Løping og skader Fotens alignment som risikofaktor

Fysioterapeuten nr. 5/2001: Løping og skader Fotens alignment som risikofaktor Av Lise Grethe Haugen, turnuskandidat i fysioterapi. lisegrethe@hotmail.com Sammendrag. Denne artikkelen er basert på en fordypningsoppgave om forhold ved fotens alignment som risikofaktorer for utvikling av belastningsskadene shin splints og plantar fasciitis hos løpere. Metoden er et litteraturstudie av fire forskningsartikler. Resultatene er belyst opp mot teori på området. Studiene som er analysert viser at det kan være en sammenheng mellom både anatomiske og biomekaniske, strukturelle avvik i foten i forhold til risiko for nevnte skader. Overpronasjon og nedsatt dorsalfleksjon ser ut til å være sentrale faktorer for både shin splints og plantar fasciitis. Resultatene kan likevel ikke generaliseres og det kan stilles spørsmålstegn ved de ulike studienes utvalg og metode. Nøkkelord: Fotens alignment, biomekanikk, overpronasjon, shin splints, plantar fasciitis. De siste 20 årene har vi hatt en gradvis økning av løpere, både mosjonister og konkurranseutøvere (1). Marathon, triathlon og diverse gateløp har etter hvert økt i popularitet. Flere løper ofte lengre distanser i høyere tempo enn tidligere. En konsekvens av dette er et høyere antall rapporterte belastningsskader. Klager på smerte i underekstremitet har hatt en konstant økning (1). Van Mechelen (2) sier på grunnlag av flere studier at 37-56 prosent av alle løpere kommer i en skadesituasjon i løpet av et år. O Toole (3) sier at det finnes 25 millioner løpere. På grunnlag av flere studier, de fleste amerikanske, sier han at så mange som 45-70 prosent vil bli utsatt for skade i løpet av et år. Jeg finner ingen norske tall på forekomsten av belastningsskader hos løpere, men det kan være grunn til å tro at nevnte studier kan være representa-tive for hele den vestlige verden. Under løping må foten tåle store belastninger (4). Ved store treningsmengder er selv små avvik fra normal fotstilling og fotavvikling nok til å gi belastningsskader i for eksempel legg, kne, hofte og rygg (4). Løpere reduserer ofte treningsdose eller trener alternativt når skade oppstår (5). Eksisterende litteratur beskriver i stor grad en karakteristikk av miljøet som underlag, temperatur eller tid på dagen, eller den aktuelle idretten inkludert utstyr og treningsregimer som risiko for skade (6). Mindre beskrevet er forhold ved enkeltindividet og dets indre faktorer. Det finnes hypoteser om årsaker til belastningsskader. Faktorer som Q vinkel, genu valgum/varum, benlengdeforskjell og overpronasjon kan disponere for ulike belastningsskader (7,8,9,10). På bakgrunn av dette ønsket jeg derfor å finne ut om det var gjort studier med dokumenterte funn innenfor området. Problemstillingen i denne oppgaven ble: «Hvordan kan fotens alignment være en risiko for de vanligste belastningsskadene hos løpere?» Bevegelser i foten Fotens bevegelser under løping foregår hovedsakelig i ankelleddet, subtalarleddet og Choparts ledd, som er en samlebetegnelse for leddene mellom calcaneus, cuboid og mellom talus og naviculare (11). Ljunggren (12) sier at disse leddene danner en funksjonell enhet. I ankelleddet foregår bevegelsene dorsalfleksjon og plantarfleksjon. Aksen for denne bevegelsen går transversalt fra spissen av laterale malleol gjennom talus til et punkt litt nedenfor spissen av mediale malleol (13,14,15,16). Sett ovenfra er aksen rettet bakover og lateralt, 10-30 grader i forhold til kneleddaksen (figur 1). Sett bakfra er den rettet lateralt nedover, 68-88 grader i forhold til tibiaaksen (figur 2)(16). Bevegelsesutslaget i ankelen er cirka 60 grader, derav cirka 20 grader dorsalfleksjon og 40 grader plantarfleksjon (13,17,18). Aksen gjennom subtalarleddet går bakfra gjennom calcaneus og oppover med en vinkel på 42 grader i forhold