Биологические механизмы специфических спортивных травм позвоночника у спортсменов (виды спорта, включающие броски и вращения, и контактные виды спорта)

По статье Роберта Донателли, Донна Димонда и Мэтта Холланда,
опубликованной в журнале «Подиатр» № 3-2014.
Полный текст статьи можно запросить ЗДЕСЬ.

Травмы шейного, грудного и поясничного отделов позвоночника –распространенное явление среди спортсменов. Их количество и причины варьируются в зависимости от конкретного вида спорта, но большая часть – результат неправильной механики и перегрузок, которые отрицательно влияют на стабильность позвоночника.

Учёные разделяют опорные механизмы позвоночника на пассивный, активный и неврологический. Позвоночник состоит из костно-суставных структур связок. Пассивная система — неотъемлемая часть его стабилизации, ограничивающая пределы амплитуды движения. Мышцы, прикрепленные к позвоночнику, обеспечивают динамическую (активную) стабильность и изменяющая степень жесткости позвоночника в зависимости от внутренних и внешних факторов. Наконец, система нервной регуляции модулирует мышечную систему — оценивает и определяет требования к стабильности, координируя активную мышечную реакцию.  Этот процесс мы будем называть нервно-мышечным контролем.

Разработка схемы адекватного лечения зависит от тщательной оценки опорно-двигательной и нервно-мышечной систем. Только после этого назначается соответствующая лечебная гимнастика для исправления выявленного нарушения. Комплексная программа реабилитации должна включать коррекцию мышечного дисбаланса, который является следствием снижения гибкости, силы, выносливости и равновесия.

Полная амплитуда движения у спортсмена должна быть выше среднего, поскольку в спорте движение часто выходит за пределы «обычной» амплитуды. Например, бейсболисту-питчеру, который должны бросать мяч на предельно высокой скорости, требуется очень высокая мобильность плечевых суставов.

Движение любого из позвонков является результатом эластичности и прочности на разрыв пассивных тканей и координированных действий спинных мышц. При отсутствии динамической стабилизации повторяющиеся агрессивные вращательные движения оказываются деструктивными для сегментов позвоночника, вызывая нестабильность и боль. В таких видах спорта, как бейсбол, теннис и гольф, вращательные модели движения очень важны – и именно они, непрерывно повторяясь, могут вызвать микротравмы.

Спортсмен сосредоточен на развитии мощности, являющейся средством улучшения результативности. Мощность равна скорости движения, умноженной на силу. Угловое движение позвонков приводит к увеличению силы в позвоночнике, создавая при этом повышенный риск травмы и снижая результативность. Поэтому быстрые движения позвоночника гораздо безопаснее выполнять, когда позвоночник не согнут и тем самым создает меньшую силу. Также установлено, что скорость движения сегментов позвоночного столба связана с более высоким риском возникновения проблем с поясницей. В большинстве моделей спортивных действий мощность порождается тазобедренным отделом при стабильном положении туловища.

Почему же одни спортсмены страдают от травм плеча, а другие – нет? Почему у некоторых спортсменов растяжение связок голеностопного сустава случается пару раз в жизни, а у других нестабильность голеностопного сустава требует хирургического вмешательства? Ответ на оба вопроса кроется в определенном сочетании силы, выносливости и нервно-мышечного контроля. В зависимости от конкретных требований, выдвигаемых тем или иным видом спорта, центральная нервная система вырабатывает либо выбирает конкретные программы для решения моторной проблемы. Затем моторная программа мобилизует конкретные двигательные единицы для выполнения координированного моторного отклика. Мышцы должны прийти в состояние полной готовности, чтобы избежать травм, защищая суставы, и быть способны выполнить исключительно квалифицированные действия на большой скорости. Это состояние полной готовности мышечной системы под действием нервного контроля может быть достигнуто посредством нервно-мышечной тренировки.

Гребля

Боль в пояснице является одной из самых распространенных травм в гребле. Гребной ход оказывает значительную нагрузку на поясничный отдел позвоночника и в сочетании с большими объемами тренировок, часто характерными для профессиональных гребцов, увеличивает вероятность травмы. Хосеа и соавторы обнаружили, что примерно 70% гребного цикла гребцы проводят при согнутом положении позвоночника. Давление на диск, силы, действующие на поясничные связки, и нагрузка на суставы растут с увеличением степени сгиба позвоночника и нагрузки на руки. Любое неустраненное снижение гибкости нижней конечности, влияющее на ритм пояснично-тазового отдела, приведет к снижению динамической стабильности позвоночника и способности распределять силы вдоль позвоночного столба.

