髕腱傷病時深蹲訓(xùn)練的基礎(chǔ)知識
髕腱傷病時深蹲訓(xùn)練的基礎(chǔ)知識
肌腱受傷時訓(xùn)練會很令人沮喪,訓(xùn)練中光忍受疼痛了,注意力無法集中在技術(shù)動作上,還要擔(dān)心對長期健康有什么影響。作為一名前力量體能教練,同時也練了很多年,我非常理解受傷時仍想訓(xùn)練的急切心情。我有幸能夠?qū)⑦@份熱情結(jié)合我作為物理治療師的專業(yè)知識,為大家提供一些幫助。
但我要先聲明,本文無法替代專業(yè)醫(yī)師。如果你感受到的疼痛超出一般范圍,請尋求專業(yè)醫(yī)療幫助。
本文將從基礎(chǔ)講起,先講肌腱結(jié)構(gòu)功能,然后講適應(yīng)能力、病理學(xué)、康復(fù)原則和康復(fù)時如何維持訓(xùn)練。如果對一開始解剖學(xué)不感興趣的話只想看實踐建議的話,可以跳過這部分。
解剖學(xué)和生物力學(xué)
簡單的來說,肌腱是柔軟、纖維狀的組織,連接肌肉和骨骼,傳導(dǎo)力、在關(guān)節(jié)附近形成動作,并吸收外力來減少肌肉損傷。肌腱主要成分是水(占總重量的55-70%),干重主要成分是膠原質(zhì)(60-85%)。膠原質(zhì)是一種僵硬的結(jié)構(gòu)性蛋白質(zhì),在人體內(nèi)有多種存在形式,不過,我們今天只討論肌腱中出現(xiàn)的兩種形式,膠原質(zhì)類型I和類型III(分別占90%和10%)。這些分子按照精準(zhǔn)、層級結(jié)構(gòu)的方式平行于肌腱長軸排列,因此要承受高肌腱力量需要他們能夠傳導(dǎo)單軸力。
有趣的是,肌腱的力學(xué)行為取決于所受到的壓力類型。當(dāng)受到壓力時,肌腱主要通過拉長回縮來固定肌肉結(jié)構(gòu),減緩并減小總的力的傳導(dǎo)。之前有研究表明,在大部分情況下,肌腱拉長與相鄰肌纖維并不一致。在離心收縮中,肌肉肌腱單元(MTU)的拉長最開始幾乎全都由肌腱完成,這時肌纖維長度不變(甚至變短)。之后,肌腱縮短,向肌肉釋放所吸收的能量,使得收縮纖維延伸。重要的是,肌腱能量儲存的速度遠(yuǎn)大于將其釋放給肌肉的速度,從而避免肌肉結(jié)構(gòu)直接承受高功率壓力因素,延長了肌肉發(fā)力所需的維持長度-張力最佳關(guān)系的能力。
另外,這些基于受力強(qiáng)度和速率的動態(tài)變化是由于肌腱的粘彈性特征。就像黏性材料一樣,肌腱隨著受力增加逐漸顯示出與事件相關(guān)的力學(xué)特性,變得越來越僵硬。這使得肌腱能承受各種速度而在不同情況之間長度變化較小。也像彈性材料一樣,受力的強(qiáng)度帶來的長度變化與時間無關(guān),與受力速度也無關(guān),使得回彈后肌肉功率更大(接下來的動作更經(jīng)濟(jì))。這種看起來很不同的特點出現(xiàn)在同一個結(jié)構(gòu)內(nèi),根據(jù)不同的情景表現(xiàn)出不同的比例。在離心收縮一開始的時候,肌腱內(nèi)的液體被擠到外面,帶來強(qiáng)大的黏性抗阻。持續(xù)的張力(和組織壓縮)不會讓液體在向心動作之前出去,使得肌腱的彈性特性在相信收縮中處于主導(dǎo)地位??偟膩碚f,這肌腱的運作比較復(fù)雜,肌腱能夠緩沖不同程度、不同速度的壓力因素,使得人類能做出各種動作而沒有反作用,對我們的生存至關(guān)重要。