til transversalplanet (figur 3) og en vinkel på 23 grader medialt for fotens sagittalplan (figur 4) (16,19). Gjennom denne aksen roterer calcaneus i forhold til talus (4). Tre ulike bevegelser skjer samtidig om denne aksen (20). Det er eversjon, abduksjon og dorsalfleksjon som samlet kalles pronasjon. Motsatt kombinasjon blir da inversjon, adduksjon og plantarfleksjon som kalles supinasjon (16,20). Biomekaniske forhold ved løpssteget Løpssyklusen kan deles inn i to faser, standfase og svingfase (21). Økende hastighet reduserer tiden i standfasen og det er bare her belastningen av underekstremitet finner sted (14). Mann og Hagy (22) sier at standfasen ved

løp består av 31 prosent og varer fra det øyeblikket hvor hælen kommer i kontakt med underlaget til stortåen forlater det. Standfasen innledes ved hælisettet. Her absorberer foten den horisontale kraften vi har fremover (4,16). Foten er normalt i en supinert og en dorsalflektert stilling med hælen i lett varusstilling og yttersiden av fotsålen nærmest underlaget (4,16). I denne stillingen er Choparts ledd slik orientert at leddene er stabile og foten rigid (4). Støttefasen begynner når hele fotsålen er i kontakt med underlaget (16). Nå starter foten å pronere slik at den samlede bevegelsen i Choparts ledd blir fri, noe som gir en fleksibel og støtabsorberende fot (11). Denne dreiningen av foten medfører en rotasjon av leggen innover (4). Frasparkfasen innledes idet hælen løftes fra underlaget. Samtidig supineres foten. Aksene i det Chopartske ledd divergerer fra hverandre og fotroten låses. Foten blir mer stiv og vi får et bedre fraspark (4). Materiale og metode For å belyse problemstillingen har jeg gjort et kvalitativt litteraturstudie. På denne måten fikk jeg mulighet til å finne det som var av forskningsmateriale på området og dermed få en bred innsikt i det som faktisk er gjort, samtidig gå i dybden for å få frem det særegne, eventuelt avvikende. Studier ble innhentet ved å søke i databasene Medline, Sport, Embase og Pubmed. Søket ble foretatt på biblioteket ved Norges Idrettshøgskole (NIH) og Høgskolen i Oslo (HIO) januar 2000. Hovedsøkeord var: risk factors, running injuries, overuse injuries, biomechanics og lower extremity. Samlet treff ble 142 artikler. Tidlig i litteratursøket arbeidet jeg utfra en problemstilling som omfattet alignment i hele underekstremitet og risiko for belastningsskader hos løpere. Kombinasjonen av søkeordene samt gjennomgang av litteraturlister i artiklene resulterte i 17 aktuelle artikler. Kravene på dette tidspunktet var at artiklene måtte omfatte risiko for belastningsskade hos løpere og være publisert i full lengde. Fem av artiklene ble ekskludert, da de hovedsakelig undersøkte risikofaktorer for løpeskader i forhold til trening, treningsmengde, sko og underlag. Resterende 12 artikler ble for omfattende materiale og ytterligere begrensing ble nødvendig. Valget ble å se på fotens alignment i forhold til risiko for belastningsskadene shin splints og plantar fasciitis hos løpere. Til slutt satt jeg igjen med fire artikler. Disse ble inkludert fordi de vurderte både anatomiske og biomekaniske målinger av fot i forhold til de nevnte skadene hos løpere. Følgende artikler ble benyttet: 1. Messier SP, Pittala KA: Etiologic Factors Associated with Selected Running Injuries. Medicine and Science in Sports and Exercise 1988, 20, 501-5 (23). 2. Viitasalo JT, Kvist M: Some Biomechanical Aspects of the Foot and Ankle in Athletes with and without Shin Splints. The American Journal of Sports Medicine 1983, 11, 125-30 (24). 3. Warren BL: Anatomical factors associated with predicting plantar fasciitis in long-distance runners, Medicine and Science in Sports and Exercise 1984, 16, 60-3 (25). 