Введение
Любое движение человека происходит благодаря способности отдельных частей тела перемещаться относительно друг друга, и ключевым звеном в данном акте являются суставы. Обычно человек не использует максимальную подвижность в суставах и ограничивается частью от наибольшей амплитуды движения. Вместе с тем ограниченная суставная подвижность отрицательно влияет на координационные и скоростные способности, уменьшает уровень проявления силы, не позволяет производить эффективную технику двигательного действия, снижает экономичность работы, а также является причиной хронической микротравматизации мышц, сухожилий и связок [1].
Известно, что подвижность суставов является одним из ключевых показателей физического развития [2]. Суставная подвижность особенно важна в спорте [3]. Установлено, что увеличение амплитуды движений в суставах благоприятно отражается на техническом совершенствовании спортсмена, а также создает предпосылки для роста результатов [4]. При этом эффективное применение упражнений с целью развития подвижности суставов укрепляет суставы, связки и мышечные волокна, повышает эластичность мышц [5], что является действенным средством предупреждения травм [6].
Необходимо разделять понятия «физическая активность» и «физическое упражнение». Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) предлагает понимать под физической активностью любое движение тела или его части, произведенное скелетными мышцами и требующее затраты энергии. К этому понятию относятся игра, работа, выполнение работы по дому, ходьба и т.п. В то же время выполнение физических упражнений является составной частью физической активности и включает в себя спланированные, структурированные, повторяющиеся действия, направленные на улучшение или поддержание физической формы [7].
Следует отметить, что на сегодняшний день опубликовано сравнительно небольшое количество работ, посвященных анализу нормального диапазона движений суставов у взрослых в зависимости от физической активности и пола [8]. При этом обращает на себя внимание тот факт, что нередко указаны литературные ссылки на материалы, полный текст которых недоступен [9]. В связи с этим представляется актуальным исследование подвижности суставов нижних конечностей у молодых людей, не имеющих заболеваний опорно-двигательного аппарата.
Цель исследования — выявление особенностей подвижности суставов нижних конечностей у лиц молодого возраста, не имеющих симптомов заболеваний опорно-двигательного аппарата, в зависимости от уровня физической активности.
Материал и методы
В исследовании приняли участие 146 человек (62 мужчины, 84 женщины) в возрасте 18—25 лет (медиана 20 лет). Исключались лица с ожирением. Обследуемые были разделены на 3 группы:
— 1-я группа — 21 человек, в образе жизни которого отсутствуют регулярные тренировки;
— 2-я группа — 70 спортсменов-любителей, которые подвергают себя физическим нагрузкам 1—2 раза в неделю (занимаются физической культурой: бег, отжимания, приседания, подтягивания; посещают спортивный зал или бассейн; длительность тренировки составляет около 2 ч, в состав занятий входят только общеразвивающие упражнения на разные группы мышц);
— 3-я группа — 55 профессиональных спортсменов (конькобежцы и лыжники; частота тренировок составляет 5 раз в неделю по 2 раза в день, длительность — 2—2,5 ч, в состав занятий входят общеразвивающие упражнения на разные группы мышц и специальные упражнения для развития двигательной техники, необходимой в данном виде спорта).
Протокол исследования подвижности суставов включал следующие оцениваемые параметры: активное отведение в тазобедренном суставе; активное сгибание колена; активное подошвенное сгибание; активное подошвенное разгибание.
Измерение объема движений в суставах осуществляли с помощью механического гониометра, состоящего из двух бранш, соединенных с измерительной шкалой, градуированной от 0 до 180°.
Все обследуемые подписывали информированное согласие. Исследование соответствовало Хельсинкской декларации пересмотра 2013 г.
При обработке базы данных значения (n), полученные при измерении угла сгибания в коленном суставе, для установления однообразия изменяемости параметров подвергались модификации по формуле: n1=180—n.
Обработку полученных данных производили с использованием пакета прикладных программ Statistica 10.0. Различия в подвижности по исследуемым параметрам оценивали при помощи критерия Краскелла-Уоллиса. Различия считали значимыми при p<0,05. Для установления корреляционных связей использовали метод Спирмена.
Результаты и обсуждение
При сравнительном анализе данных гониометрии суставов нижних конечностей в группах исследования с разным уровнем физической активности были выявлены статистически значимые различия в подвижности суставов по следующим параметрам: отведению в тазобедренном суставе (p<0,0001), сгибанию колена (p<0,0001) и подошвенному сгибанию (p=0,0055) (табл. 1). Все вышеуказанные показатели были максимальными в 3-й группе (у спортсменов). В 1-й и 2-й группах практически отсутствовали различия в подвижности суставов по этим показателям. Такие результаты можно объяснить тем, что именно у спортсменов (лыжников и конькобежцев) коленные, тазобедренные и голеностопные суставы являются ключевыми и, соответственно, подвергаются максимальным тренировкам [10]. Вместе с тем у лиц, которые самостоятельно занимаются физической культурой, эти суставы подвергаются лишь умеренным нагрузкам, уступающим по интенсивности и частоте группе профессиональных спортсменов.
