Укрепление средней ягодичной мышцы и использование теста с опусканием ноги по Донателли у спортсменов

Ашок Л. Говда¹, Сэмюэль Дж. Миз¹, Роберт Донателли², Стивен Зеликоф¹

1 – Отделение ортопедической хирургии, Медицинский центр Вестчестера, Нью-Йоркского медицинского колледжа, Валгалла, Нью-Йорк, США

2 – Ассоциация физиотерапии, Лас Вегас, Невада, США

Ашок Л. Говда — …

Сэмюэль Дж. Миз — …

Роберт Донателли – доктор спортивной медицины, физиотерапевт, медицинский консультант национальных сборных команд по теннису и бейсболу

Стивен Зеликоф — …

Клиническое наблюдение

Средняя ягодичная мышца, преимущественно является абдуктором бедра, выполняет несколько важных функций у спортсменов. Слабость ягодичной мышцы связывают с травмами плечевого пояса и подвздошно-поясничного тракта, а также нарушением стабильности голеностопного сустава. Хотя ранее она рассматривалась как однородная мышца, последние исследования показывают, что средняя ягодичная мышца состоит из трех сегментов с различными функциями и активацией: передней, средней и задней. Настоящий протокол реабилитации сосредотачивается, прежде всего, на переднем и среднем сегментах, пренебрегая задним сегментом.

Мы предлагаем техническое описание нового протокола обследования и реабилитации с целью оценить и укрепить задний сегмент средней ягодичной мышцы. В статье представлены трехступенчатый протокол для укрепления и восстановления травмированного спортсмена, а также тест с опусканием ноги, который может быть использован для определения слабости в заднем сегменте средней ягодичной мышцы.

Ключевые слова: средняя ягодичная мышца, спортсмен, реабилитация, задний сегмент

The gluteus medius, primarily a hip abductor, serves several important functions in the athlete. Weakness of the gluteus medius has been linked to injuries in the shoulder and iliotibial band, as well as ankle instability. Though previously treated as a homogenous muscle, recent studies of the gluteus medius show three segments with distinct function and activation e the anterior, middle, and posterior. Current rehabilitation protocol focuses primarily on the anterior and middle segments, neglecting the posterior.

We propose a technical description of a novel examination and rehabilitation protocol in order to evaluate and strengthen the posterior segment of the gluteus medius. The article presents a three-stage protocol for strengthening and rehabilitation of the injured athlete and the Drop Leg Test, which can be used to identify weakness in the posterior segment of the gluteus medius.

Keywords: Gluteus medius Athlete Rehabilitation Posterior segment

1. Введение

Средняя ягодичная мышца является неотъемлемым компонентом кинетической цепи спортсмена (Стодден, Лангендорфер, Флейсиг и Эндрюс, 2006), и в настоящее время широко описывается отдельно как имеющая несколько анатомических подразделений (Нейман, 2002). Готшальк и соавторы ранее выделяли три отдельных сегмента: передний, средний и задний – на основе препарирования трупов и биомеханических исследований (Готшальк, Курош и Левё, 1989). Передний и средний сегменты средней ягодичной мышцы содержат волокна, проходящие вертикально от передней части гребня подвздошной кости до большого вертела. Задний сегмент содержит волокна, проходящие горизонтально вдоль шейки бедренной кости. Задние волокна описываются в качестве основного функционального сегмента активной стабилизации головки бедренной кости в вертлужной впадине при переносе веса тела (Готшальк и соавторы, 1989), а также вносят свой вклад в наружную ротацию бедренной кости по отношению к стабильному тазу (Нейман, 2002; Пауэрс, 2010).

Нейман описал важность заднего сегмента ягодичной мышцы при выпадах и прыжках, показав, что наружный бедренный крутящий момент большой ягодичной мышцы меньше при сгибании бедренных суставов при угле более 60°. При большем сгибании в бедренном суставе сдвиг передних волокон большой ягодичной мышцы, находящихся спереди от оси вращения тазобедренного сустава, превращает переднюю часть большой ягодичной мышцы во внутренний ротатор, а не в стабилизатор бедра (Нейман, 2002). В этой ситуации задние волокна средней ягодичной мышцы взаимодействуют с глубокими наружными ротаторами для обеспечения контроля (Пауэрс, 2010).