4. Warren BL, Jones J: Predicting Plantar Fasciitis in Runners. Medicine and Science in Sports and Exercise 1987, 19, 71-3 (26). Det finnes store mengder informasjon som kan tenkes å ha interesse for emnet. Det er naturlig å tenke seg at utvelgelsen av data nødvendigvis vil føre til at relevante opplysninger går tapt (27). Analysen av hver enkelt artikkel kan ha sine svakheter. Selve analyseprosessen stiller store krav til kompetanse (28). En svakhet som kan begrense resultatenes validitet og reliabilitet, er at litteraturen som er valgt for å belyse problemstillingen er tatt ut av sin opprinnelige sammenheng. Forfatterne av artiklene som ble valgt har allerede gjort et utdrag for å systematisere rådata, og ved ytterligere forenklinger kan viktige trekk bli utelatt eller fortrengt (29). Alle artiklene var skrevet på engelsk. Oversettelse fra fremmedspråk gir rom for tolkninger, og kan ha medført større eller mindre unøyaktigheter i forhold til originalmaterialet. Kildene er funnet på kjente databaser som dekker anerkjente tidsskrifter, som for eksempel American Journal of Sports Medicine, Clinical Journal of Sport Medicine, Medicine and Science in Sports and Medicine og JOSPT. Dette styrker reliabiliteten. Fordelen med litteraturstudie er at leseren lett kan etterprøve kildene og kontrollere bruk av referanselitteratur (28). Leseren kan se på utvalget av litteratur som er benyttet for å belyse problemstillingen, og selv avgjøre relevansen av utvalget (28). Jeg valgte å begrense analysen til enkelte av målingene av bevegelsesutslag og bevegelser i subtalar- og ankelledd som anvendes i de fire artiklene. Resultatene presenteres i skjematiske tabeller, slik at det på en enkel måte er mulig å få oversikt over aktuelle målinger og resultatene av disse. Jeg går ikke nærmere inn på selve målingene og utføringen av disse. Tabell I viser artiklene som beskriver skaden shin splints, mens tabell II viser artiklene som beskriver skaden plantar fasciitis.

Shin splints I studiene til Messier og Pittala (23) og Viitasalo og Kvist (24) er det gjennomført både anatomiske og biomekaniske målinger av fotens alignment. Jeg konsentrerer meg her om funnene i forhold til pronasjonsbevegelsen i subtalarleddet og bevegelsesutslaget i ankelleddet. Pronasjon i subtalarleddet. Viitasalo og Kvists (24) måling av passiv inversjon og eversjon i subtalarleddet viste at målingene av begge retningene samt summen av disse var betydelig større hos utøvere med shin splints. Da inversjon og eversjon er en del av pronasjon og supina-sjonsbevegelsen, kan det tenkes at en da også har en større bevegelse om pronasjon og supinasjonsaksen. Overpronasjon blir definert som maksimal pronasjon på over 11 grader, mens underpronasjon er definert som maksimal pronasjon mindre enn seks grader (30). Samme undersøkelse viser i tillegg at calcaneus er noe mer evertert i normal stående stilling, samt at akillessenevinkelen er større også i de to andre utgangsstillingene, noe som forsterker tanken om at supinasjon/pronasjon kan være større. Dette er passive målinger, men bevegelsen i subtalarleddet blir ofte målt og vurdert ved å se på calcaneus stilling og bevegelighet (31). Pribut (32) sier at den ideelle stilling av subtalarleddet er når calcaneus er på linje med leggens lengde. Han sier videre at nedsatt eller økt bevegelsesutslag i subtalarleddet kan føre til økt belastning i fot, ankel og ben. Dette diskuteres mer inngående senere. Ved de biomekaniske målingene til Viitasalo og Kvist (24), ble akillessenevinkelen brukt til å vurdere pronasjonsbevegelsen. Resultatene viste at shin splints gruppen hadde større akillessenevinkel like før hælisett og ved den maksimale verdien gjennom kontaktfasen. Dette er et tegn på større pronasjonsbevegelse gjennom løpssteget. Studiet viste også forskjell på shin splints gruppen og kontrollgruppen når det gjaldt forandringen av akillessenevinkelen gjennom løpssteget. Forandringen var mindre