У 41% профессиональных гребцов в подростковой категории, не имевших иных симптомов повреждений, магнитная резонансная томография смогла выявить по меньшей мере одно нарушение в поясничном отделе. Обследование определило изменение дисков (31,8%) и стресс-реакцию межсуставной части дужки (27,3%). Из-за высоких требований к мышцам поясницы во время гребли сила и выносливость поясничного отдела имеет первостепенное значение в предотвращении травм нижней части спины. Терапевтические программы для реабилитации или профилактики травм поясницы у гребцов должны предваряться тщательной оценкой выносливости поясничной мускулатуры.

Гольф

Боль в пояснице часто встречается и у гольфистов – как среди любителей, так и среди профессионалов. Снижение стабильности позвоночника приводит к увеличению переноса нагрузки с мышечного компонента на связки, диски и костные структуры позвоночника.

Повторяющиеся вращательные движения могут провоцировать нестабильность и боли. Координированная стабильность мышц спины в ходе комплексных повторяющихся вращательных движений должна быть сбалансированной с точки зрения соотношения силы и выносливости мышц бедра и нижней части туловища. Общие проблемы гольфистов с болями в пояснице, как правило, включают слабость отводящих мышц и внешних ротаторов бедра, снижение выносливости мышц поясницы и жесткости мышц-сгибателей бедра. Нарушения стабилизации бедер и позвоночника приводят к нестабильности позвоночника и впоследствии могут вызвать развитие патологий и болей. В гольфе динамическая стабилизация позвоночника должна поддерживаться в ходе множества замахов на протяжении всей игры. Таким образом, выносливость мышц поясницы и тазобедренного сустава имеет важнейшее значение для профилактики повреждений позвоночника при игре гольф.

Американский футбол

В США американский футбол – один из самых популярных видов спорта среди молодежи. Он же лидирует по показателям травматизма.

Спондилолиз, который обычно поражает нижний поясничный отдел позвоночника, особенно распространен среди подростков, занимающихся американским футболом. По причине этого, а также других травм позвоночника показатели дегенеративных заболеваний позвоночных дисков и дегенерации фасеток у футболистов выше, чем среди населения в целом.

Это обусловлено чрезмерными силами сжатия, вращения и сдвига, развиваемыми в позвоночнике, вкупе с неправильной физической подготовкой, приводящей к мышечному дисбалансу. Как упоминалось ранее, мышцы туловища служат для стабилизации; это означает, что они ограничивают движения позвоночника с помощью координации мышц-антагонистов спины, в то время как тазобедренные мышцы вырабатывают мощность. Неадекватная тренировка всех вышеперечисленных групп мышц приводит к «дисфункции» и дестабилизации позвоночника.

В неподвижном положении стабильность позвоночника может быть обеспечена, если меньше внимания уделять силе, а больше – длительным сокращениям или выносливости. Упражнения, которые должны быть частью программы адаптации и реабилитации футболиста, включают боковой упор, задний упор на одной ноге, упор на одной руке, выпады и подъем всех 4 конечностей. Выполняемые в комплексе, они направлены на укрепление большинства глобальных и локальных динамических стабилизаторов позвоночника и опорной мускулатуры тазобедренного сустава. Это позволяет обеспечить надлежащую жесткость позвоночника для всех 6 функциональных моделей движения.

Футбол

Повреждения позвоночника в футболе характерны не только для сильнейших спортсменов или полупрофессионалов, они регистрируются у футболистов в детской, юношеской и взрослой возрастных категориях. Расси и коллеги выявили спондилолиз у игроков детской и подростковой группы, 43% пациентов отмечали возникновение болезненных ощущений при ударе. Еще одно исследование показало, что показатели заболеваемости спондилолизом для футболистов составили 30%, что в 5 раз превысило средние показатели по стране. Одно из исследований за пределами Европы показало, что у сильнейших футболистов чаще встречаются остеофиты и, в частности, что у форвардов уменьшается высота дисков грудного отдела позвоночника. Снижение травматизма и улучшение эффективности в футболе сильно зависит от нервно-мышечного контроля.