При ЭМГ-анализе О’Двайер и соавторы показали различную активацию разных сегментов средней ягодичной мышцы во время изометрического сокращения (О’Двайер, Сейнсбери и О’Салливан, 2011). О’Салливан и соавторы продолжили анализ и предложили необходимость изменения протоколов реабилитации, показывая различную сегментарную активацию при разных упражнениях по переносу веса тела (О’Салливан, Смит и Сейнсбери, 2010).

Нарушение функции средней ягодичной мышцы чаще всего связывают с инверсией голеностопного сустава и травмами коленного сустава, включая надколенно-бедренный тендинит, синдром подвздошно-большеберцового тракта, разрывы передней крестообразной связки и медиальной коллатеральной связки (Бекман и Буханан, 1995; Эрл, Хертел и Денегар, 2005; Фредериксон, Кукингхам, Чаудхари, Доуделл, Эстрейхер и Сарман, 2000; Фрил, Маклин, Майерс и Касерес, 2006; Пауэрс, 2010; Шмитц, Риман и Томпсон, 2002). Пауэрс и соавторы описали увеличение вальгусного положения в коленном суставе и смещение центра масс как средства биомеханической компенсации слабости абдуктора бедренного сустава (Пауэрс, 2010).

Большинство современных протоколов реабилитации средней ягодичной мышцы используют упражнения при небольшом сгибании в тазобедренном суставе, включая упражнение «Моллюск», закрытые цепные боковые выпады и абдукцию лежа на боку без растяжения. Укорочение рычага при разгибании в тазобедренном суставе изменяет угол линии тяги средней ягодичной мышцы, что требует от мышцы-абдуктора применения больших усилий и вовлечения всех сегментов, чтобы уравновесить действие силы тяжести (Нейман, 2002). Кроме того, Филиппон сообщает о значительной слабости средней ягодичной мышцы и сопутствующем тендините подвздошно-поясничной мышцы у пациентов, выполняющих упражнения для реабилитации функции сгибания (Филиппон, Деккер, Гифарт, Торри, Вохоф и Лапрад, 2011).

Цель теста с опусканием ноги заключается в создании ручного мышечного теста, специфичного для задней части волокон средней ягодичной мышцы. Авторы предполагают, что тест с опусканием ноги изолирует слабость задних волокон средней ягодичной мышцы в связи с акцентом на разгибание и отведение нижней конечности в нейтральном положении. Поскольку большая ягодичная мышца является основным наружным ротатором бедренной кости в нейтральном положении ноги, отведение бедра с разгибанием снижает роль большой ягодичной мышцы в качестве внешнего ротатора и, таким образом, подчеркивает значение задних волокон средней ягодичной мышцы.

Здесь мы предлагаем трехступенчатый протокол с акцентом на задние волокна средней ягодичной мышцы. Для того чтобы оценить эти волокна, мы предлагаем тест с опусканием ноги.

2. Материалы и методы

Тест с опусканием ноги (рис. 1) проводится в положении лежа на боку. Клиницист пассивно отводит ногу до конца диапазона движений отведения бедра и затем разгибает тазобедренный сустав до 20°.

Рис. 1. Демонстрация теста с опусканием ноги, выполняемого в положении лежа на боку. Нога пассивно отводится до конца диапазона движений и затем производится разгибание в тазобедренном суставе до 20°.

