Tại sao các chân chạy chưa bị hỏng gối?

Lý thuyết sinh học cho rằng, con người sẽ phá hỏng gối sau nhiều chục năm chạy bộ. Giới khoa học đang tìm cách lý giải tại sao thực tế điều này lại không xảy ra.

Tin tiêu cực: một mô hình cực kỳ phức tạp mới đây đã chỉ ra nếu chúng ta bắt đầu chạy bộ từ tuổi 23 và chạy bình quân dưới 3km mỗi ngày, xác suất gối “hỏng” vào độ tuổi 55 là 98%. Tin tích cực: điều này thực tế không xảy ra. Thực tế, như tác giả bài viết và nhiều nhà nghiên cứu đã chỉ ra rằng chạy bộ là một thể thao mang tính trung dung nhất, xét ở góc độ tiêu cực nhất. Đó là chưa kể chạy bộ còn có thể giúp gối khỏe mạnh hơn về lâu dài. Vậy nên câu hỏi thực sự ở đây, và là câu hỏi rất thú vị là, tại sao đầu gối dân chạy bộ không “hỏng” như bình thường?.

Vấn đề cơ bản nằm ở sụn, một bộ phận có tính đàn hồi và dẻo dai như cao su có chức năng hấp thụ lực giữa hai phần xương ở khớp gối và là bộ phận không có dây thần kinh hay mạch máu nuôi dưỡng. Vì vậy, nhìn chung đây là bộ phận không được cung cấp năng lượng và không có khả năng tự sửa chữa. Theo thời gian chịu tải trọng, bộ phận này dần bị bào mòn cho tới thời điểm xương cọ vào nhau và dẫn tới tình trạng thái hóa khớp gối, loại chấn thương khớp phổ biến nhất ở Mỹ với 10% nam giới và 13% nữ trên 60 tuổi bị bệnh này.

Sụn có khả năng thích nghi và tự sửa chữa hay không?

Vài năm trở lại đây, đã có một số nhà khoa học đưa ra quan điểm phản bác luận điểm cho rằng sụn là cơ quan thụ động không thể tự sửa chữa. Năm 2006, chuyên gia nghiên cứu công nghệ sinh học Bahaa Seedhom đưa ra thuyết cho rằng thực tế sụn có thể phản ứng và thích nghi với những áp lực do các hoạt động thường nhật gây ra và gọi đây là lý thuyết về “sự điều chỉnh của sụn.” Ông cho rằng việc không tạo áp lực lên khớp là lý do nhiều người lười vận động bị thái hóa khớp gối. Gần đây, chuyên gia nghiên cứu Keith Baar thuộc Đại học California Davis cho rằng các mô liên kết trong đó có sụn có khả năng tự sửa chữa nếu chúng ta có sự kết hợp hợp lý chế độ ăn uống và tập luyện.

Xem thêm: Chạy bộ có hại cho khớp gối?

Trong một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí mở PeerJ, chuyên gia sinh cơ học Ross Miller của Đại học Maryland cùng tiến sĩ Rebecca Krupenevich đã nghiên cứu tác động của các yếu tố này ra sao để có thể đưa ra giải đáp cho câu hỏi tại sao các chân chạy bộ chưa phải ngồi xe lăn. Đây là một nghiên cứu mô hình kết hợp các thuộc tính được đo lường của sụn và lực tác động khi chạy và đi bộ để dự báo thời điểm khớp gối sẽ “hỏng” khi có sụn có và không có khả năng tự sửa chữa và thích nghi. Kết luận đưa ra là: chúng ta có nhiều cơ sở để tin rằng, giống như nhiều bộ phận khác trên cơ thể, sụn có khả năng phát triển khỏe mạnh hơn nếu chúng ta sử dụng thường xuyên hơn.

Các bước thực hiện nghiên cứu gồm:

1. Phân tích kiểu guồng chân của 22 tình nguyện viên khi đi bộ và chạy để tính toán lực tác động và tải trọng lên sụn gối. Kết quả cho thấy chạy tạo áp lực gấp ít nhất 2 lần lên sụn so với đi bộ.
2. Ước lượng số chu kỳ chịu tải (bước chạy) mà sụn gối của thể cịu được sử dụng tải trọng tính toán ở Bước 1 cùng với các thông số kiểm tra cơ học được thực hiện trên sụn bò.
3. Tính toán thời gian gối “hỏng” với giả định chúng ta đi bộ 6km mỗ ngày hoặc đi bộ 3km và chạy 3km mỗi ngày.
4. Tính lại các thông số với giả định rằng sụn gối có khả năng thích nghi (phát triển khỏe hơn để đảm bảo chu kỳ chịu tải tiếp theo tạo ra mức hư hại thấp hơn) hoặc tự sửa chữa (khắc phục hư hại do chu kỳ chịu tải trước đó gây ra).
5. Đối chiếu kết quả với thực tế để xác định kết quả hợp lý nhất.