本文的主要關(guān)注點是髕腱(膝蓋處),也是力量舉中常見的傷病處。髕腱連接于髕骨(膝蓋骨)后面和脛骨粗隆(小腿骨上端突出的那一點)。盡管髕腱纖維大部分都不會直接連接在股四頭肌結(jié)構(gòu)上,但他們的主要連接股四頭肌肌腱作用。在這個角色中,髕腱主要作用是幫助伸膝肌群做出動作,使得動態(tài)動作中能給脛骨一個最優(yōu)的拉力。
科學(xué)家們估計髕腱能承受10,000到15,000N的力,也就是一個80kg的人的13-19倍體重。有科學(xué)家(Nisell和Ekholm)曾經(jīng)進(jìn)行過一個研究,一個110kg體重的人做250kg杠鈴深蹲,髕骨最大受力只有6000N,遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于承受能力。
但不是所有的肌腱功能都一樣。肌腱主要分為兩類:位置性肌腱,主要作用是固定四肢,以及能量儲存肌腱,主要作用是像彈簧一樣讓動作更高效。髕腱是能量儲存肌腱。為了有效的儲存并高效釋放能量,能量儲存肌腱的彈性特性比例更高,膠原質(zhì)的絕對水平較低,III型膠原質(zhì)的比例也高于I型。另外,能量儲存肌腱的膠原質(zhì)轉(zhuǎn)化率明顯更低,半衰期大概有200年(對康復(fù)的意義后面會提到)。
適應(yīng)能力
講了一些背景知識后,終于要開始講重要的部分了:我們能否改變肌腱的物理特征,以及怎么改變。這個需要用到一個核心概念:(生物)機(jī)械力轉(zhuǎn)導(dǎo)(不是傳導(dǎo))。(生物)機(jī)械力轉(zhuǎn)導(dǎo)的定義是,細(xì)胞將力學(xué)刺激轉(zhuǎn)化為細(xì)胞反應(yīng)的機(jī)制。細(xì)胞對剪切力、張力、壓縮力等力很敏感,并通過細(xì)胞增殖、遷移、組織修復(fù)、代謝變更甚至干細(xì)胞分化和成熟等方式做出相應(yīng)反應(yīng)。肌腱細(xì)胞也不例外,也會感受環(huán)境壓力并做出反應(yīng)。負(fù)荷是我們肌腱檢測到的一個主要壓力因素,并會促進(jìn)康復(fù)。
肌腱的內(nèi)在部分在青春期時就長好了,之后基本不會再變化。因此,當(dāng)有足夠的壓力時,肌腱結(jié)構(gòu)發(fā)生的變化基本只發(fā)生在外層結(jié)構(gòu)上。
肌腱外層受到力學(xué)負(fù)荷,產(chǎn)生炎癥反應(yīng),提高膠原質(zhì)合成水解,肌腱核受到的影響非常有限。
相對于肌肉結(jié)構(gòu)來說,對壓力的非同質(zhì)性反應(yīng)使得跟腱的適應(yīng)性天花板較低。另外,在代謝活躍的肌腱部分中,組織還表現(xiàn)出低于肌肉結(jié)構(gòu)的相對適應(yīng)能力,主要由于氧消耗水平要低大約7.5倍。因此我們可能無法讓肌腱結(jié)構(gòu)改變太多,但最近幾項系統(tǒng)的研究顯示出肌腱結(jié)構(gòu)受力能帶來有意義的影響。研究針對肌腱的三項特性對急性和慢性的壓力的反應(yīng)展開:肌腱力學(xué)(硬度),材料(楊氏模量),和形態(tài)特征(橫斷面棉結(jié)、分子交聯(lián)水平)。硬度代表抗變形的能力,楊氏模量代表算上肌腱維度的硬度。材料特性的變化被認(rèn)為是肌腱對受力的急性反應(yīng),訓(xùn)練的前幾個月變化顯著(硬度從26%增加到85%),形態(tài)特征的變化被認(rèn)為是對多年的訓(xùn)練產(chǎn)生的慢性適應(yīng)性(橫斷面面積從1.5%增加到36%)。
