Κατανοώντας την λαγονοκνημιαία ταινία

Για πολλούς δρομείς το Σύνδρομο Τριβής Λαγονοκνημιαίας Ταινίας (ΣΤΛΤ) είναι ένας επώδυνος και σχετικά χρονοβόρος τραυματισμός. Παρ’ ότι αποτελεί συχνό φαινόμενο, η Ιατρική δεν έχει “αποκρυπτογραφήσει” πλήρως τον μηχανισμό πίσω από όλο αυτό, κάτι που καθιστά ακόμη πιο δύσκολη, τόσο την πρόληψη όσο και την αντιμετώπισή του.

Η Carolyn Eng, πρώην φοιτήτρια διδακτορικού στο Harvard’s Graduate School of Arts and Sciences, παρουσίασε δύο μελέτες που εξετάζουν τον τρόπο που η λαγονοκνημιαία ταινία αποθηκεύει και απελευθερώνει ελαστική ενέργεια, ώστε να κάνει το βάδισμα και το τρέξιμο πιο αποδοτικά. Οι μελέτες αυτές δημοσιεύτηκαν στο Journal of Experimental Biology και το Journal of Biomechanics. Συνεργάτες της Eng ήταν οι Daniel Lieberman και Andrew Biewener, αμφότεροι καθηγητές Βιολογικών Επιστημών του Harvard.

“Διαπιστώσαμε ότι η ανθρώπινη λαγονοκνημιαία ταινία μπορεί να αποθηκεύσει 15 – 20 φορές περισσότερη ελαστική ενέργεια ανά μάζα σώματος σε σχέση με τον “πρόδρομο” του ανθρώπου, τον χιμπατζή. Εξετάσαμε την ικανότητα της ταινίας να αποθηκεύσει ενέργεια κατά το τρέξιμο και βρήκαμε ότι είναι αρκετά μεγαλύτερη σε σχέση με αυτήν κατά το περπάτημα, κάτι που σε μεγάλο βαθμό οφείλεται στην ελαστικότητα της αναπήδησης”, λέει η Eng.

Η ΛΤ διατρέχει την εξωτερική πλευρά του μηρού, ξεκινώντας από το ισχίο και καταλήγοντας λίγο κάτω από το γόνατο, αποτελούμενη από περιτονία, δηλαδή ένα ελαστικό συνδετικό ιστό που βρίσκουμε σε όλο το σώμα μας.
Η περιτονία είναι “μία θήκη που περικλείει μύες, τους συνδέει με τα οστά και τους διαμερισματοποιεί ανά παρόμοια λειτουργία. Η ΛΤ είναι το μεγαλύτερο κομμάτι περιτονίας στο ανθρώπινο σώμα”, μας εξηγεί η Eng.

“Η αντίληψη πως η ΛΤ λειτουργεί ως ελατήριο για να βοηθήσει την κίνηση, έρχεται σε αντίθεση με την, εδώ και δεκαετίες, πεποίθηση ότι η βασική της λειτουργία είναι η σταθεροποίηση του ισχίου κατά το βάδισμα.
Σε αντίθεση με πολλούς κλινικούς γιατρούς και ανατόμους, μέσα από το πρίσμα της εξέλιξης, προσπαθούμε να σκεφτούμε πώς ο άνθρωπος προσαρμόστηκε, όχι μόνο στην λειτουργία του βαδίσματος αλλά και αυτή του τρεξίματος. Έτσι, εξετάζουμε την ΛΤ από μία διαφορετική οπτική γωνία”, λέει η Eng. “Μελετώντας τις διαφορές μεταξύ ανθρώπου και χιμπατζή, είδαμε ότι αυτή η μεγάλη ελαστική ταινία έμοιαζε με μία άλλη ελαστική δομή του σώματος, τον αχίλλειο τένοντα, και θα μπορούσε να είναι επίσης σημαντική στην αποθήκευση ενέργειας κατά την κίνηση, ιδίως στο τρέξιμο.

“Τα ευρήματα είναι καίριας σημασίας για τις βασικές επιστήμες και τις κλινικές μελέτες που ψάχνουν να ενσωματώσουν τον ρόλο της ΛΤ σε προγράμματα προπόνησης αλλά και αποκατάστασης της λειτουργίας της βάδισης”, σημειώνει ο Biewener.

Για την καλύτερη κατανόηση του ρόλου της λαγονοκνημιαίας τανίας κατά την κίνηση, οι επιστήμονες ανέπτυξαν ένα μοντέλο στον υπολογιστή ώστε να υπολογίσουν πόσο αυτή διατείνεται κατά την βάδιση και το τρέξιμο και κατ’ επέκταση, πόση ενέργεια αποθηκεύει.

