الميكانيكا الحيوية لأنشطة السلسلة الحركية للأطراف السفلية
تمارين السلاسل الحركية المفتوحة والمغلقة لها تأثيرات ميكانيكية حيوية مختلفة على مفاصل الطرف السفلي، فالمشي جنبًا إلى جنب مع القدرة على تغيير الاتجاه يتطلب حركة مفصلية منسقة وسلسلة معقدة من عمليات تنشيط العضلات في الوقت المناسب. من الناحية الميكانيكية، يجب أن يحدث امتصاص الصدمات ومرونة القدم وتثبيت القدم والتسارع والتباطؤ والحركة متعددة الأسطح وتثبيت المفاصل في كل مفاصل في الأطراف السفلية من أجل الوظيفة الطبيعية، سلسلة الأنشطة ضرورية للمعالج الطبيعي.
القدم والكاحل
وظيفة القدم في مرحلة دعم حمل الأثقال أثناء المشي هي ضعفين، عند ضرب الكعب، يجب أن تعمل القدم كممتص للصدمات للتأثيرات أو قوى رد الفعل الأرضية ثم تتكيف مع الأسطح غير المستوية. بعد ذلك، عند الدفع تعمل القدم كرافعة صلبة لنقل القوة المتفجرة من الطرف السفلي إلى الأرض، عندما تصبح القدم تحمل ثقلًا عند ضربة الكعب، مما يؤدي إلى إنشاء سلسلة حركية مغلقة، يتحرك المفصل تحت الكعب إلى وضع متعرج حيث يتقارب الكاحل وينثني أخمصي بينما تنحرف العقدة، كما يفتح كبح القدم مفصل الكاحل ويسمح للقدم بالمساعدة في امتصاص الصدمات. ومن المهم أثناء التأثير الأولي تقليل قوى التفاعل الأرضي وتوزيع الحمل بالتساوي على العديد من الهياكل التشريحية المختلفة عبر السلسلة الحركية للطرف السفلي.
عندما يحدث الكب في المفصل تحت الكاحل، هناك دوران داخلي إلزامي للظنبوب وانثناء طفيف في الركبة، كما تنقبض الثنيات الظهرية بشكل غريب الأطوار لإبطاء الانثناء الأخمصي، عندما تنفتح القدم، يكون الكاحل ثابتًا بينما تنحرف القدم وتختطفها وتنعطف ظهريًا، كما يبدو أن العضلات التي تظهر القدم تكون أكثر نشاطًا، تغير القدم وظيفتها من كونها ممتص صدمات إلى نظام رافعة صلب حيث تبدأ القدم في الدفع عن الأرض.
وعند حمل الأثقال في سلسلة حركية مغلقة، يتكون الاستلقاء من اختطاف الكاحل وانعطاف ظهره على العقدة بينما تنقلب العقدة على الكاحل، كما يدور الظنبوب خارجيًا وينتج تمديد الركبة. أثناء الاستلقاء، تعمل الثنيات الأخمصية على تثبيت القدم وإبطاء الساق وثني الركبة. في السلسلة الحركية المفتوحة، يتكون الاستلقاء من انعكاس العقدة مع تقارب الكاحل والانثناء الأخمصي.
مفصل الركبة
من الضروري للمعالج الطبيعي أن يفهم القوى التي تحدث حول مفصل الركبة، اقترح الباحثون نموذجًا ميكانيكيًا حيويًا للطرف السفلي يحدد قوتان حرجتان في مفصل الركبة، كما تحدث قوة القص في الاتجاه الخلفي الذي قد يتسبب في ترجمة القصبة للأمام إذا لم يتم فحصها من خلال قيود الأنسجة الرخوة وخاصة الرباط الصليبي الأمامي.
القوة الثانية هي قوة ضغط موجهة على طول المحور الطولي للظنبوب، كما تزيد تمارين حمل الأثقال من ضغط المفاصل، مما يعزز ثبات المفاصل. في تمرين مفصل الركبة المفتوح على شكل سلسلة حركية، حيث يتم تطبيق قوة مقاومة على قصبة الساق البعيدة، سيتم تعظيم قوى القص والضغط وعندما يتم تطبيق قوة مقاومة بشكل أكثر قربًا، يتم تقليل قوة القص بشكل كبير، كما هو الحال مع قوة الضغط، إذا تم تطبيق قوة المقاومة في اتجاه محوري أكثر، فإن قوة القص تكون أيضًا أصغر في حالة حدوث انضغاط عضلي في أوتار المأبض، يتم تقليل قوة القص.
تحفز تمارين السلسلة الحركية المغلقة انقباض أوتار المأبض عن طريق إنشاء لحظة انثناء في كل من الورك والركبة، مع تثبيت أوتار الركبة المتقلصة للورك والعضلة الرباعية الرؤوس تثبت الركبة واللحظة هي نتاج القوة والمسافة من محور الدوران، يشار إليه أيضًا باسم عزم الدوران ويصف تأثير الدوران الناتج عند ممارسة قوة على الجسم تدور حول نقطة ثابتة، كما يساعد الانضغاط العضلي لعضلات أوتار المأبض على إبطال ميل عضلات الفخذ للتسبب في ترجمة الظنبوب الأمامية، كما يعتبر الانضغاط العضلي لأوتار الركبة أكثر فاعلية في تقليل قوة القص عندما يتم توجيه قوة المقاومة في اتجاه محوري بالنسبة إلى قصبة الساق، كما هو الحال في تمرين حمل الأثقال وقد أظهرت العديد من الدراسات أن الانضغاط المشترك مفيد في تثبيت مفصل الركبة وتقليل القص القوات.