Удерживая ногу в отведенном и разогнутом положении, пациента просят сохранять это положение конечности, в то время как врач отпускает ее. Укорочение рычага за счет разгибания бедра изменяет угол тяги средней ягодичной мышцы, вынуждая тем самым мышцу-абдуктор развивать большую силу, вовлекая большее число волокон, чтобы уравновесить действие силы тяжести (Нейман, 2002). Старшим из авторов этой работы тест с опусканием ноги был выполнен на сотнях пациентов, подверженных значительному мышечному дефициту, который был бы пропущен путем исследования при сгибании или в нейтральном положении. Со слабостью в заднем сегменте мышцы пациент будет не в состоянии удерживать ногу в отведенном и разогнутом положении, нога опустится на 2-12 дюймов до момента растяжения мышечного рычага, когда мышцы будут способны развивать достаточную силу, чтобы остановить опускание ноги. Если конечность падает на несколько дюймов и пациент в состоянии удержать ногу в отведенном и разогнутом положении, то может быть выполнен ручной мышечный тест для дальнейшего определения мышечного дефицита.

Максимальное произвольное изометрическое сокращение (МПС) было определено для различных общих упражнений по реабилитации тазобедренного сустава (Экстром, Донателли и Карп, 2007; Филиппон и соавторы, 2011). Мы предлагаем трехэтапный протокол (таблица 1) на основе МПС средней ягодичной мышцы с акцентом на задний сегмент. Первый этап создает 20-35% МПС средней ягодичной мышцы, второй этап включает 40-45% МПС средней ягодичной мышцы MVC, а третий этап – 45-74% МПС средней ягодичной мышцы.

Поэтапная программа, приведенная ниже, является уникальной в том, что упражнения подчеркивают наружное вращение в целях укрепления задних волокон средней ягодичной мышцы, глубоких ротаторов, а также большой ягодичной мышцы, уменьшая в то же время роль сгибания бедра. Авторы настоящей работы отмечают раздражение подвздошно-поясничной мышцы у многих пациентов, которые жалуются на дисфункцию тазобедренного сустава; такое же наблюдение высказывалось Филиппоном и соавторами (2011), что предлагаемый протокол и стремится свести к минимуму. Упражнения в беге и плиометрические упражнения не должны выполняться, пока пациент не продемонстрирует устойчивое туловище и сильное основание (бедра и нижних конечностей). Традиционно, бег и плиометрика составляют окончательный этап реабилитации, прежде чем вернуться к спорту.

• Первый этап

Упражнения начинаются с первого этапа (рис. 2) и включают в себя мостик на двух ногах, наружную ротацию, стоя на коленях на стуле, стойку на одной ноге и разгибание бедра с утяжелением в положении лежа. Мост на двух ногах, изометрическое удержание, выполняется в течение 5-15 секунд и повторяется пять-десять раз от одного до двух раз в день. Остальные упражнения этого этапа выполняются с соответствующим сопротивлением, чтобы обеспечить от шести до восьми повторений в двух сетах, с целью в пятнадцать повторений в трех сетах. Как только эта цель будет достигнута, можно добавить утяжеление и делать от шести до восьми повторений. Прогресс этого этапа происходит, когда пациент находится в состоянии удержать мост на двух ногах в течение 60 секунд без боли в тазобедренном суставе при разгибании.

• Второй этап

Второй этап (рис. 3) включает в себя укрепление мышц при разноименном поднимании руки и ноги на четвереньках, боковой подъем на платформу, движение ноги в двух направлениях, стоя на ступеньке и наружное вращение, стоя на барабане. Разноименное поднимание руки и ноги на четвереньках выполняется от пяти до 15 секунд и повторяется пять-десять раз, один или два раза в день. Оставшиеся два этапа упражнений выполняются с некоторым сопротивлением, чтобы обеспечить от шести до восьми повторений в двух сетах с целью выполнения пятнадцати повторений за три сета. Как только эта цель будет достигнута, можно добавить утяжеление и делать от шести до восьми повторений.

• Третий этап

Третий этап упражнений (рис. 4) включает мостик на одной ноге, подъемы лопаток с опорой на стену и боковые мостики. Упражнения выполняются с утяжелением, чтобы обеспечить от шести до восьми повторений за два сета с целью пятнадцати повторений в трех сетах. Как только эта цель будет достигнута, можно добавить утяжеление и делать от шести до восьми повторений.

