Analiza częstości uszkodzenia przedniego więzadła krzyżowego (LCA) wskazuje, że częściej dochodzi do uszkodzeń tego więzadła u kobiet. Uszkodzenie LCA może być wywołane predyspozycją wynikającą z rodzaju uprawianej dyscypliny sportowej, gdy uraz kontaktowy powoduje uszkodzenie  więzadła. W tym przypadku zaobserwowano, że do uszkodzenia LCA dochodzi 4-6 razy częściej u kobiet niż u mężczyzn (1, 2). Istnieje wiele teorii próbujących wyjaśnić przyczyny tego zjawiska. Obejmują one ocenę czynników wewnętrznych – hormonalnych, anatomicznych, nerwowo-mięśniowych i biomechanicznych oraz czynników zewnętrznych. Znajomość tych czynników może wskazać indywidualny kierunek profilaktyki uszkodzeń LCA u kobiet,  zwłaszcza z podwyższonym ryzykiem urazu. Do czynników zewnętrznych możemy zaliczyć uraz mechaniczny, uwarunkowany przez różne zaistniałe okoliczności.  Ważną rolę przypisuje się zaburzeniom anatomicznym kolana, wcześniejszym urazom, niewydolności mięśniowej, niskiemu poziomowi aktywności fizycznej. W ocenie rodzaju uszkodzenia stawu kolanowego istotną rolę odgrywa określenie cech działającego urazu. Najczęściej do urazu kolana dochodzi w przypadku wymuszonej koślawości lub szpotawości z wewnętrzną lub zewnętrzną rotacją goleni, nagłego przeprostu w stawie, urazu przemieszczającego podudzie do przodu lub ku tyłowi względem uda (3, 4, 5, 6). Dzięki  specyficznej budowie i biomechanice staw kolanowy charakteryzuje duża wytrzymałość na urazy mechaniczne. Jest on najbardziej stabilny w wyproście, kiedy torebka stawowa i więzadła są dobrze napięte. Wraz ze zwiększaniem się kąta zgięcia stawu, następuje rozluźnienie aparatu więzadłowego. Charakter urazu zależy zarazem od wielkości kąta zgięcia kolana  i równoczesnego ustawienia osi kolana w płaszczyźnie czołowej (5, 7).

Przednie więzadło krzyżowe, jako pierwotny stabilizator stawu kolanowego przejmuje 86% obciążenia, głównie podczas nadmiernego wysunięcia się goleni ku przodowi. Częstość uszkodzenia jest ściśle związana ze stopniem aktywności ruchowej. Nagłe uszkodzenie LCA następuje najczęściej w mechanizmie ruchu skrętnego, połączonego z nagłym zwolnieniem, obrotem na zewnątrz, odwiedzeniem lub przeprostem stawu (6, 8). U kobiet uprawiających sport wyczynowo, w dyscyplinach wymagających rotacji i skoków, częstsze jest ryzyko uszkodzenia LCA niż u mężczyzn uprawiających identyczne dyscypliny sportowe (2).

Obserwując wpływ fazy cyklu menstruacyjnego na zdolność wykonywania wysiłku fizycznego zauważono obniżenie sprawności fizycznej w fazie przedmiesiączkowej i miesiączkowej, natomiast podwyższenie wydolności w fazie owulacyjnej i utrzymanie się tych wartości na tym samym poziomie w fazie lutealnej. Badania nie potwierdziły jednak istotnych różnic międzyfazowych w zakresie zdolności kobiet do wykonywania wysiłku fizycznego o supramaksymalnej intensywności (9). Nie zaobserwowano także wpływu estradiolu i progesteronu na wydolność mechaniczną LCA, obserwując wydolność więzadła u owiec przed i po usunięciu jajników (10,11). Prowadzone obserwacje wykazują, iż wahania w zakresie poziomu hormonów płciowych zmieniają napięcie więzadeł stawu kolanowego. Zmienność napięcia pozostaje w relacji z każdym hormonem w trakcie cyklu i jest różna u każdej z kobiet (12). Jakkolwiek prowadzone badania nie wykazały cyklicznej różnorodności w rozluźnieniu aparatu więzadłowego stawu kolanowego u kobiet w trakcie cyklu  miesiączkowego,  nie wykluczono efektu progesteronowego i estrogenowego, a także innych hormonów na właściowości więzadła i późniejsze tempo jego uszkodzenia. Zmienność napięcia LCA może być skutkiem wpływu hormonów na metabolizm komórkowy i proliferację kolagenu.

