Zerwanie ACL - czy rehabilitacja może spowolnić zwyrodnienie stawów?

Piłka nożna, koszykówka, i coraz popularniejszy w Polsce futbol amerykański i rugby – wszystkie wymienione sporty zespołowe (i wiele innych) łączy jedno. Ich wspólnym mianownikiem jest bieganie z gwałtowną zmianą kierunku, co z kolei sprawia, że w dyscyplinach tych ryzyko zerwania ACL jest zazwyczaj wyższe, niż w innych. Co więcej…

…oprócz sportów zespołowych, to właśnie bieganie jest formą aktywności fizycznej wybieraną przez wiele osób, aby pozostać fizycznie sprawnym lub w celu utraty wagi. To sprawia, że zerwanie ACL to kontuzja, która w praktyce fizjoterapeutycznej pojawia się często. Samo bieganie natomiast jest dla wielu ważną aktywnością, do której chcieliby powrócić dzięki rehabilitacji. Wydaje się jednak, że rehabilitacja wciąż nie rozwiązuje dwóch głównych problemów po rekonstrukcji ACL.

Szacowany czas czytania: 15 minut

Czego dowiesz się z tego wpisu

Dwie główne obawy po rekonstrukcji ACL
- Dlaczego po rekonstrukcji ACL ryzyko zwyrodnienia stawów jest większe?
Zerwanie ACL i wynikające z niej zmiany w mechanice biegu
Porównanie mechaniki biegu przed zerwaniem ACL do tej po rekonstrukcji u tej samej osoby
- Jakich informacji dostarczyło nam to badanie?
Jaka jest przyczyna zmian w biomechanice po zerwaniu i rekonstrukcji ACL?
Jak możemy przywrócić prawidłową mechanikę, zbliżoną do tej sprzed kontuzji?
Podsumowanie
Literatura

Dwie główne obawy po rekonstrukcji ACL

W rehabilitacji po operacji zerwania ACL dwiema kwestiami, które mogą być problematyczne w przyszłości, są:

ryzyko ponownego zerwania,
długoterminowe zdrowie stawu kolanowego.

To, na czym powinna skupić się rehabilitacja po zerwaniu ACL, to ułatwienie bezpiecznego i udanego powrotu do uprawianego sportu, a w tym samym czasie przywrócenie możliwości optymalnego obciążenia stawu kolanowego.

Łatwo powiedzieć, trudniej zrobić, co można wywnioskować z ogólnej literatury na temat zerwania ACL. Według badań wskaźnik powrotu do uprawianego sportu jest niski. Wskazuje on, że jedynie 55 % osób powraca do niego na poziomie zawodowym (Ardern et al. 2014). Co więcej, około 1 na 4 młodych sportowców doświadcza ponownej kontuzji (Wiggins et al., n.d.). Obecne działania z zakresu rehabilitacji nie minimalizują więc głównych problemów wymienionych powyżej.

Chociaż zerwanie ACL rzadko przydarza się podczas biegania w linii prostej, to zmiana mechaniki obserwowana w trakcie biegu może mieć również miejsce w trakcie bardziej ryzykownych wzorców ruchowych, takich jak piwot czy lądowanie.

Patrząc natomiast na zdrowie stawu w perspektywie długoterminowej, choroba zwyrodnieniowa stawów występuje znacznie częściej, bo aż od 60 do 90 %, u osób po rekonstrukcji ACL. W porównaniu z ogólną populacją, w której wskaźnik ten wynosi 12 %, jest to niebagatelnie duża różnica. Co więcej, choroba zwyrodnieniowa stawów po operacji ACL pojawia się zazwyczaj wcześniej (Luc, Gribble, and Pietrosimone 2014).

Dlaczego po rekonstrukcji ACL ryzyko zwyrodnienia stawów jest większe?

Co może być przyczyną opisanej powyżej sytuacji? Warto przyjrzeć się zmienionej mechanice biegu po rekonstrukcji ACL. To właśnie ona może odgrywać istotną rolę w podwyższonym ryzyku choroby zwyrodnieniowej stawów (Chaudhari et al. 2008).

Podczas biegu na przykład, w badaniach konsekwentnie odnotowuje się znaczne deficyty w maksymalnych kątach zgięcia stawu kolanowego i momentach siły prostowników kolana w płaszczyźnie strzałkowej (Pairot-de-Fontenay et al. 2019).