Рис. 2. Первый этап упражнений включает в себя мостик на двух ногах (A), наружную ротацию, стоя на коленях на стуле (B), стойку на одной ноге (C) и разгибание бедра с утяжелением в положении лежа (D).

Рис. 3. Второй этап упражнений включает в себя укрепление мышц при разноименном поднимании руки и ноги на четвереньках (A), боковой подъем на платформу (B), движение ноги в двух направлениях, стоя на ступеньке (C) и наружное вращение, стоя на барабане (D).

Рис. 4. Третий этап упражнений включает в себя мостик на одной ноге (A), подъемы лопаток с опорой на стену (B) и боковые мостики (C).

• Обсуждение

Травмы коленного, голеностопного или плечевого сустава и подвздошно-большеберцового тракта связываются со слабостью средней ягодичной мышцы. Николас, Стризак и Верас (1976) провели ретроспективный анализ пациентов с травмами стопы и голеностопного сустава и обнаружили соответствующее снижение мышцей силы средней ягодичной мышцы при обследовании на динамометре «Цибекс». Бекман и Бьюкенен (1995) отметили, что у пациентов, имевших повышение подвижности в голеностопном суставе, также отмечалась слабость средней ягодичной мышцы. Отсутствие динамических стабилизаторов бедра, таким образом, может не обеспечить нормальную компенсацию небольших внезапных изменений в голеностопном суставе.

У спортсменов бросковых видов спорта важность средней ягодичной мышцы отмечена на нескольких этапах броска. Во время фазы скручивания, сила средней ягодичной мышцы необходима для поддержания положения таза во время максимальной сгибания в коленном суставе ведущей ноги (Вилк, Майстер, Флейсиг и Эндрюс, 2000; Яманучи, 1998). В фазе замаха, момент отведения конечности инициирует движение вперед и удлиняет шаг (Вилк и соавторы, 2000). Во время нормального броска, как известно, активация нижних конечностей влияет на скорость верхней конечности (Мак-Вильямс, Чой, Перезос, Чао и МакФарланд, 1998), а снижение участия нижней конечности приводит к большему стрессу на верхнюю конечность (Бурхарт, Морган и Киблер, 2003), что повышает вероятность получения травмы.

У бегунов тендинит подвздошно-большеберцового тракта подразумевает дисбаланс средней ягодичной мышцы и подвздошно-большеберцового тракта. Средняя ягодичная мышца действует, прежде всего, как абдуктор и наружный ротатор, в то время как подвздошно-большеберцовый тракт выступает в качестве абдуктора и внутреннего ротатора. При слабости средней ягодичной мышцы, внутреннее вращение из-за тяги подвздошно-большеберцового тракта способствует увеличению вальгусного угла бедренной кости, приводя к большему напряжению подвздошно-большеберцового тракта, вызывая склонность к ограничению подвижности дистальной боковой поверхности бедренной кости (Фредериксон и соавторы, 2000).

Нейман отмечает, что динамический контроль тазобедренного сустава и таза может быть нарушен во время выполнения задач, требующих увеличения угла сгибания тазобедренных и коленных суставов, в том числе при выпадах и прыжках, ключевых движениях в большинстве спортивных мероприятий (Нейман, 2002).

Авторы наблюдали большое число пациентов со слабостью задних волокон средней ягодичной мышцы с помощью этого теста. Кроме того, авторы обнаружили, что пациенты с травмами нижних конечностей, дисплазией тазобедренного сустава показывают отличные результаты после осуществления описанной выше поэтапной программы, которая делает акцент на восстановление силы задних волокон средней ягодичной мышцы. Исходя из нашего опыта, значительное увеличение силы задних сегментов достигается при использовании упражнений с движениями в две стороны и подъемом лопаток с опорой на стену. Упражнения с наружным вращением на столе показали лучший результат, но наиболее трудновыполнимы, что делает их менее желательным вариантом. Вращения в положении стоя на барабане эффективны, но устройство для их выполнения не получило широкого распространения. Реабилитация согласно описанному протоколу позволяет ступенчато увеличивать активацию средней ягодичной мышцы, что приводит к постепенному ее восстановлению по мере увеличения силы. Таким образом, этот протокол реабилитации теоретически позволяет улучшить прочность всех сегментов, при этом сводит к минимуму риск получения травмы.