W badaniach zidentyfikowano estrogenowy receptor w ludzkim więzadle krzyżowym przednim. Zauważono, że synteza kolagenu zmniejszała się znacząco,  wraz ze wzrostem lokalnej koncentracji estrogenu (10). Dragoo i wsp. zwracają uwagę na rolę  liczebniejszego występowania receptora relaksyny w kobiecym LCA na częstość urazów więzadła z mechanizmu pośredniego (13).

W stawie kolanowym dzięki jego specyficznej budowie możliwe jest wykonywanie ruchu złożonego z kilku składowych. Ruch w stawie jest kontrolowany przez stabilizatory bierne, do których zalicza się torbę stawową, więzadła, łąkotki, kształt kłykci oraz stabilizatory dynamiczne – mięśnie i ścięgna. W stawie kolanowym oprócz ruchu zgięcia i wyprostu zachodzi również ruch poślizgu, toczenia i rotacji. Ruch rotacji osiowej kości piszczelowej ograniczają więzadła i torba stawowa. Więzadło krzyżowe przednie, w końcowej fazie wyprostu, ogranicza nadmierną rotację wewnętrzną goleni znacznie silniej niż w fazie zgięcia (14). Na obciążony staw kolanowy działają siły ściskające  – prostopadłe do powierzchni stawowej i siły ścinające działające na nią stycznie. Dokonując pomiaru sił działających na staw kolanowy wykazano większe obciążenie LCA w wyproście stawu. U kobiet siły ścinające są około 20% większe niż u mężczyzn, z powodu krótszego więzadła rzepki (14).

Propriocepcja i kontrola nerwowo-mięśniowa to dwa istotne elementy konieczne do utrzymania dynamicznej stabilizacji stawu oprócz struktur torebkowo-więzadłowych. Propriocepcja jest określana jako zdolność do rozpoznawania zarówno ruchu w stawie, jak i pozycji stawu. Coraz częściej uważa się, że podłożem funkcjonalnej stabilności stawu są mechanizmy o charakterze neurologicznych sprzężeń zwrotnych mające swój początek w strukturach stawowych i mięśniowo-ścięgnistych (15,16,17). Nie można wykluczyć znaczącego wpływu deficytu kontroli nerwowo-mięśniowej stawu kolanowego na częstość uszkodzenia przedniego więzadła krzyżowego u kobiet uprawiających sport wyczynowo. Trening nerwowo-mięśniowy zmienia wzorzec ruchowy wpływając na zmianę siły „lądowania“ z zeskoku, poprawę rówonowagii i zmniejszenie incydentów uszkodzenia więzadła. Prowadzone obserwacje wskazują, że niedostatek dynamicznej kontroli nerwowo-mięśniowej jest najważniejszą przyczyną uszkodzenia  przedniego więzadła krzyżowego (2, 3,18). Lephart zauważył, że u kobiet podczas zeskoku na jedną  kończynę dochodzi do rotacji wewnętrznej i koślawości, co może zwiększać napięcie więzadła. Zuzulak zaobserwował w badaniu EMG  niższą aktywację mięśnia pośladkowego u kobiet niż u mężczyzn podczas kontaktu kończyny z podłożem. Stabilizacja mięśniowa szczególnie mięśni pośladkowych kontroluje pozycję kończyny dolnej, absorbuje energię,  działa jako silny prostownik, rotator zewnętrzny i odwodziciel biodra podczas lądowania. U kobiet zaobserwowano wzrost aktywności mięśnia czworogłowego uda w porównaniu do antagonistycznej grupy mięśni kulszowo-goleniowych. Uważa się, że zmniejszenie równowagi w napięciu zginaczy w stosunku do mięśni prostowników może powodować większe ryzyko uszkodzenia  LCA. Odpowiednia czynność  zginaczy kolana jest  niezbędna do zrównoważenia udziału mięśnia czworogłowego, kompresji powierzchni stawowych, kontroli wyprostu kolana i odwiedzenia. Odpowiednie zaangażowanie czynnościowe mięśni kulszowo goleniowych może zapobiegać, podczas lądowania z zeskoku,  incydentom rozerwania więzadła u kobiet (3,19). Badanie z użyciem EMG wykazało zróżnicowanie czynności mięśnia czworogłowego uda u kobiet i mężczyzn.