Таблица 1. Сравнение подвижности суставов у лиц с разной физической активностью (Me [Q25; Q75])
| Подвижность суставов в градусах | Группа | Различия по критерию Краскелла—Уоллиса | Корреляция по Спирмену с уровнем физической активности | ||
| 1-я группа (n=21) | 2-я группа (n=70) | 3-я группа (n=55) | |||
| Активное отведение в тазобедренном суставе | 81 [57; 105] | 80 [60; 99] | 107 [99; 112] | 0,0001* | r=0,48, p<0,05 |
| Активное сгибание колена | 120 [115; 122] | 120 [115; 125] | 127,5 [122; 132] | 0,0001* | r=0,41,p<0,05 |
| Активное подошвенное сгибание | 75 [65; 80] | 78 [70; 85] | 80 [75; 85] | 0,0055* | r=0,19, p<0,05 |
| Активное подошвенное разгибание | 20 [18; 22] | 20 [15; 24] | 19 [16; 21] | 0,3 | r=0,01, p>0,05 |
Примечание. Здесь и в табл. 2, 3: * — статистически значимые различия показателей в группах.
Корреляционный анализ показал связь средней силы между уровнем физической активности и подвижностью в тазобедренном и коленном суставах, а также слабую связь между уровнем физической активности и подошвенным сгибанием.
Кроме того, были изучены показатели суставной подвижности нижних конечностей отдельно для мужчин и женщин (табл. 2 и табл. 3).
Таблица 2. Сравнение подвижности суставов у мужчин с разной физической активностью (Me [Q25; Q75])
| Подвижность суставов в градусах | Группа | Различия по критерию Краскелла-Уоллиса | Корреляция по Спирмену с уровнем физической активности | ||
| 1-я группа (n=9) | 2-я группа (n=21) | 3-я группа (n=32) | |||
| Активное отведение в тазобедренном суставе | 60 [56; 82] | 70 [60; 86] | 100 [93,5; 108,5] | 0,0001* | r=0,68, p<0,05 |
| Активное сгибание колена | 120 [117; 121] | 120 [117; 124] | 125 [121; 130] | 0,0002* | r=0,39, p<0,05 |
| Активное подошвенное сгибание | 75 [65; 76] | 72 [66; 79] | 80 [75; 85] | 0,0001* | r=0,46, p<0,05 |
| Активное подошвенное разгибание | 20 [20; 23] | 23 [20; 26] | 20 [16; 22] | 0,007* | r= –0,25, p<0,05 |
Таблица 3. Сравнение подвижности суставов у женщин с разной физической активностью (Me [Q25; Q75])
| Подвижность суставов в градусах | Группа | Различия по критерию Краскелла-Уоллиса | Корреляция по Спирмену с уровнем физической активности | ||
| 1-я группа (n=12] | 2-я группа (n=49) | 3-я группа (n=23) | |||
| Активное отведение в тазобедренном суставе | 90 [80; 110] | 84,5 [62,5; 103] | 112 [108; 117] | 0,0001* | r=0,32, p<0,05 |
| Активное сгибание колена | 118 [115; 122] | 120 [115; 126] | 130 [122; 134] | 0,0001* | r=0,27, p<0,05 |
| Активное подошвенное сгибание | 76 [67; 88] | 80 [72; 85] | 80 [75; 84] | 0,7 | r=0,08, p>0,05 |
| Активное подошвенное разгибание | 20 [15; 22] | 18 [15; 21] | 18 [16; 20] | 0,4 | r= –0,1, p>0,05 |
У мужчин наблюдалось увеличение подвижности в тазобедренном суставе, прямо пропорциональное физической активности (см. рисунок). По этому показателю у мужчин получен максимальный коэффициент корреляции (r=0,68, p<0,05). У женщин отведение в тазобедренном суставе характеризовалось снижением амплитуды движения при переходе от 1-й ко 2-й группе и значительным повышением показателя подвижности в группе спортсменов. Отсутствие у женщин четкой закономерности динамики показателя (r=0,32, p<0,05) может быть связано с наличием в выборке лиц с гипермобильностью суставов, которая встречается чаще именно у женского пола [11]. Спортсмены-любители 2-й группы, которые подвергают себя умеренным физическим нагрузкам, имели более развитый мышечно-связочный аппарат, что позволяло скомпенсировать проявления гипермобильности, а при обследовании демонстрировать умеренное снижение подвижности по сравнению с 1-й группой.