يمكن زيادة التوتر في أوتار الركبة من خلال الانثناء الأمامي الطفيف للجذع، حيث يؤدي انثناء الجذع إلى تحريك مركز الثقل للأمام، مما يقلل من لحظة ثني الركبة وبالتالي تقليل قوة قص الركبة وتقليل قوى الانضغاط الرضفي الفخذي، تقليل لحظة الانثناء في الركبة مع زيادة لحظة الانثناء في الورك.
المفصل الرضفي الفخذي
يجب أيضًا مراعاة تأثيرات تمارين السلسلة الحركية المفتوحة مقابل المغلقة على المفصل الرضفي الفخذي، في تمرين تمديد الركبة ذو السلسلة الحركية المفتوحة، تزداد لحظة الانثناء حيث تمتد الركبة من 90 درجة من الانثناء إلى التمدد الكامل، مما يزيد من التوتر في العضلة الرباعية الرؤوس والوتر الرضفي.
وبالتالي، تزداد قوى رد فعل المفصل الفخذي الرضفي، مع حدوث قوة الذروة عند 36 درجة من انثناء المفصل وعندما تتحرك الركبة نحو الامتداد الكامل، تقل منطقة التلامس الفخذي الرضفي، مما يتسبب في زيادة إجهاد التلامس لكل وحدة مساحة، كما تزداد لحظة الانثناء مع ثني الركبة، مما يتسبب مرة أخرى في زيادة عضلات الفخذ الرباعية وتوتر الوتر الرضفي وبالتالي زيادة في قوى رد فعل المفصل الرضفي الفخذي ومع ذلك، فإن الرضفة لديها مساحة أكبر بكثير من التلامس السطحي مع عظم الفخذ ويتم تقليل إجهاد التلامس، كما يمكن تحمل تمارين السلسلة الحركية بشكل أفضل في المفصل الرضفي الفخذي لأن إجهاد التلامس يتم تقليله.
تمارين السلسلة الحركية لإعادة تأهيل الإصابات
لسنوات عديدة، استخدم المعالجون الطبيعون تمارين السلسلة الحركية المفتوحة لتقوية الأطراف السفلية، كانت هذه الممارسة جزئياً نتيجة لقيود تصميم آلات التمرين المقاومة الحالية. ومع ذلك، يمكن أن تُعزى شعبية تمارين السلسلة الحركية المغلقة في المقام الأول إلى فهم أفضل لعلم الحركة والميكانيكا الحيوية، جنبًا إلى جنب مع عوامل التحكم العصبي العضلي، التي تشارك في إعادة تأهيل إصابات الأطراف السفلية.
على سبيل المثال، مسار إعادة التأهيل بعد إصابة الرباط الصليبي الأمامي قد تغير بشكل كبير على مر السنين، كما أدت التطورات التكنولوجية إلى تحسين تقنيات التمرد بشكل كبير، مما سمح للمدربين الرياضيين بتغيير فلسفتهم في إعادة التأهيل، كما قدم عدد من الدراسات المنشورة في أوائل التسعينيات دعمًا لبرامج إعادة التأهيل المعجلة التي توصي بالاستخدام المكثف لتمارين السلسلة الحركية المغلقة.
ومع ذلك، فقد وجدت أحدث المراجعات المنهجية في الأدبيات أنه لا يوجد إجماع واضح حول ما إذا كان ينبغي أن تكون تمارين السلسلة الحركية المغلقة أو المفتوحة هي التدخل المفضل بعد إصابة الرباط الصليبي الأمامي أو إعادة البناء.
وفي حين أوصت العديد من الدراسات الحديثة بتمارين السلسلة الحركية المغلقة باعتبارها الأكثر فعالية لتحسين وظيفة الركبة بعد إصابة الرباط الصليبي الأمامي، اقترح البعض الآخر أن استخدام مزيج من تمارين السلسلة الحركية المفتوحة والمغلقة هو الأكثر فعالية في إعادة تأهيل الرباط الصليبي الأمامي وفي علاج متلازمة آلام الفخذ الرضفي.
علاوة على ذلك، نظرًا لأن تمارين السلسلة الحركية المغلقة يبدو أنها تقلل القص الأمامي للرباط الصليبي الأمامي وتعزز الاستقرار الديناميكي المبكر للمفصل وتحفز المستقبلات الحركية، فقد تم اقتراح أن تمارين السلسلة المغلقة يمكن استخدامها بأمان في وقت مبكر من فترة ما بعد الجراحة، مع استخدام تمارين السلسلة الحركية المفتوحة يجب أن يحدث لاحقًا في عملية إعادة التأهيل، على الرغم من أن النقطة الأكثر أمانًا في الوقت المناسب لبدء تمارين السلسلة الحركية المفتوحة تظل غير مؤكدة.