hos shin splints gruppen fra like før hælisett til full kontaktfase, men større gjennom kontaktfasen. En mulig forklaring kan være at inversjonsmusklene i ankelen jobber eksentrisk for å bremse inversjonsbevegelsen. Det kan tenkes at disse musklene etter hvert trøttes ut og får redusert evne til å utføre denne oppgaven. Dermed vil oppbremsingen være utilstrekkelig og utslaget blir større. Ved løpsstegets støttefase forekommer en pronasjon i subtalarleddet (11). Samtidig skjer en innoverrotasjon av tibia (4). I denne fasen er aksene i Choparts ledd parallelle slik at foten blir myk og fungerer som en støtdemper (11). Ved normal alignment vil tyngden fordeles likt over foten gjennom vektbæringen (33). 50 prosent fordeles gjennom subtalarleddet til calcaneus, resten over metatarsalhodene (33). Ved overpronasjon kan det tenkes at trykksentrum flytter seg mer medialt. Vektarmen i forhold til strukturene som skal opprettholde den mediale lengdebue, vil da øke og dermed vil også belastningen på dem øke. Det medfører trolig at støttefasen og frasparkfasen forlenges, noe som videre fører til at vektforflytningen gjennom forfoten blir unormal, som igjen fører til større belastning på strukturene oppover i underekstremiteten. Overpronasjon vil trolig også hindre og/eller forsinke foten i å avslutte løpssteget i den stabile supinerte stillingen ved frasparket, noe som er nødvendig for å få et godt, kraftig fraspark (4). Inversjonsmusklene i ankelen som jobber eksentrisk under pronasjonen vil som nevnt trolig få økt belastning fordi de får en større bevegelse å bremse. Parks i Appenzeller (34) sier at musculus tibialis posterior får økt spenning i muskelens sene nær dens feste. Når spenningen vedvarer overføres strekket til knokkelen og muskelbuken, og det oppstår et drag ved utspringet på tibia. Ved kronisk strekk kan dette føre til inflammasjon av periost og symptomer på shin splints oppstår. Belastningen på muskel- skjelettsystemet avhenger videre av den individuelle løpers kroppsvekt og hastighet ved løping. Løperens fot møter bakken 50-70 ganger i minuttet (18). Kreftene som virker gjennom kroppen ved løpssteget øker med kroppsvekt og hastighet (33). Den vertikale reaksjonskraften som virker gjennom foten ved løp er todelt, med en støt-topp helt i starten, umiddelbart etterfulgt av en fremdrivende topp når foten skyver fra underlaget. Når løpshastigheten øker fra 3 m/s til 5 m/s, vil kreftene øke fra 1,6 til 2,3 ganger egen kroppsvekt, og fremdrivende krefter fra 2,5 til 2,8 ganger egen kroppsvekt. Dette betyr stor belastning på muskelskjelettsystemet (33). Små anatomiske og biomekaniske skjevstillinger som ved vanlig gange er uten funksjonell betydning, kan ved løp over tid føre til skade (18). Barry med flere (35) sier at muskel- skjelettsystemet adapterer til økt belastning. Gjentatt overbelastning, som ikke tillater tid til reparasjon, resulterer i vevsrupturer og inflammasjon. Dette kan lett oppstå hos utøvere som løper mye og i tillegg har anatomiske og biomekaniske skjevstillinger. Ved overpronasjon vil stresset på strukturene som opprettholder mediale lengdebue øke, noe som kan føre til at disse strukturene etter hvert «klapper sammen» og vi får pes planus. Dette fører videre til økt innoverrotasjon av tibia som igjen øker stresset på leggens muskulatur og periost. Da shin splints er en «sekkebetegnelse» på flere lidelser i leggen, finner jeg det vanskelig å videre diskutere de patologiske forandringene til skaden. Studiet til Messier og Pittala (23) har også funnet at løperne i shin splints gruppen hadde mer pronasjon og større total calcaneus bevegelse enn kontrollgruppen. Dette samsvarer med funnene til Viitasalo og Kvist (24). I tillegg