Następnie, zmniejszony zakres zgięcia kolana powoduje prawdopodobnie przesunięcie miejsca obciążenia chrząstki stawowej z dala od obszaru, w którym zazwyczaj następowało obciążenie. To w połączeniu ze zmniejszonym momentem siły mięśni prostowników kolana prowadzi w konsekwencji do tego, że pewne obszary stawu kolanowego są stale przeciążane, podczas gdy na innych obciążenie jest niższe, niż mogłoby być. Zasugerowano, że opisany mechanizm może prowadzić do choroby zwyrodnieniowej stawów (Chaudhari et al. 2008). Co więcej, mechanizm ten potwierdzono w badaniach na zwierzętach (White, Brancati, and Lepley 2022).

Na podstawie zaproponowanego mechanizmu można wnioskować, że przywrócenie podstawowej mechaniki pozwoli spowolnić lub zatrzymać pojawienie się i postępowanie choroby zwyrodnieniowej stawów u sportowców i osób aktywnych po rekonstrukcji ACL.

Zerwanie ACL i wynikające z niej zmiany w mechanice biegu

Najczęściej odnotowywaną zmianą w mechanice biegu po rekonstrukcji ACL jest wspomniane wcześniej zmniejszenie kąta zgięcia, a także obniżenie momentów siły mięśni prostujących w stawie kolanowym (Pairot-de-Fontenay et al. 2019).

Co ciekawe, zmiany w mechanice zaobserwować można było nawet 5 lat po operacji (Noehren et al. 2013). Oznacza to, że z czasem mechanika nie powraca do prawidłowej samoistnie.

Jakkolwiek sporym ograniczeniem w literaturze naukowej na ten temat jest fakt, że obejmuje ona głównie badania przekrojowe. Dodatkowo porównuje zazwyczaj mechanikę kończyny operowanej do nieoperowanej i/lub grupy kontrolnej.

Badania przekrojowe oceniają daną osobę tylko raz, w związku z tym uniemożliwia to określenie, jakie zmiany zachodzą u niej w czasie. Co więcej, wykorzystanie kończyny nieoperowanej jako punktu odniesienia może nie odzwierciedlać rzeczywistych deficytów obecnych w trakcie biegu, ponieważ w momencie przeprowadzania badań nie było wiadomo, czy w kończynie nieoperowanej zachodzą zmiany po operacji.

Aby wypełnić tę lukę wiedzy, konieczne jest wykonanie badań podłużnych (longitudinalnych) analizujących mechanikę biegu po operacji rekonstrukcji ACL. Dodatkowo idealnymi warunkami byłoby, jeżeli badania jako punkt odniesienia obrałyby mechanikę tej samej osoby przed kontuzją. Pozwoliłyby one określić, czy mechanika po rekonstrukcji ACL powraca do wyjściowego poziomu sprzed kontuzji. Ponadto bylibyśmy w stanie określić, czy w mechanice kończyny nieoperowanej zachodzą jakiekolwiek zmiany.

Porównanie mechaniki biegu przed zerwaniem ACL do tej po rekonstrukcji u tej samej osoby

W 2021 roku autorom badania dotyczącego omawianej powyżej kwestii (Knurr et al. 2021) udało się zarejestrować mechanikę biegu zdrowych sportowców reprezentujących poziom uniwersytecki. Jeżeli zdarzyłoby się, że któryś z nich doznałby zerwania ACL, to mieli oni idealny punkt odniesienia.

W ten sposób Knurrowi i wsp. udało się zebrać dane na temat mechaniki biegu w pierwszym roku po rekonstrukcji ACL. Przeanalizowano dane 13 sportowców i porównano je do wartości sprzed kontuzji.

Jakich informacji dostarczyło nam to badanie?

Tak jak wskazywały poprzednio przeprowadzone badania, największe deficyty zaobserwować można było w kinematyce i kinetyce operowanej kończyny dolnej w płaszczyźnie strzałkowej, które utrzymywały się przez 12 miesięcy.

