Geometria ossea, forza e cambiamenti biomeccanici nei corridori con una storia di fratture da stress

Le fratture da stress sono tra le lesioni sportive più diffuse, in particolare negli sport che comportano corsa, salto e carico ciclico ripetitivo. Le fratture da stress sono state diagnosticate nel 20% degli atleti. La più alta prevalenza di fratture da stress tra gli atleti è riportata nei membri delle squadre di atletica leggera con tassi dal 10 al 31% (22). Le fratture da stress sono anche un evento comune nell'addestramento militare di base. I rapporti militari statunitensi delle popolazioni reclutate indicano un tasso di incidenza dallo 0,2 al 4% negli uomini e dall'1 al 7% nelle donne (1).

A causa della prevalenza delle fratture da stress nella popolazione militare e atletica, nonché della natura costosa dell'infortunio in termini di tempo di recupero, è importante comprendere i fattori causali e i mezzi con cui questi fattori si relazionano e interagiscono (25, 29). I fattori di rischio più comunemente studiati e misurati per le fratture da stress sono surrogati della forza ossea, in particolare della densità minerale ossea. Sebbene diversi studi precedenti abbiano esplorato la relazione tra densità minerale ossea areale (aBMD, g/cm2) e fratture da stress, i risultati rimangono controversi (6, 7, 9, 12, 17, 28). La maggior parte di questi studi ha utilizzato l'assorbimetria a raggi X a doppia energia (DXA) e l'aBMD come valutazione della resistenza ossea. La DXA è limitata nella sua valutazione bidimensionale di un osso tridimensionale e non è inoltre in grado di distinguere tra diversi tipi di osso (13, 30). Dati i limiti dell'imaging DXA, la misurazione delle proprietà ossee utilizzando la tomografia computerizzata quantitativa periferica (pQCT) può far luce sulle incongruenze riscontrate nella letteratura attuale. La QCT periferica è una tecnica di imaging tridimensionale che consente la misurazione della densità ossea volumetrica sia trabecolare che corticale, la geometria ossea (area totale, area corticale) e le stime della resistenza meccanica ossea (ad es. momento d'inerzia trasversale e modulo di sezione) che meglio rappresentano una competenza meccanica delle ossa (26, 31).

Con qualsiasi frattura, un osso fallirà solo se il carico sull'osso è superiore alla forza di quell'osso. Nel caso delle fratture da stress, è stato suggerito che le persone a rischio di frattura da stress possono alterare la biomeccanica con la fatica in modo tale che la tensione sull'osso aumenta con la fatica causando un aumento del microdanno e della frattura finale. La ricerca che misura le variabili cinetiche e cinematiche ha mostrato cambiamenti nei GRF (10, 11, 16, 19, 21), entità della deformazione, velocità di deformazione, distribuzioni della deformazione (8, 14, 15, 24) e strategie di atterraggio dopo l'inizio dell'affaticamento muscolare negli individui sani. È stato anche dimostrato che quando i muscoli sono affaticati, la loro capacità di assorbire le forze di impatto durante l'atterraggio, la loro capacità di temporizzazione interna tra i gruppi muscolari funzionanti e la capacità di contrastare i momenti flettenti diminuiscono (2-5, 18, 20, 23). È stato ipotizzato che i corridori che non sono efficaci nell'alterare la cinematica del movimento sperimentino maggiori aumenti dei tassi di carico e dell'entità dell'impatto, rendendoli più suscettibili alle lesioni rispetto ai corridori che sono in grado di apportare modifiche appropriate (16). Tuttavia, la maggior parte di questi studi è stata condotta in condizioni di riposo e in atleti senza storia di infortuni. Nessuno studio precedente a nostra conoscenza ha caratterizzato adeguatamente il cambiamento della biomeccanica durante una corsa faticosa in atleti con e senza una storia di fratture da stress.