Тест с опусканием конечности, описанный в данной статье, предлагает мануальное исследование слабости задних волокон средней ягодичной мышцы. По сравнению с обычно используемым тестом Тренделенбурга, тест с опусканием конечности является более специфичным исследованием слабости задних волокон средней ягодичной мышцы, поскольку выявляет слабость, которая может маскироваться за счет переднего и среднего сегментов. Такой акцент на задний сегмент отличает тест с опусканием конечности и способствует изолированию зоны слабости при тесте Тренделенбурга. При помощи теста с опусканием конечности комбинация отведения и разгибания бедра уменьшает плечо рычага средней ягодичной мышцы, изменяя его угол натяжения, вовлекая задние волокна.

Болгла и соавторы установили, что часто используемые реабилитационные упражнения с весовой нагрузкой с противоположным отведением бедра и ипсилатеральным сгибанием тазобедренного и коленного суставов на 20°, способствовали наилучшей активации ягодичной мышцы при нагрузке (Болгла и Уль, 2005). Хотя многие пациенты могут добиться отличных результатов, используя эти упражнения с весовой нагрузкой, подвздошно-поясничный тендинит может создать проблему (Филиппон и соавторы, 2011). Предлагаемый протокол реабилитации учитывает анатомические положения о задних волокнах средней ягодичной мышцы (Готшальк и соавторы, 1989), снижая риск подвздошно-поясничный тендинита (Филиппон и соавторы, 2011), используя упражнения, которые обеспечивают достижение максимального участия средней ягодичной мышцы (Болгла и Уль, 2005; Экстрем и соавторы, 2007). За счет уменьшения вероятности подвздошно-поясничного тендинита, увеличения участия средней ягодичной мышцы, в том числе и задних волокон, современные протоколы реабилитации могут быть улучшены.

• Заключение

Укрепление средней ягодичной мышцы увеличивает мощность нижних конечностей, снижает риск у не травмированного спортсмена в будущем и улучшает восстановление травмированного спортсмена. Знание различных сегментов средней ягодичной мышцы и положение их наибольшей активации, а также протокол реабилитации, подчеркивающий индивидуальные действия этих сегментов, улучшает результаты и ограничивает последствия. Хотя в настоящее время задние волокна средней ягодичной мышцы редко встречаются в протоколах реабилитации, они являются уникальными и вносят значительный вклад в общую эффективность работы мышц. Тест с опусканием ноги предлагает средство, с помощью которого можно легко оценить состояние этих волокон, а также дополняет широко используемый тест Тренделенбурга.