Jeśli chodzi o kończynę nieoperowaną, to co ciekawe nie wykazano, że mechanika po operacji różniła się od tej sprzed kontuzji. Jest to bardzo istotna informacja, ponieważ uzasadnia wykorzystanie nogi nieoperowanej jako punkt odniesienia, jeżeli dane sprzed kontuzji nie są dostępne. Krótko mówiąc, oznacza to, że wskaźnik symetrii kończyn będzie dostarczać rzetelnych informacji.

Kolejną istotną informacją jest to, że mechanika kolana sprzed kontuzji nie zostaje przywrócona przed dwunastym miesiącem po rekonstrukcji (9 stopni deficytu w maksymalnym kącie zgięcia stawu kolanowego i 38 % deficytu w momencie siły prostowników stawu kolanowego). Chociaż 9 stopni deficytu wydaje się błahostką, jest to jednak dość spora różnica.

Jeszcze jedną analizowaną w badaniu interesującą kwestią były siły reakcji podłoża. Co ciekawe, zmienne sił reakcji podłoża (impuls reakcji pionowej i impuls hamujący) ujawniły coś nieco odmiennego od zmiennych specyficznych dla kolana. W odróżnieniu od kątów i momentów siły stawu kolanowego, siły reakcji podłoża uległy zmianom zarówno w kończynie operowanej, jak i nieoperowanej. Co więcej, deficyty w zmiennych reakcji podłoża były mniejsze i powróciły do stanu sprzed kontuzji w przeciągu 8-12 miesięcy po rekonstrukcji ACL. Co to dla nas może oznaczać?

Po pierwsze same siły reakcji podłoża nie rejestrują wielkości deficytów obserwowanych w kolanie. Innymi słowy, jeżeli zauważymy duże deficyty w siłach reakcji podłoża, to możemy spodziewać się jeszcze większych w kolanie (lub i kończynie dolnej). Z drugiej zaś strony, jeżeli w siłach reakcji podłoże nie ma żadnych zmian, nie oznacza to automatycznie, że kolano wolne jest od wszelkich deficytów.

Po drugie natomiast siły reakcji podłoże zmieniają się zarówno w kończynie operowanej, jak i nieoperowanej. Ponieważ w obu kończynach zachodzą zmiany, to ich porównanie nie da rzetelnych wyników.

Jaka jest przyczyna zmian w biomechanice po zerwaniu i rekonstrukcji ACL?

Aktualna literatura przedmiotu jest niestety uboga w wyjaśnienia, dlaczego po zerwaniu i następującej po niej rekonstrukcji ACL zachodzą zaobserwowane zmiany. Z tego też powodu można jedynie spekulować o możliwych przyczynach tej sytuacji.

Pierwszym z możliwych wyjaśnień może być zbyt szybki powrót do biegania. Większość sportowców powraca do biegania w 3-4 miesiącu po rekonstrukcji ACL. Co ciekawe, do podjęcia tej decyzji wykorzystywane są niezbyt obiektywne kryteria (Rambaud et al. 2018). Jest to natomiast okres, w którym zaobserwować można znaczne osłabienie mięśnia czworogłowego. Ponadto sam przeszczep może być jeszcze podatny na urazy, a chrząstka wrażliwa na wyższe obciążenia uderzeniowe występujące w trakcie biegu. Ze względu na to osoba po rekonstrukcji ACL może przyjąć strategie kompensacji ruchu, aby zmniejszyć wymagania dla mięśnia czworogłowego uda, a także zmniejszyć obciążenia w kończynie operowanej.

W zmianie mechaniki biegu swoją rolę może odgrywać również zaburzenie pracy mechanoreceptorów i zmniejszona propriocepcja stawu (Relph, Herrington, and Tyson 2014). Możliwe jest, że ze względu na zmniejszoną intensywność sygnału aferentnego, dana osoba przyjmuje wzorce, w których w mniejszym stopniu polega na propriocepcji ze stawu.

Na mechanikę biegu wpływać może także sam uraz stawu i następująca po nim operacja. Czynniki takie jak zapalenie stawu, uszkodzenie chrząstki, sinienie i opuchlizna powodują, że pacjent próbuje kompensować tkliwe obszary odciążając je i zmieniając tym samym mechanikę (Nagelli and Hewett 2017).

