, gdy gracz ma do czynienia z manewrem w konkurencyjnym środowisku, w którym wybierze wzorzec ruchu, który pozwoli mu na działać optymalnie [5].
Bacopa Monnieri od Apollos Hegemony – wsparcie sprawności poznawczej sportowca
Stopa
Ostatnim elementem wziętym na tapetę będą nasze stopy. Stopa zrotowana wewnętrznie względem linii osi ciała podczas biegu ze zmianą kierunku wiąże się ze zwiększonym ryzykiem kontuzji poprzez jej powiązanie z większymi momentami odwodzenia kolana [27]. Jednak ze względu na to, że bardziej neutralne ułożenie stopy może być sprzeczne z lepszymi wynikami zmiany kierunku [14]. Badania jednak niestety w tym względzie nie są zbyt rozbudowane i z pewnością potrzeba więcej czasu by wymyślić optymalizacje tego czynnika techniki w treningu przygotowania motorycznego.
Podsumowanie
Uraz więzadła krzyżowego przedniego to powszechna kontuzja, która może nawet zniszczyć karierę zawodnika. Często dochodzi do niej przy okazji zmiany kierunku biegu. Jak widać czynniki, które mogą przyczyniać się do urazu w trakcie tego typu manewrów są (przynajmniej moim zdaniem) mocno rozbudowane i skomplikowane. Nauka cały czas drąży ten temat i dąży do tego by w końcu zoptymalizować trening prewencji, tak by faktycznie doszło do znaczącego zmniejszenia występowania kontuzji związanej z uszkodzeniem czy zerwaniem więzadła krzyżowego przedniego.
[1] Finsterbush A, Frankl U, Matan Y, et al. Secondary damage to the knee after isolated injury of the anterior cruciate ligament. Am J Sports Med 1990;18(5):475–9.
[2] Agel J, Arendt EA, Bershadsky B. Anterior cruciate ligament injury in national collegiate athletic association basketball and soccer. Am J Sports Med 33: 524–530, 2005
[3] Secrest ES, Bhat SB, Dodson CC. The financial and professional impact of cruciate ligament injuries in national football league athletes. Orthop J Sports Med 4: 1–7, 2016
[4] Cochrane JL, Lloyd DG, Buttfield A, Seward H, McGivern J. Characteristics of anterior cruciate
ligament injuries in Australian football. J Sci Med Sport 10: 96–104, 2007.
[5] Davies, William T. MSc1; Read, Paul J. PhD, CSCS*D2,3,4. Deconstructing Cutting: An Evidence-Based Coaching Framework to Reduce Anterior Cruciate Ligament Injury Risk. Strength and Conditioning Journal: October 2022 – Volume 44 – Issue 5 – p 22-38
[6] Slauterbeck JR, Hickox JR, Beynnon B, Hardy DM. Anterior cruciate ligament biology and its relationship to injury forces. Orthop Clin N Am 37: 585–591, 2006.
[7] Kiapour AM, Demetropoulos CK, Kiapour A, et al. Strain response of the anterior cruciate ligament to uniplanar and multiplanar loads during simulated landings. Am J Sports Med 44: 2087– 2096, 2016.
[8] Jordan SS, DeFrate LE, Nha KW, et al. The in vivo kinematics of the anteriomedial and posterolateral bundles of the anterior cruciate ligament during weightbearing knee flexion. Am J Sports Med 35: 547–554, 2007
[9] Li G, DeFrate LE, Rubash HE, Gill TJ. In vivo kinematics of the ACL during weight-bearing knee flexion. J Orthop Res 23: 340–344, 2005
[10] Markolf KL, Burchfield DM, Shapiro MM, et al. Combined knee loading states that generate high anterior cruciate ligament forces. J Orthop Res 13: 930–935, 1995.
[11] Miyasaka T, Matsumoto H, Suda Y, Otani T, Toyama Y. Coordination of the anterior and posterior cruciate ligaments in constraining the varus-valgus and internal-external rotatory instability of the knee. J Orthop Sci 7: 348–353, 2002.
[12] Brittney L, Gribble PA, Pietrosimone BG. Osteoarthritis prevalence following anterior cruciate ligament reconstruction: A systematic review and numbers-needed-to-treat analysis. J Athl Train 49: 806–819, 2014.
[13] Kristianslund E, Krosshaug T. Comparison of drop jumps and sport-specific side-step cutting: Implications for anterior cruciate ligament injury risk screening. Am J Sports Med 41: 684–688, 2013.
[14] Dos’Santos T, Thomas C, McBurnie A, Comfort P, Jones PA. Biomechanical determinants of performance and injury risk during cutting: A performance injury conflict. Sports Med 51: 1983–1998, 2021
[15] Hewett TE, Torg JS, Boden BP. Video analysis of trunk and knee motion during non-contact anterior cruciate ligament injury in female athletes: Lateral trunk and knee abduction motion are combined
[16] Dempsey AR, Lloyd DG, Elliott BC, Steele JR, Munro B. Changing sidestep cutting technique reduces knee valgus loading. Am J Sports Med 37: 2194–2200, 2009
[17] Dempsey AR, Lloyd DG, Elliot BC, et al. The effect of technique change on knee loads during sidestep cutting. Med Sci Sports Exerc 39: 1765–1773, 2007.
[18] Marshall BM, Franklyn-Miller AD, King EA, Moran KA, Strike SC, Falvey EC. Biomechanical factors associated with time to complete a change of direction cutting maneuver. J Strength Cond Res 28: 2845–2851, 2014.
[19] Weltin E, Gollhofer A, Mornieux G. Effects of perturbation or plyometric training on core control and knee joint loading in women during lateral movements. Scan J Med Sci Sports 27: 299–308, 2017.
[20] Dos’Santos T, Thomas C, McBurnie A, Comfort P, Jones PA. Biomechanical determinants of performance and injury risk during cutting: A performance injury conflict. Sports Med 51: 1983–1998, 2021.
[21] Brown SR, Brughelli M, Hume PA. Knee mechanics during planned and unplanned sidestepping: A systematic review and meta- analysis. Sports Med 44: 1573–1588, 2014.
[22] Jones PA, Herrington LC, Graham-Smith P. Technique determinants of knee joint loads during cutting in female soccer players. Hum Movement Sci 42: 203–2011, 2015.
[23] Celebrini RG, Eng JJ, Miller WC, et al. The effect of a novel movement strategy in decreasing ACL risk factors in female adolescent soccer players: A randomized control trial. Clin J Sport Med 24: 134–141, 2014.
[24] Cochrane JL, Lloyd DG, Besier TF, et al. Training affects knee kinematics and kinetics in cutting maneuvers in sport. Med Sci Sports Exerc 42: 1535–1544, 2010.
[25] Pflum MA, Shelbourne KB, Torry MR, Decker MJ, Pandy MG. Model prediction of anterior cruciate ligament force during drop-landings. Med Sci Sports Exerc 36: 1949–1958, 2004.
[26] King E, Franklyn-Miller A, Richter C, et al. Clinical and biomechanical outcomes of rehabilitation targeting intersegmental control in athletic groin pain: Prospective cohort of 205 patients. Br J Sports Med 52: 1054–1062, 2018.
[27] Jones PA, Herrington LC, Graham-Smith P. Technique determinants of knee abduction moments during pivoting in female soccer players. Clin Biomech (Bristol, Avon) 31: 107–112, 2016.