Аренд и Лемминк определяют динамическую стабильность как способность нервно-мышечно-скелетной системы удерживать или восстанавливать вертикальное положение туловища под внешним воздействием. Стабильность туловища и тазобедренного отдела обеспечивается прежде всего хорошо координированным нервно-мышечным контролем, который может быть определен как динамический процесс поддержания баланса. При игре в футбол ситуация быстро меняется, что вызывает внутреннюю и внешнюю пертурбацию сил. Снижение стабильности нижней части туловища связано с высокой вероятностью травм нижних конечностей и поясничных болей в контактных видах спорта, таких как футбол. Нервно-мышечный контроль имеет решающее значение для обеспечения стабильности позвоночника и тазобедренного сустава с целью снижения травматизма и повышения результативности. Упражнения на динамическую стабилизацию должны быть основой тренировок футболистов.

Бейсбол и теннис

У игроков в бейсбол и теннис развитие мощности для удара или броска мяча представляет собой координированное движение в кинетической цепи. Энергия должна быть создана и передана от нижних конечностей вверх через позвоночник к руке, а в конечном итоге придана мячу в надлежащей последовательности и с адекватной производительной силой. Любое снижение подвижности, стабильности, прочности, выносливости или нервно-мышечного контроля вдоль всей кинетической цепи приведет к уменьшению производительной силы и увеличению вероятности травмы. Повторяющийся характер движений в этих видах спорта в сочетании с крайне высокой амплитудой и скоростью движения позвоночника обусловливает то, что эти спортсмены чаще подвержены травмам из-за перегрузок позвоночника и прикрепленной к нему мускулатуры. За стабильность грудного отдела позвоночника в осевом вращении на 30 % отвечает грудная клетка. Часто бейсбольные питчеры жалуются на реберную боль в грудном отделе позвоночника, которая может иметь различную этиологию.

В конце подготовительной фазы подачи, между контактом стопы и предельным внешним вращением плеча, наблюдаются максимальное вращение тазового отдела, увеличение вращения позвоночника и угловых скоростей. Внешнее вращение ног позволяет подвести ногу к основной базе и обеспечивает передачу вращения таза и туловища к нижней конечности. В этом случае питчер при контакте стопы не выполняет внешнее вращение нижней конечности – вместо этого стопа опускается на землю в закрытом положении. Таким образом, передача вращения туловища и тазового отдела к нижней конечности ограничена. Недостаточное распределение сил вращения через тазовый отдел к нижней конечности увеличивает продолжительность вращения грудного отдела позвоночника, в результате чего возрастает нагрузка на реберные фасетки и суставы. Болезненные ощущения спортсменов в пределах верхнего и среднего грудных сегментов позвоночника были воспроизведены в ходе пассивного тестирования реберно-позвоночных суставов, что указывает на гипомобильность сегментов. Проблему решают увеличение мобильности ограниченных сегментов, укрепление задних боковых мышц бедра и изменение механизма подачи.

Патнэм показал, что стабильность нижней части туловища необходима также для оптимальной передачи силы от нижней конечности через позвоночник к верхней конечности. Чадхари и коллеги обнаружили [29], что профессиональные бейсбольные питчеры с более сильным контролем мышц пояснично-тазового отдела имели лучшие показатели результативности подач из числа проведенных иннингов, чем питчеры с менее сильным контролем. Понятие стабильности нижней части туловища для бейсбола и тенниса включает силу отводящих мышц, разгибателей и внешних вращателей тазобедренного сустава, а также силу и выносливость стабилизирующей мускулатуры позвоночника. Лечащий врач должен также учитывать нервно-мышечный контроль и функциональный баланс применительно к каждому виду спорта.

Заключение

Спортсмены последовательно набирают и передают через позвоночник значительные силы, совершая многократно повторяющиеся движения. В этих условиях правильная передача силы от ног к тазобедренному отделу и через позвоночник крайне важна. Ограниченная функциональность и недостаток мышечной силы тазобедренного сустава в сочетании с низкой выносливостью мышц туловища приводит к нестабильности позвоночника – часто наблюдаемому у спортсменов симптому. Реабилитационная программа, первоначально ориентированная на нестабильное состояние, а затем переходящая к укреплению мышц тазобедренного сустава и ставящая своей целью управление движением, характерным для конкретного вида спорта, будет обеспечивать снижение боли, повышение квалификации и безопасное возвращение к спортивной активности.