Рис. Сравнение активного отведения в тазобедренном суставе у мужчин с разной физической активностью.
По вертикали — угол движения в градусах.
Особенности активного сгибания колена, изложенные выше для общей выборки, характерны как для мужчин, так и для женщин.
Одним из биомеханических свойств мышц, участвующих в движениях суставов, является жесткость, т.е. способность мышц оказывать сопротивление изменениям формы в результате воздействий внешних сил. Известно, что при сокращении мышцы она значительно возрастает. Физиологически повышение жесткости мышцы связано с повышением ее силовых возможностей [12], с другой стороны, оно ограничивает действие мышц-антагонистов при движении. В некоторых исследованиях показано, что у мужчин жесткость мышечной и соединительной тканей больше, чем у женщин (p<0,05), и имеет тенденцию к увеличению после физической нагрузки [13, 14].
Анализ показателей подошвенного сгибания в настоящем исследовании выявил умеренное снижение подвижности суставов у мужчин 1-й группы по сравнению со 2-й группой и значимое увеличение амплитуды движения в группе спортсменов (p<0,001). Снижение амплитуды движения в группе спортсменов-любителей можно объяснить увеличением жесткости во всех мышцах, осуществляющих движение в голеностопном суставе, что происходит в связи с применением общеразвивающих упражнений во время тренировок. Данное явление может быть расценено как положительное в связи с тем, что умеренное повышение жесткости мышц и связок оказывает стабилизирующее влияние на сустав.
Изучение подошвенного разгибания у мужчин показало умеренное увеличение подвижности суставов во 2-й группе и более низкие значения амплитуды движения в 1-й и 3-й группах (p<0,05). Таким образом, подошвенное разгибание является максимальным у людей со средней физической нагрузкой, вместе с тем у профессиональных спортсменов этот показатель уменьшается, предположительно, из-за особенностей вида спорта, в том числе фиксации голеностопного сустава спортивной обувью [10]. По данным исследования установлена отрицательная корреляционная связь этого показателя с уровнем физической активности (r= –0,25, p<0,05).
Известно, что чем больше двигается сустав, тем лучше он кровоснабжается и поддерживает структуру хряща [15, 16]. Девизом родоначальника отечественной функциональной анатомии и физической культуры П.Ф. Лесгафта была фраза «Движение — жизнь, покой — смерть» [16]. В то же время длительная повышенная нагрузка или малоподвижность сустава может привести к постепенной перестройке соединительнотканных структур, для которых механические раздражения являются специфическими [17].
Заключение
Проведенное исследование позволило выявить различия в подвижности суставов нижних конечностей у молодых людей с разной физической активностью.
Отведение в тазобедренном суставе, сгибание в коленном и подошвенное сгибание максимальны в группе спортсменов (p<0,05), что можно объяснить не только наибольшим уровнем физической активности, но и двигательной специализацией у конькобежцев и лыжников. Умеренная физическая нагрузка улучшает только подошвенное сгибание, остальные показатели в 1-й и 2-й группах обследуемых практически не различались.
Анализ особенностей подвижности суставов при разной физической активности отдельно у мужчин и женщин выявил разные закономерности. У мужчин наблюдались более выраженные положительные корреляционные связи между подвижностью суставов и физической активностью. У женщин корреляционные связи суставной подвижности к уровнем физической активности не показывали четкой закономерности, в частности из-за предполагаемого влияния гипермобильности суставов в исследуемой возрастной группе. У женщин отведение в тазобедренном суставе было меньше во 2-й группе, по сравнению с 1-й, и значительно выше в группе спортсменок. У мужчин этот параметр увеличивался прямо пропорционально физической активности (r=0,68, p<0,05).
Подошвенное разгибание у мужчин было максимальным во 2-й группе, что может свидетельствовать о положительном влиянии умеренных физических нагрузок на состояние голеностопных суставов, испытывающих максимальную нагрузку весом тела. В случаях, когда наблюдается обратная закономерность — подвижность во 2-й группе ниже, чем в 1-й (у женщин), это тоже может быть расценено как положительный эффект вследствие стабилизации гипермобильных суставов в связи с увеличением мышечной жесткости.
Таким образом, влияние разных уровней физической активности у молодых людей на подвижность суставов нижних конечностей неоднозначно, особенно у женщин, вследствие наличия множества других факторов, способных повлиять на эти показатели.
Участие авторов: концепция и дизайн исследования — Ю.П. Потехина, А.А. Курникова; сбор и обработка материала — Д.Р. Даутов, А.Д. Постникова; статистическая обработка — Д.Р. Даутов, А.Д. Постникова; написание текста — Д.Р. Даутов, А.Д. Постникова, Ю.П. Потехина; редактирование — Ю.П. Потехина, Е.С. Трегубова, Д.Е. Мохов.
Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.