Ostatnią rzeczą, która może być przyczyną zmiany mechaniki po rekonstrukcji ACL, jest „wyuczone nieużywanie”. Chociaż częściej zjawisko to można spotkać w rehabilitacji pacjentów neurologicznych, np. po udarze, to może również pojawić się po zabiegach operacyjnych. Pacjent po rekonstrukcji ACL przyjmuje nowy wzorzec ruchu wcześnie po rozpoczęciu biegania, który zostaje zakorzeniony jako jego nowy program motoryczny. W związku z tym nie będziemy spodziewać się poprawy mechaniki bez ukierunkowanych interwencji. Jest to jednak wciąż jedynie spekulacja tak, jak każda opisana powyżej możliwa przyczyna.

Jak możemy przywrócić prawidłową mechanikę, zbliżoną do tej sprzed kontuzji?

Chcąc przywrócić prawidłową mechanikę biegu po rekonstrukcji ACL należy zwrócić szczególną uwagę na zwiększenie kąta zgięcia stawu kolanowego, jak również zwiększenie momentów siły mięśni kolana w trakcie okresu podporu.

Pierwszym działaniem, jakie należałoby podjąć, jest określenie bardziej ścisłych kryteriów w kontekście powrotu do biegania po rekonstrukcji ACL. Aby to osiągnąć, potrzebne jest odejście od kryteriów czasowych i obranie kryteriów opartych na kamieniach milowych.

Wyniki badań sugerują, że chód może do pewnego stopnia poprawić się wraz z siłą mięśnia czworogłowego uda. Jakkolwiek samo przywrócenie symetrii sił nie przywróci prawidłowej mechaniki chodu. Z tego też względu, w badaniach powinno koncentrować się na określeniu konkretnej siły mięśnia czworogłowego uda i wartości cutoff tempa momentu obrotowego, pozwalające na rozpoczęcie biegania.

Co więcej, aby odzyskać prawidłową mechanikę, populacja osób po rekonstrukcji ACL musi zostać poddana reedukacji chodu. Strategie modyfikacji kadencji były z powodzeniem wykorzystywane w wielu kontuzjach związanych z bieganiem. Dzieje się tak, ponieważ zmiana kadencji zmienia momenty sił mięśni stawu, szczególnie w stawie kolanowym (Heiderscheit et al. 2011).

U pacjentów z bólem kolana wykorzystuje się zazwyczaj zwiększenie kadencji. Ma to na celu zmniejszenie momentu sił mięśni wywieranego na stawy, a także zredukowanie kątów zgięcia kolana. U pacjentów po rekonstrukcji ACL natomiast zależeć nam będzie na zwiększeniu wspomnianych wartości. W związku z tym zmniejszenie kadencji u tej populacji może być odpowiednią interwencją.

Ponadto proste wskazówki głosowe, których celem jest zwiększenie kątów zgięcia kolana i momentów siły prostowników kolana mogą również sprawdzić się w poprawie mechaniki biegu. Obecne badania sugerują, że wskazówki zewnętrzne mogą w większym stopniu pomóc pacjentom w retencji konkretnej umiejętności. Instrukcje takie jak „unoś się i opadaj krótkimi, regularnymi ruchami” lub „idź sprężystym krokiem” mogą poprawić zdolność/pewność siebie pacjenta w celu przejścia w większe zgięcie i prawdopodobnie osiągnąć większy moment siły w mięśniach stawu kolanowego.

Podsumowanie

Podsumowując, zmiany w mechanice biegu po rekonstrukcji ACL występują i są bardzo widoczne. Co więcej, mogą one przyczyniać się do choroby zwyrodnieniowej stawów. Największe deficyty zaobserwować można w kątach zgięcia stawu kolanowego i momentach sił w trakcie okresu podporu podczas biegu.

Niestety na ten moment nie wykazano co może przyczyniać się do tych deficytów. Dopiero poznanie tego mechanizmu pozwoli na określenie interwencji, które pomogą w odzyskaniu prawidłowej mechaniki stawu. Jej odzyskanie doprowadziłoby z kolei do prawidłowego obciążania tkanki chrzęstnej. Uzyskanie takich warunków potencjalnie mogłoby znacznie zmniejszyć występowanie i postępowanie choroby zwyrodnieniowej stawów u osób po rekonstrukcji ACL.