运动性跟腱断裂的解剖力学原因分析
2019-03-16袁春平宋涛徐国栋
袁春平 宋涛 徐国栋
摘 要：跟腱参与维持踝关节的平衡及走、跑、跳等运动功能，易发生运动性断裂，本文从解剖力学的视角探讨运动性跟腱断裂的原因。跟腱及踝关节存在解剖结构薄弱点;小腿三头肌易出现功能性伸展不足;小腿回旋时小腿三头肌斜向伸展性不足，变向动作、加速、减速等动态拉伸中小腿三头肌伸展性不足，小腿三头肌力量和伸展性发展失衡;传统力量训练易致小腿三头肌出现功能性力量不足的因素及其综合作用导致了运动性跟腱断裂。
关键词：跟腱断裂 解剖 力学
中图分类号：G80 文獻标识码：A 文章编号：2095-2813（2019）12（b）-0020-02
体育院校师生在体育教学、训练、比赛中常发生跟腱断裂，引起断裂的力量往往比较轻微，如“三步”上篮示范动作下篮转身运球疾跑时。据研究，运动中跟腱断裂的原因有基因的作用，准备活动不充分，场地、气候、着装因素，技术不合理、肌肉用力不当，体重、年龄、肌腱退行性变，过度疲劳，心理因素，糖尿病，使用过某些激素药物使跟腱松脆等[1-4]。本文从运动解剖学和生物力学的视角来分析跟腱断裂原因。
1 跟腱及踝关节存在解剖结构薄弱点
1.1 跟腱解剖结构薄弱点
1.1.1 小腿三头肌部分肌力斜向跨过踝关节冠状轴后方，易在重心不稳时拉伤拉断跟腱
跟腱止于跟骨结节中点[5]，主要作用是将肌腹收缩的肌力传达到跟骨，提起脚跟，实现走、跑、跳等运动功能以及维持踝关节平衡。主要由致密坚韧的胶原纤维束构成，外包裹周组织。腓肠肌内、外侧头肌束与跟腱之间有羽状角，不是直线相连。下段腓肠肌纤维分布于跟腱后外侧， 比目鱼肌位于内侧。立体来看，小腿三头肌各部分的拉力不都是垂直跨过踝关节冠状轴后方，而是斜向跨过。在足跖屈时可以使足内翻、外翻，产生剪切应力，易致拉伤拉断。
1.1.2 跟腱中段较窄，应力较大，易在突然用力时拉断
跟腱中段较窄，血供较差，胶原纤维束内无血管分布，束间吻合血管稀少，随年龄增加更逐渐减少，仅靠腱周组织提供营养。此区域的血管分布特征与应力有关，该处是腓肠肌腱与比目鱼肌腱的腱纤维交叉处，受牵拉时应力加大，不利于血管生长。该区域横截面积最小，载荷加大时应力会显著增加，当小腿三头肌突然收缩， 此段最先达到极限强度而断裂。
1.2 踝关节存在解剖结构薄弱点——关节头前宽后窄
踝关节的关节头距骨滑车前宽后窄，关节窝呈叉状，足可绕此关节冠状轴做屈伸运动，即足跖屈和背屈，足跖屈时距骨滑车后端较窄的部分进入叉状关节窝内，有活动余地，使小腿和足可做侧方运动，处于不稳定状态。在足尖着地、脚跟提起的闭合链状态，若伴随有转身动作，小腿和足在踝关节处发生斜向相对运动，产生剪切力，也容易发生跟腱损伤。
2 小腿三头肌易出现功能性伸展不足
跟腱断裂的根本原因是应力超过承受极限，即伸展能力不足以承受其自身收缩力量或外力的牵拉。随着年龄增长，在应对突然加速或减速，又伴随踝关节不稳时，跟腱极易断裂。
2.1 小腿回旋时小腿三头肌斜向伸展性不足
体育实践中常用勾脚尖正压腿或侧压腿等练习发展小腿三头肌伸展性，这都是锻炼其纵向承受拉应力的能力。而从三维角度来看，该肌大部分拉力实际是斜向跨过踝关节，虽然踝关节通常是做屈伸运动，跟腱承受拉应力和拉应变，但遇到跖屈同时转身，如转身运球疾跑时，就还会产生剪应力，人体组织承受剪应力的极限强度最低，表现出轻微扭转发力就拉断跟腱。
2.2 变向动作、加速、减速等动态拉伸中小腿三头肌伸展性不足