Obserwowano wzrost szczytowej aktywności mięśnia czworogłowego uda
u kobiet w momencie poprzedzającym kontakt kończyny z podłożem. Aktywacja głowy prostej była większa niż u mężczyzn.  Podwyższenie aktywności głowy prostej może sprzyjać wzrostowi napięcia LCA podczas „lądowania” z zeskoku. Wzrost aktywności mięśnia czworogłowego w połączeniu z obniżeniem aktywności mięśni kulszowo-goleniowych może zmniejszać ilość absorbowanej energii kinetycznej prowadząc do wzrostu siły reakcji podłoża i momentu obrotowego,  sprzyjając uszkodzeniu więzadła.

Prowadzone badania wskazują na wagę cech antropometrycznych w większej częstości uszkodzenia LCA u kobiet. Jednakże, precyzyjne określenie roli poszczególnych cech, które w istocie nie są modyfikowane przez naturę, a także znaczenie czynników hormonalnych, głównie fazy folikularnej i owulacyjnej cyklu menstruacyjnego, nie jest możliwe (3). Specyficzna dynamiczna stabilizacja stawu osiągana jest drogą kombinacji aktywacji dynamicznej siły mięśni i biernego napięcia więzadeł. Więzadło krzyżowe przednie może być  potencjalnie poddane trójpłaszczyznowemu działaniu sił oddziałujących na staw kolanowy podczas zeskoku i ruchów rotacyjnych, jeśli stabilizatory mięśniowe stawu nie mają wystarczającej kontroli nad momentem obrotowym i działającymi siłami.

Zrozumienie czynników wpływających na kontrolę nerwowo-mięśniową może doprowadzić do określenia decydującego czynnika uszkadzającego więzadło. Techniki korygujące odpowiednio fazę kontroli nerwowo-mięśniowej podczas zeskoków mają na celu wypracowanie prawidłowej techniki „lądowania”, a szczególnie zmniejszenie momentu przywiedzenia i tym samym zmniejszenie ryzyka uszkodzenia do poziomu obserwowanego u mężczyzn. Prowadzone badania wykazały, że u kobiet uprawiających piłkę ręczną zmniejszono częstość uszkodzenia więzadła,  przy zastosowaniu treningu, w którym szczególnie zwracano uwagę na właściwą kontrolę nerwowo-męśniową podczas wyskoku i kontaktu kończyny z podłożem (2, 14).

Prowadzone obserwacje kliniczne oraz badania laboratoryjne wskazują na niejednorodność czynników predysponujących do zwiększonej częstości uszkodzenia LCA u kobiet. Poznanie procesów patofizjologicznych leżących u podstaw tego zjawiska umożliwi zrozumienie różnic biomechanicznych w czynności kolana,  wskazując kierunki profilaktyki uszkodzeń przedniego więzadła krzyżowego u kobiet.

..............................................................................................................................................................

PIŚMIENNICTWO

1.    Hewett  T.E. et al.: Anterior Cruciate Ligament injuries In Female Athletes. Am  J Sports Med 2006;34:299-311.

2.    Hewett T.E., Myer G.D, Ford K.R.: Biomechanical Measures of Neuromuscular Control and Valgus Loading of the Knee Predict Anterior Cruciate Ligament Injury Risk in Female Athletes.Am J Sports Med. 2005,33,4; 33:1-10.