肌腱病變
傳統(tǒng)上肌腱病理學(xué)被分為兩種,肌腱炎(tendinitis)和肌腱變性(tendinosis)。兩種都被認(rèn)為是急性炎癥反應(yīng)然后帶來的退行性狀況,是一種「使用過度」導(dǎo)致的傷病。其中炎癥的作用最近受到了質(zhì)疑,有證據(jù)顯示,盡管在病變肌腱中發(fā)炎細(xì)胞數(shù)量身高,但觀察到的反應(yīng)與傳統(tǒng)炎癥反應(yīng)并不一致,炎癥標(biāo)識物的出現(xiàn)也未必說明炎癥是肌腱病變的主要推動因素。這個發(fā)現(xiàn),加上完整的證據(jù),讓人相信這些狀況是互斥的。因此,現(xiàn)在更常用更為一般性的術(shù)語「肌腱病變」(tendinopathy)。
另外,「使用過度」的因果機(jī)制也過時了,無法準(zhǔn)確反映生理機(jī)制對壓力的反應(yīng)。造成根據(jù)病變適應(yīng)性的壓力是一直改變的。比如說,一個運動員通過訓(xùn)練將身體調(diào)整到能夠承受一個很高的訓(xùn)練量的程度,由于多種結(jié)構(gòu)性、激素、酶的性質(zhì)是受到習(xí)慣性壓力的調(diào)節(jié),如果他停訓(xùn)一段時間,哪怕做的量少一些可能也會遭受不良反應(yīng)。因此,我們應(yīng)當(dāng)把導(dǎo)致傷病的事件看做成因的一部分而不應(yīng)當(dāng)看作全部成因——所施加的重量(強(qiáng)度、頻率、速率)超過了我們的身體在特定情境下能做出反應(yīng)的能力。
本領(lǐng)域的領(lǐng)先研究者Jill Cook博士提出,肌腱炎和肌腱變性是一個連續(xù)過程的不同部分,他把肌腱病變分為三個階段:1. 反應(yīng)性肌腱病變 2. 肌腱修復(fù)不全 3. 退行性肌腱病變。反應(yīng)性肌腱病變被認(rèn)為是受到急速提高的力學(xué)壓力下產(chǎn)生的急性、可逆的過程。肌腱由于儲水而腫脹,和膠原質(zhì)纖維一起成為減小壓力的保護(hù)性反應(yīng)。如果符合超過肌腱承受能力過久的話,肌腱修復(fù)不全在這之后發(fā)生。這時我們就會開始看到纖維直徑增加,但肌腱序列開始崩潰,并且有證據(jù)證明這時會有神經(jīng)和血管向內(nèi)生長。最后,肌腱到了退行性狀態(tài),特征是膠原質(zhì)組織更加失常,序列高級崩潰,纖維厚度繼續(xù)增加。
臨床發(fā)現(xiàn),髕腱病變?nèi)齻€階段的主要特征包含髕骨后側(cè)疼痛、隨著伸膝肌群需求增加,疼痛也增加。為了與其它相似癥狀區(qū)分,要注意在休息狀態(tài)下幾乎不會疼,疼痛一般也和負(fù)荷相關(guān),負(fù)荷的強(qiáng)度或速率提高,疼痛感也會提高。不過還是要注意,我不是醫(yī)生,如果你有什么癥狀或者疼痛超出尋常的話,我建議你還是去看醫(yī)生。
本文作者:Jason Eure(公眾號:Atlas分享)
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