伸展训练常常是静态拉伸或慢速动态拉伸，而忽略变向动作、加速、减速等动态拉伸。但从运动生物力学的角度分析，闭合性跟腱断裂容易发生在有变向动作的复杂步伐或者是踝关节“加速”或“减速”动作中。比如羽毛球、排球等运动中常以不同方向的跨步动作来完成大范围的快速移位;起跑、起跳动作是从静止或者较慢活动时“加速”，小腿三头肌突然短时间向心收缩爆发用力，跟腱提踵跖屈;高速运动中急停或体操、技巧的空翻落地“减速”动作中，小腿三头肌做离心工作来缓冲，产生强大的离心力通过跟腱传达到跟骨，同时地面也产生强大的冲击力通过踝关节传递到跟腱。
2.3 小腿三头肌力量和伸展性发展容易随年龄增长而失衡
长期运动者肌力不会随年龄衰减或衰减速度慢，其伸展性却相反。长期运动会加速跟腱退行性变，特别是肌力训练后，放松不充分，肌腹持续紧张、跟腱长期被牵拉绷紧，致其疲劳积累，造成慢性无菌性跟腱周围炎，跟腱松脆，伸展性下降，不能与其力量匹配，容易拉伤拉断。
3 传统力量训练易致小腿三头肌出现功能性力量不足
3.1 传统训练重视绝对力量而忽略多关节、多肌肉的协调链动训练
传统训练特别重视单关节运动来锻炼绝对力量，而体育实践中，踝关节往往是在与躯干、骨盆、髋关节、膝关节组成的动态运动链中进行运动，必须协调有序地活动，才能使足在最佳位置、以最佳速度、在最佳时机完成动作，避免运动损伤。所以力量训练时应根据技术动作的需要，通过完整运动链的功能性训练或成套动作模式训练，让它以不同速度和时间做向心工作、离心工作、等长工作，发展速度力量和力量耐力，使本体感觉、神经控制适应肌肉之间、肌群之间力量的协调发展，也适应体育实践中复合的动作模式。
3.2 跟腱断裂常发生在开链与闭链运动转换时，传统训练通常忽略了转链稳定性力量
跟腱断裂常发生在足离地或着地瞬间，即开链与闭链运动转换时。当由闭链向开链运动转换时，如起跑、起跳，下肢蹬伸，先背屈，小腿向足背方向运动，小腿三头肌止点相对固定被拉长，再提踵跖屈，小腿三头肌起点相对固定爆发用力;而当由开链向闭链运动转换时，如体操的落地动作，身体在下落过程中积累了强大动量和动量矩，必须做缓冲，小腿三头肌止点相对固定伸长做离心工作，爆发超强离心力。这种转链瞬间，跟腱承受强大拉应力，如果此时踝关节不稳，用力不平衡，产生扭转剪应力，跟腱极易受伤拉断。
3.3 运动者对动作用力模式不熟悉也易致伤
体育教师或教练往往在某些专项技术动作上很强，神经肌肉适应了这些动作对用力和伸展性的需要，当他们做别的专项动作时，是进行不熟悉的动作模式，对神经肌肉的要求不同，甚至可能完全相反，比如在田径项目中小腿三头肌经常是近固定向心工作，而羽毛球项目中会用到远固定离心工作，跟腱在不同方向上的承受极限不同，这样就易因为动作用力模式不熟悉，肌肉用力不正确而拉断肌腱。
4 建议
建议充分利用PNF拉伸法向不同方向锻炼小腿三头肌本体感觉和神经肌肉控制能力，设计多维度动态拉伸训练，模拟致跟腱断裂动作循序渐进地练习，以适应突然“加速”或“减速”及不稳定动作。通过完整运动链的功能性训练或成套动作模式训练、核心肌力训练、转链训练，强化小腿三头肌功能性力量，保证踝关节稳定性。
参考文献
[1] 王玮.运动性跟腱断裂：原因、治疗与如何评价跟腱的力学特性及愈合程度[J].中国组织工程研究，2018，22（8）：1300-1305.
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[3] 倪昌麟.运动创伤性跟腱断裂的调查分析[J].福建教育学院学报，2012，13（4）：79-82.
[4] 帅菲斐，史一焱，蔣丽娟.47例运动中跟腱自发断裂患者的分析[J].华南预防医学，2011，37（6）：41，46.
[5] 徐国栋，袁琼嘉.运动解剖学[M].北京：人民体育出版社，2015.