Đối với trường hợp chỉ đi bộ, giả định rằng khi bắt đầu bạn có sụn khỏe mạnh ở độ tuổi 23, mô hình này dự báo rằng 36% gối sẽ hỏng ở tuổi 55 nếu sụn không có khả năng thích nghi và tự sửa chữa. Nếu bổ sung them khả năng tự sửa chữa, xác suất này giảm xuống còn 13%. Theo các nhà nghiên cứu, điều này về cơ bản phù hợp với dự liệu thực tế về số lượng người trưởng thành không béo phì, không bị chấn thương gối nhưng vẫn bị thoái hóa khớp gối và do đó mô hình có vẻ hợp lý.

Đây là câu hỏi còn bỏ ngỏ và cần nhiều nghiên cứu bổ sung.

Bức tranh còn trở nên ảm đạm hơn khi xét tới hoạt động chạy bộ: 98% hỏng gối ở tuổi 55. Ngay cả khi điều chỉnh mô hình với việc gối có khả năng tự sửa chữa nhất định, tỷ lệ này vẫn là 95%. Thông số này lại không phù hợp với thực tế. Cách duy nhất để có được những con số hợp lý hơn là giả định rằng sụn có khả năng thích nghi, nhiều khả năng do các tế bào của sụn có thể cảm nhận được áp lực cơ học được tạo ra khi chạy. Mô hình này lồng ghép ba hình thức thích nghi: sụn phát triển dày hơn, sụn đàn hồi tốt hơn và xương phát triển đặc hơn giúp phân tán tải trọng ra khu vực rộng hơn. Nếu thử điều chỉnh các thông số đối với một trong ba hình thức thích nghi này, chúng ta sẽ phải có những điều chỉnh bất khả thi để có được kết quả kỳ vọng. Tuy nhiên, nếu giả định cả ba hình thức thích nghi này đều có những biến chuyển cùng lúc, xác suất hỏng gối giảm xuống còn 13%, tương đương với kịch bản chỉ đi bộ.

Xem thêm: Thái hóa khớp gối có nên chạy bộ?

Dù chưa có nhiều bằng chứng cho thấy chạy bộ giúp kích hoạt những thích nghi tích cực ở sụn gối và xương nhưng ít ra đã có những bằng chứng chứng minh cho nhận định này. Hiện tại, khả năng tự điều chỉnh của sụn vẫn là một giả định. Nhưng ông Miller cho rằng đây là câu trả lời khả dĩ nhất cho việc các chân chạy lâu năm có khớp gối rất khỏe. Theo ông, nếu không phải vậy, chúng ta sẽ phải kết luận rằng sụn là bộ phận không thể phá hủy hoặc chạy bộ tạo ra áp lực và tải trọng thấp hơn nhiều so với những con số được tính toán. Nhưng tất cả dữ liệu trong phòng thí nghiệm khi phân tích độc lập các mẩu sụn không có khả năng thích nghi hoặc tự sửa chữa do đối tượng được nghiên cứu không còn sống đều cho thấy rằng sụn có bị mài mòn theo thời gian nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ. Chúng ta cũng có rất nhiều bằng chứng độc lập xác nhận con số ước tính tải trọng sụn phải chịu khi chạy trong đó bao gồm phương pháp lắp gối nhân tạo có cấy cảm biến.

Bài học rút ra có lẽ không khác nhiều những bài học chúng ta có thể rút ra từ những nghiên cứu quan sát cho thấy dân chạy bộ nhìn chung có khớp gối khỏe mạnh là: chạy đi, đừng sợ sử dụng hết “hạn mức” của khớp (và chúng ta cũng không sử dụng hết “hạn mức nhịp tim”). Câu hỏi hóc búa hơn là nếu chúng ta bị thoái hóa khớp, căn bệnh xảy ra với nhiều người có chạy bộ và không chạy bộ, đặc biệt khi bị chấn thương cấp tính khớp gối khi còn trẻ thì sao?. Nếu việc tạo ra áp lực lên khớp gối thực sự làm kích hoạt những khả năng thích nghi tích cực của sụn, chúng ta nên tiếp tục chạy bộ trong khả năng triệu chứng cho phép thay vì chuyển sang những hoạt động không tạo áp lực lên gối như bơi. Như bài viết trước đây của tác giả cho thấy rằng có bằng chứng chứng minh chạy bộ không làm gia tăng tốc độ phát triển ở những người bị thoái hóa khớp. Tuy nhiên, đây vẫn là câu hỏi còn bỏ ngỏ với giới nghiên cứu như ông Miller và hy vọng thời gian tới đây sẽ có nhiều phát hiện thú vị mới.