Список литературы

1. Beckman, S. M., & Buchanan, T. S. (1995). Ankle inversion injury and hypermobility: effect on hip and ankle muscle electromyography onset latency. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 76(12), 1138—1143. Retrieved from SCOPUS database.
2. Bolgla, L. A., & Uhl, T. L. (2005). Electromyographic analysis of hip rehabilitation exercises in a group of healthy subjects. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy, 35(8), 487—494. Retrieved from SCOPUS database.
3. Burkhart, S. S., Morgan, C. D., & Kibler, W. B. (2003). The disabled throwing shoulder: spectrum of pathology part III: the SICK scapula, scapular dyskinesis, the kinetic chain, and rehabilitation. Arthroscopy — Journal of Arthroscopic and Related Surgery, 19(6), 641—661. Retrieved from SCOPUS database.
4. Earl, J. E., Hertel, J., & Denegar, C. R. (2005). Patterns of dynamic malalignment, muscle activation, joint motion, and patellofemoral-pain syndrome. Journal of Sport Rehabilitation, 14(3), 215-233. Retrieved from SСOPUS database.
5. Ekstrom, R. A., Donatelli, R. A., & Carp, K. C. (2007). Electromyographic analysis of core trunk, hip, and thigh muscles during 9 rehabilitation exercises. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy, 37(12), 754-762. Retrieved from SCOPUS database.
6. Fredericson, M., Cookingham, C. L., Chaudhari, A. M., Dowdell, B. C., Oestreicher, N., & Sahrmann, S. A. (2000). Hip abductor weakness in distance runners with iliotibial band syndrome. Clinical Journal of Sport Medicine, 10(3), 169-175. Retrieved from SCOPUS database.
7. Friel, K., McLean, N., Myers, C., & Caceres, M. (2006). Ipsilateral hip abductor weakness after inversion ankle sprain. Journal of Athletic Training, 41(1), 74-78. Retrieved from SCOPUS database.
8. Gottschalk, F., Kourosh, S., & Leveau, B. (1989). The functional anatomy of tensor fasciae latae and gluteus medius and minimus. Journal of Anatomy, 166, 179-189. Retrieved from SCOPUS database.
9. MacWilliams, B. A., Choi, T., Perezous, M. K., Chao, E. Y. S., & McFarland, E. G. (1998). Characteristic ground-reaction forces in baseball pitching. American Journal of Sports Medicine, 26(1), 66-71. Retrieved from SCOPUS database.
10. Neumann, D. A. (2002). Kinesiology of the musculoskeletal system (2nd ed.). St. Louis MO: Mosby Inc.
11. Nicholas J. A., Strizak, A. M., & Veras, G. (1976). A study of thigh muscle weakness in different pathological states of the lower extremity. American Journal of Sports Medicine, 4(6), 241-248. Retrieved from SCOPUS database.
12. O’Dwyer, C., Sainsbury, D., & O’Sullivan, K. (2011). Gluteus medius muscle activation during isometric muscle contractions. Journal of Sport Rehabilitation, 2(20), 174-186.
13. O’Sullivan, K., Smith, S., & Sainsbury, D. (2010). Electromyographic analysis of the three subdivisions of gluteus medius during weight-bearing exercises. Sports Medicine, Arthroscopy, Rehabilitation, Therapy & Technology, 2(17).
14. Philippon, M.J., Decker, M.J., Giphart,J. E., Torry, M. R., Wahoff, M. S., & LaPrade, R. F. (2011). Rehabilitation exercise progression for the gluteus medius muscle with consideration for iliopsoas tendinitis: an in vivo electromyography study. American Journal of Sports Medicine, 39(8), 1777-1785. Retrieved from SCOPUS database.
15. Powers, C. M. (2010). The influence of abnormal hip mechanics on knee injury: a biomechanical perspective. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy, 40(2), 42-51. Retrieved from SCOPUS database.
16. Schmitz, R. J., Riemann, B. L., & Thompson, T. (2002). Gluteus medius activity during isometric closed-chain hip rotation. Journal of Sport Rehabilitation, 11(3), 179-188. Retrieved from SCOPUS database.
17. Stodden, D. F., Langendorfer, S. J., Fleisig, G. S., & Andrews, J. R. (2006). Kinematic constraints associated with the acquisition of overarm throwing part I: step and trunk actions. Research Quarterly for Exercise and Sport, 77(4), 417-427. Retrieved from SCOPUS database.
18. Wilk, K. E., Meister, K., Fleisig, G., & Andrews, J. R. (2000). Biomechanics of the overhead throwing motion. Sports Medicine and Arthroscopy Review, 8(2), 124-134. Retrieved from SCOPUS database.
19. Yamanouchi, T. (1998). EMG analysis of the lower extremities during pitching in high-school baseball. Kurume Medical Journal, 45(1), 21-25. Retrieved from SCOPUS database.