Προσωμείωση του ανθρωπίνου ποδιού κατά το τρέξιμο

Ένα μέρος της ταινίας διατείνεται, καθώς το άκρο κινείται προς τα πίσω, αποθηκεύοντας ελαστική ενέργεια. Ακολούθως, αυτή η ενέργεια απελευθερώνεται, όταν το πόδι κινείται προς τα εμπρός κατά τον διασκελισμό, έχοντας ως αποτέλεσμα και την εξοικονόμησή της.
“Είναι σα να ανακυκλώνουμε ενέργεια”, λέει η Eng. “Αντικαθιστώντας τους μύες με αυτές τις “λαστιχένιες” ταινίες, κάνουμε την κίνηση πιο οικονομική. Υπάρχουν πολλά μοναδικά χαρακτηριστικά στα ανθρώπινα άκρα (μακρυά πόδια, μεγάλες αρθρώσεις), τα οποία είναι προσαρμογές που εγιναν για την δίποδη κίνηση κατά την εξέλιξή μας. Η ΛΤ ξεχωρίζει σαν κάτι που θα μπορούσε να κάνει το τρέξιμο, ή ακόμα και το περπάτημα, πιο οικονομικό.

“Το να δημιουργήσεις ένα τόσο πολύπλοκο υπολογιστικό μοντέλο, δεν ήταν κάτι εύκολο. Σε αυτό συνέβαλε και το γεγονός ότι ακριβείς περιγραφές της ΛΤ, με ποιους μύες συνδέεται και σε ποια σημεία, ήταν σχεδόν ανύπαρκτες”, τονίζει η Eng.
Για να εξασφαλιστεί η ακρίβεια αυτού του μοντέλου, η Eng κι οι συνεργάτες της στηρίχτηκαν στην παρατήρηση πτωμάτων. Μελετήθηκαν τα άκρα από τα πτώματα πέντε ανθρώπων και πέντε χιμπατζήδων, μετρώντας την αλλαγή στο μήκος της ταινίας κατά διαφορετικές μετακινήσεις και γωνίες της άρθρωσης. Αυτές οι μετρήσεις χρησιμοποιήθηκαν για να υπολογιστεί το μήκος (και αντίστοιχα η ροπή) της ΛΤ στο ισχίο και το γόνατο. Κατά αυτόν τον τρόπο περιγράφεται η θέση της σε σχέση με την άρθρωση και είναι σημαντικό για να βρούμε πόσο αυτή τεντώνεται και πόση ροπή τελικά μεταφέρει κατά την κίνηση. Κατόπιν, η Eng επανέλαβε την διαδικασία για διαφορετικά σημεία της ΛΤ και για κάθε φάση της κίνησης στο ισχίο και το γόνατο.
“Αυτές οι μετρήσεις ήταν αποφασιστικής σημασίας στην προσπάθεια να καθοριστεί η ακριβής ανατομική θέση των μυών και της ΛΤ στο μοντέλο μας”, τονίζει η Eng.

Οι επιστήμονες ελπίζουν να μπορέσουν να διευρύνουν την έρευνά τους, πιθανώς συμπεριλαμβάνοντας και άλλα πρωτεύοντα είδη τα οποία προσαρμόστηκαν στο τρέξιμο, και να δουν πώς η ακόμη καλύτερη κατανόηση του τρόπου λειτουργίας της ΛΤ, θα βοηθούσε του αθλητές να αποφύγουν ή να αντιμετωπίσουν σχετικούς τραυματισμούς.

“Το σύνδρομο τριβής της λαγονοκνημιαίας ταινίας είναι ένας επώδυνος τραυματισμός υπέρχρησης που ταλαιπωρεί πολλούς δρομείς και ποδηλάτες. H υποβόσκουσα αιτία όμως παραμένει άγνωστη”, μας λέει ο Lieberman. “Ένα από τα επόμενα βήματά μας, χρησιμοποιώντας το υπολογιστικό μοντέλο που η Eng δημιούργησε, είναι να υπολογίσουμε πόση δύναμη μεταφέρει η ταινία, σε δρομείς υγιείς και δρομείς τραυματισμένους στο εν λόγω σημείο. Αυτές οι μελέτες θα μας βοηθήσουν να διαμορφώσουμε μια επιστημονική βάση σχετικά με την αποτελεσματικότερη αντιμετώπιση του προβλήματος”.

Πηγή: harvard.edu