fant de høyere pronasjonshastighet hos shin splints gruppen. Ilahi og Kohl (6) sier at pronasjon ofte sees i forbindelse med lav medial lengdebue og dermed større bevegelighet i foten. Messier og Pittala (23) fant ingen forskjell på lengdebue hos shin splints gruppen kontra kontrollgruppen, men det er likevel grunn til å tro at løpere som overpronerer har en «mykere fot». Dette kan igjen gi bedre forhold for rask bevegelse i pronasjon. I tillegg kan inversjonsmusklenes eventuelle trettbarhet ha betydning også her. Ved økt trettbarhet reduseres oppbrem-singen av bevegelsen, dermed øker pronasjonshastigheten. Bevegelsesutslag i ankel. Messier og Pittala (23) fant at shin splints gruppen hadde mindre dorsalfleksjon i ankelen enn kontrollgruppen. Dorsalfleksjon og overpronasjon er bevegelser som henger sammen. Gjennom løpsstegets støttefase, når leggen beveges over foten, vil nedsatt dorsalfleksjon føre til at hælen forlater underlaget tidligere. Siden dorsalfleksjon er en av komponentene ved pronasjon (11), vil trolig en kompensasjon i form av tidligere pronasjon oppstå. Nedsatt dorsalfleksjon vil altså medføre overpronasjon, og momentene nevnt tidligere kan oppstå. Plantar fasciitis Da foten er en strukturell og funksjonell enhet (12,13), er det vanskelig å skille de ulike funnene fra hverandre. Jeg vil likevel prøve å diskutere dem hver for seg for deretter å se dem i en sammenheng. Jeg velger å ta for meg pronasjonsbevegelsen, bevegelsesutslaget i ankelleddet, samt nevne betydningen av lav og høg mediale lengdebue. Pronasjon i subtalarleddet. Plantarfascien, som spenner seg vifteformig fra calcaneus og fremover hvor den deler seg i fem fliker som fester seg til basis av grunnfalangene, opprettholder den mediale lengdebuen, i tillegg til at den er med på å absorbere trykket som oppstår gjennom kontaktfasen (15). Ved pronasjonen i vektbærende stilling vil spenningen på plantarfasciien øke. Parks i Appenzeller (34) sier at mediotarsalleddet «låses opp» ved pronasjon i subtalarleddet. Dermed synker mediale lengdebue og foten forlenges. Forlengning av foten øker draget på plantarfascien. Hos en løper vil draget på plantarfascien forekomme hver gang løperen er i kontakt med underlaget. Kreftene gjennom foten øker med kroppsvekt og hastighet (33). Belastningen på plantarfascien kan da bli større enn den er vant til å bære og dermed kan mikrorupturer og inflammasjon oppstå. En kombinasjon av lav lengdebue og løp vil derfor øke stresset på plantarfascien betydelig. Trykksentrum vil flytte seg mer medi-alt ved overpronasjon. Vektarmen i forhold til strukturene som skal opprettholde den mediale lengdebuen økes og dermed vil også belastningen på plantarfascien øke. Overpronasjon vil føre til en utflating av mediale lengdebue, dermed forekommer en mer konstant spenning på plantarfascien. Studiene til Messier og Pittala (23) og Warren og Jones (26) fant begge at løperne med plantar fasciitis overpronerte, og bekrefter derfor nevnte teori. Studiet til Warren (25) fant derimot at løperne i plantar fasciitis gruppen hadde mindre pronasjon enn kontrollgruppen. Jeg finner ingen god forklaring på disse motstridende resultatene, men det kan bety at overpronasjon ikke er en indikator hos løpere med plantar fasciitis. På den annen side kan det være interessant å gå dypere i emnet. Om ikke indre faktorer er av betydning for utvikling av skade, kan det være nødvendig å se på ytre faktorer som sko, underlag, treningsmengde og så videre. Det kan også stilles spørsmålstegn ved utvalg og metode i de ulike studiene. Verken måleprosedyren eller antall kilometer løperne løp er beskrevet i studiet til Warren og Jones (26). Dette svekker studiets reliabilitet. Ulike målemetoder kan ha blitt brukt og dermed er det vanskelig å sammenligne resultatene. Det kunne vært interessant å sammenlignet flere studier angående grad av pronasjon hos løpere med og uten plantar fasciitis. Messier og Pittala (23) fant større total calcaneus