3.    Hewett T. E. et al.: A review of electromyographic activation levels, timing differences,and increased anterior ligament injury incidence in female athletes.Br J Sports Med 2005;39:347-350.

4.    Flynn K.R. et al.: The Familial Predisposition Toward Tearing the Anterior Criciate Ligament. Am J Sports Med 2005;33:23-28.

5.    Widuchowski J.,Widuchowski W.: Urazy i obrażenia stawu kolanowego oraz ich następstwa – epidemiologia, patomechanika, klasyfikacje. Fizjot.Polska 2004; 4,4: 307-315.

6.    Witoński D.,Kozłowski P. Więzadło krzyżowe przednie – budowa, czynność, uszkodzenia i naprawa. Przegląd Lekarski 1998; 55/11: 619-621.

7.    Kwiatkowski K.,Siwek W.: Czynnościowe leczenie złamań śródstawowoych kolana.Tylman D.Czynnościowe leczenie złamań,Wydawnictwo Lekarskie PZWL ,Warszawa 1998,158-181.

8.    Witoński D.: Rekonstrukcja więzadła a leczenie bezoperacyjne w rozerwaniu przedniego więzadła krzyżowego u dorosłych.Kwart.Otrop. 2005;2:96-99.

9.    Klimek A.T.i wsp.: Wielkość maksymalnej mocy anaerobowej w folikularnej i lutealnej fazie cyklu menstruacyjnego.Medicina Sportiva 2001;5,1:23-32.

10.    Bruce D.et al. The Effect of Estradiol and Progesterone on Knee and Ankle Joint Laxity. Am J Sports Med 2005;33,9:1298-1303.

11.    Stuckland S.M.et al.Lack of Hormonal Influences on Mechanical Propertis of Sheep Knee Ligaments .Am J Sports Med 2003; 31:210-215.

12.    Shultz S.J. et al.: Relationship between Sex Hormones and Anterior Knee Laxity across the Menstrual Cycle.Journal of the American College of Sports Medicine 2004; 1165-1173.

13.    Dragoo J.L.et al.: Relaxin Receptors in the Human Female Anterior Cruciate Ligament. Am J Sports Med 2003;31:577-584.

14.    Śmiłowicz M.: Ból kolana jako problem diagnostyczny i terapeutyczny. Rehabilitacja Medyczna 2002, 6,2; 9-20.   

15.    Barrett D. S.: Proprioception and function afteranterior cruciate reconstruction. J Bone Joint Surg(Br) 1991;73-B,833-837.

16.    Stolarczyk A.,Śmigielski R., Adamczyk G. Propriocepcja w aspekcie medycyny sportowej. Medycyna sportowa 2000;6,107,23-26

17.    Lephart S.M.,Pincivero D.M.,Giraldo J.L.: Current concepts.The role of propriocepton in the managenent and rehabilitation  of athletic injures.Am J Sports Med 1997; 25,1:130-137.

18.    Rozzi S.L.,Lephart S.M.,Gear W.S.: Knee Joint Laxity and Neuromuscular Characteristics of Male and Female Soccer and Basketballs Players.Am J Sports Med 1999; 27:312-319.

19.    Fagenbaum R., Darhng W.G.: Jump Laning Strategies in Male and Female Collage Athletes and the Implications of Such Strategies for Anterior Cruciate Ligament Injury.Am J Sports Med 2003;31:233-240.

..............................................................................................................................................................

Adres  do korespondencji:

Monika Parys
Wojewódzki Szpital Specjalistyczny
im. M. Skłodowskiej-Curie w Zgierzu
Oddział Rehabilitacyjny
95-100 Zgierz, ul. Parzęczewska 35
tel.: 042 7144295
fax : 042 7164214
email: organizacja@wss.zgierz.pl

Artykuł nadesłano: 06.07.2007
Zaakceptowano do druku: 21.11.2007