损伤与未损伤跑者30分钟跑步中10–20 Hz冲击衰减差异的神经力学机制研究

本研究发现，在30分钟跑步过程中，损伤与未损伤跑者在10–20 Hz冲击衰减（shock attenuation）模式上存在显著差异：损伤跑者下肢（胫骨至骶骨）衰减增强，而上肢（骶骨至头部）衰减减弱，且疲劳加剧此差异。这一神经力学控制策略（neuromechanical control strategy）的异常可能为跑步相关损伤（RRI）的机制研究与预防提供新方向。

　　

Highlight

本研究首次直接比较损伤与未损伤跑者在疲劳跑步过程中的10–20 Hz冲击衰减差异，揭示了损伤跑者通过下肢增强衰减与上肢减弱衰减的代偿模式，且疲劳加剧此现象，提示其神经力学控制策略存在异常。

Section snippets

Participants

基于先前效应量、0.8统计功效、0.25相关性与0.05显著性水平，G*Power软件计算显示每组需15名参与者。参与者从本地大学、跑步团体和物理治疗诊所招募，招募在每组满15人后停止。潜在参与者需满足：（1）年龄18-65岁；（2）每周跑步距离≥16公里；（3）穿中性跑鞋；（4）后足着地模式；（5）无神经系统疾病或下肢手术史；（6）未怀孕；（7）视力或听力无障碍；（8）能够完成30分钟跑步。损伤组需在过去6个月内因跑步导致下肢过度使用损伤且疼痛持续≥7天，未损伤组需过去6个月内无跑步相关疼痛。最终31名跑者参与（16名未损伤、15名损伤；14名女性、17名男性；年龄31.6±12.6岁）。所有参与者签署知情同意书，研究获机构审查委员会批准。

Running speed

损伤组跑步速度（3.66±0.60 m/s）快于未损伤组（3.33±0.36 m/s）（图3A）。尽管效应量中等（d=0.67），但差异不显著（t检验；p=0.07），且两组来自同一连续分布（KS检验；D=0.37；p=0.18）。所有参与者在30分钟跑步中保持速度在平均速度±10%以内（图3D）；但损伤组速度有微小显著下降（线性回归；β=?0.0004 m/s per minute；p=0.04），未损伤组无变化（β=0.0001 m/s per minute；p=0.58）。两组在心率（损伤组：85.2±5.3%最大心率；未损伤组：83.3±6.1%最大心率；p=0.34）和自觉疲劳度（损伤组：14.3±1.9；未损伤组：13.3±1.7；p=0.13）上无显著差异，但损伤组自觉疲劳度随时间增加更显著（组×时间交互效应；p=0.03）。

Discussion

此处我们首次直接研究未损伤与既往损伤跑者在30分钟疲劳跑步中的10–20 Hz冲击衰减差异。我们假设（a）跑者无法全程维持胫骨至头部冲击衰减，因此随时间减少；（b）损伤跑者胫骨至头部衰减低于未损伤跑者；（c）此差异随时间加剧。结果不支持假设（a）和（b）：两组胫骨至头部衰减无差异，且未随时间变化。但支持假设（c）：损伤跑者与未损伤跑者的衰减差异随时间加剧，且此差异源于损伤跑者下肢（胫骨至骶骨）衰减显著增强和上肢（骶骨至头部）衰减显著减弱。

Conclusions

本研究不支持疲劳和损伤会降低胫骨至头部冲击衰减的初始假设，但揭示了损伤与未损伤跑者实现衰减方式的差异：损伤参与者表现出显著更强的下肢（胫骨至骶骨）衰减和显著更弱的上肢（骶骨至头部）衰减，且疲劳加剧此模式。这些发现表明，冲击衰减可能作为跑步相关损伤风险的神经力学标志，并提示损伤跑者可能通过代偿策略重新分配冲击负荷，但此策略可能增加未来损伤风险。