Минимизация травм и эффективное возвращение в спорт: чему могут научить искусственные связки

Травмы опорно-двигательного аппарата, по разным данным, ответственны за 70% пропущенных тренировок. Одна из причин большого количества травм и длительного возвращения в спорт заключается в том, что у нас есть только очень простое понимание того, как тренировки влияют и изменяют структуру и функции сухожилий и связок. Сухожилия – это очень плотные ткани, которые трудно описать как in vivo (в естественных условиях), так и in vitro (в лабораторных условиях). Недавно в лаборатории были разработаны искусственные связки, для создания которых использовали клетки передних крестообразных связок человека или подколенного сухожилия. Эти ткани можно выращивать в лаборатории, лечить препаратами, которые, как считается, влияют на физиологию сухожилий, а затем проводить механическую оценку их функции.

В детско-юношеском спорте около 50% всех травм приходится на растяжения. В колледжах частота растяжений связок голеностопного сустава остается относительно постоянной и составляет примерно 1 случай на 1000 спортсменов в течение 15 лет наблюдений с 1988 по 2004 год. Напротив, разрывы передней крестообразной связки (ПКС) увеличились на 1,3% в год до 0,14 на 1000 спортсменов за тот же период времени. В профессиональном спорте, частота травм мягких тканей у игроков достигает 60% в английской Премьер-лиге и почти 70% в Национальной футбольной лиге. Помимо спортсменов, у людей с диабетом риск повреждения сухожилий в десять раз выше, чем у людей без диабета, а травмы сухожилий увеличиваются с возрастом, о чем свидетельствует тот факт, что 80% людей в возрасте 80 лет перенесли разрыв сухожилия. Несмотря на то, что травмы опорно-двигательного аппарата чрезвычайно распространены и влекут за собой огромные личные, соревновательные и финансовые затраты, для предотвращении этих травм было сделано очень мало.

Сухожилия и связки часто объединяют в одну категорию из-за сходства их молекулярного состава, структуры и общей функции. Однако, их фундаментальное различие состоит в том, что сухожилие прикрепляет податливую ткань к жесткой ткани, тогда как связка соединяет две жесткие ткани. Соединение двух механически несопоставимых тканей может привести к концентрации напряжений и деформации (т. е. одна ткань на границе раздела растягивается намного больше, чем другая), что может привести к разрыву. Сухожилие преодолевает эту проблему, потому что это изменчивая ткань – здоровое сухожилие более эластично вблизи мышцы и становится жестче по мере приближения к кости. Считается, что податливая область сухожилия защищает прикрепленную мышцу от травм, действуя как амортизатор. Например, во время бега здоровое сухожилие удлиняется для поглощения энергии, позволяя мышце сокращаться изометрически. Однако, когда жесткость сухожилия превышает изометрическую силу мышцы, либо биомеханика движения должна измениться, либо мышца будет подвергаться потенциально опасным растягивающим сокращениям. Функционально это означает, что, несмотря на то, что как в сухожилиях, так и в связках предельная прочность на растяжение (нагрузка, при которой они выходят из строя) увеличивается в зависимости от жесткости, более жесткое сухожилие с большей вероятностью вызовет мышечное повреждение во время одной и той же активности, по сравнению со здоровым эластичным сухожилием.

Региональная механика сухожилия. Механика здорового сухожилия (а) или сухожилия после 5 недель иммобилизации (b). Обратите внимание, что в здоровом сухожилии мышечный конец сухожилия (красный) растягивается гораздо больше, чем конец кости (зеленый), в то время как средняя часть сухожилия демонстрирует "промежуточную" механику. Напротив, после вынужденного бездействия все области сухожилия становятся жестче

Различная механика в здоровом сухожилии достигается за счет различий в ориентации и сшивке коллагена в сухожилии. Вдоль длины сухожилия молекулярные сшивки, соединяющие соседние молекулы коллагена и отдельные мышечные волокна, увеличиваются. Сшивка, как известно, увеличивает жесткость сухожилия, а поскольку вблизи кости имеется больше поперечных связей, чем в мышце, жесткость увеличивается при переходе от мышцы к кости. Интересно, что когда сустав неактивен (например, при нахождении в гипсе) или если мышца не может сокращаться против нагрузки, сухожилия, которые пересекают этот сустав, теряют эластичную область и становятся более жесткими вблизи мышцы, вероятно, из-за увеличения количества поперечных связей.

Исходя из приведенного выше, наиболее важными пунктами являются следующие:

травмы сухожилий/связок распространены в повседневной деятельности и на любом уровне в спорте,
здоровое сухожилие имеет различную жесткость по всей своей длине, а его податливая область действует как амортизатор, который защищает мышцу от травм,
сухожилия и связки функционально различны: чем жестче связка, тем лучше, тогда как, если жесткость сухожилия будет слишком высока, количество травм у связанных с сухожилием мышц будет увеличиваться.

Выводы и рекомендации для максимизации производительность, снижения риска повреждения сухожилий/связок и ускорения возвращения в спорт.

Подумайте о том, чтобы включить в тренировочный план сессию для поддержания здоровья соединительной ткани. Эта тренировка должна включать <10 минут активности, направленной на сухожилие/связку, которые подвержены травмам. Например, бегуны будут тренировать сухожилия задней поверхности бедра, сухожилие надколенника и ахиллово сухожилие, тогда как, например, бейсболисты будут прицельно тренировать бросающую руку. Эти упражнения можно выполнять с небольшим весом и, при необходимости, с ограниченным диапазоном движений. Такую тренировку следует проводить либо за 6 часов до, либо после любой другой тренировки.
После травмы спортсмены должны как можно скорее приступить к тренировкам. Тренировка может состоять из простых движений и упражнений с ограниченным весом, поскольку амплитуда нагрузки не так важна для стимуляции выработки коллагена. Опять же, тренировка должна состоять из <10 минут активности с последующим 6-часовым отдыхом. Это означает, что спортсмен может проводить три коротких тренировки каждый день.
Во время тренировок употребляйте белок, богатый лейцином. Помимо прямого воздействия на мышцы, сухожилия также выиграют от дополнительной мышечной массы и силы и, возможно, от большей активации пути mTORC1.
Во время физических упражнений увеличивается потребление глюкозы сухожилиями. Однако, поскольку приток крови к неактивным сухожилиям ограничен, считается, что доставка питательных веществ к сухожилиям после тренировки является относительно низкой. Это говорит о том, что любое вмешательство в питание, предназначенное для непосредственного воздействия на конкретное сухожилие/связку, должно быть проведено до тренировки.
За 30-60 минут до тренировки спортсменам следует рекомендовать употреблять 15 г желатина в жидкой или гелевой форме. В настоящее время определяется точное количество необходимого для связок желатина и будет ли оно зависеть от массы тела.