bevegelse samt høyere pronasjonshastighet ved løp hos plantar fasciitis gruppen. Da overpronasjon fører til utflating av medial lengdebue er det naturlig å tenke at det forekommer mer bevegelse av knoklene i foten og dermed økt stress på plantarfasciien. Warren (25) fant noe lavere medial lengdebue hos plantar fasciitis gruppen. Lav medial lengdebue i stående stilling trenger ikke ha særlig betydning for utvikling av plantar fasciitis. Den kommer tydeligere til uttrykk ved overpronasjon ved løp. Da spiller også vekten og den økte kraften i løpssteget inn som en viktig faktor. Bevegelsesutslag i ankel. Messier og Pittala (23) og Warren (25) fant større plantarfleksjon hos plantar fasciitis gruppen enn kontrollgruppen. Brody (18) sier at plantarfleksjon på mer enn 60 grader ofte er en disponerende faktor for skade. Uttalt plantarfleksjon kan føre til at løperen har mer tid til å utføre en bakoverrettet eller propulsiv kraft. Dette vil skape mer stress på plantare strukturer som plantarfascien. Det er også trolig at et økt bevegelsesutslag i ankelen stiller større krav til stabiliserende muskulatur rundt ankelleddet. Arbeid som fører til uttrøtting av stabiliserende muskulatur og dermed til nedsatt stabiliseringsevne, kan gi mulighet for en økt bakfotbevegelse akillessenevinkel, som igjen er et tegn på økt pronasjon.

Warren og Jones (26) finner derimot at plantar fasciitis gruppen har mer dorsalfleksjon og mindre plantarfleksjon enn kontrollgruppen. Dette kan bety at økt plantarfleksjon ikke er en indikator hos løpere med plantar fasciitis. Måleprosedyrene er ikke beskrevet i studiet til Warren og Jones (26). Ulike målemetoder kan derfor ha blitt brukt og dermed er det vanskelig å sammenligne resultatene. Jeg har ingen rimelig forklaring på hvorfor løpere med plantar fasciitis har større dorsalfleksjon og mindre plantarfleksjon enn kontrollgruppen. Konklusjon Spørsmålet som stilles i denne systematiske litteraturgjennomgangen er: «Hvordan kan fotens alignment være en risiko for de vanligste belastningsskadene hos løpere?» Fire artikler ble brukt til å se på anatomiske og biomekaniske målinger av fot i forhold til løpere med shin splints og plantar fasciitis. Overpronasjon og nedsatt dorsalfleksjon ser ut til å være sentrale faktorer for begge skadene. Enkelte studier presenterer likevel motstridende resultater, noe som kan bety at nevnte faktorer ikke er indikatorer for risiko for skade, eller at det kan stilles spørsmål ved utvalg og metode brukt i studiene. På grunnlag av disse resultatene er det vanskelig å si at nevnte faktorer er indikatorer for løpeskadene shin splints og plantar fasciitis. Det er likevel grunn til å ta med seg resultatene videre i klinisk praksis. Løpeskader må sees i sammenheng med et kompleks av årsaksfaktorer. I denne oppgaven sees det bort fra treningsfaktorer, sko og underlag. Dette er komponenter som trolig har betydelig innvirkning på utvikling av belastningsskader hos løpere. Feildosering av treningsmengde og intensitet i forhold til hva vevet kan tåle, samt hardt underlag og feil skotøy kan spille en viktig rolle ved belastningsskader. Jeg finner det spesielt nyttig å anvende oppgavens resultater i forhold til valg av riktig skotøy. Løpesko bør velges med omhu i forhold til underlag, kroppsvekt, treningsaktivitet og eventuelle skjevstillinger. Det finnes sko med spesielle egenskaper for å ivareta støtdemping, stabilitet og overpronasjon. Dersom fysioterapeuter avdekker skjevstillinger i foten hos en løper med skade kan vi anbefale løpesko som tar hensyn til aktuelle funn. Små strukturelle avvik fra normal fotstilling kan dermed rettes på, noe som kan redusere belastningen på muskel-skjelettsystemet betraktelig. På denne måten vil vi også kunne gi råd til løpere om forebygging av belastningsskader i underekstremitetene. Videre forskning er nødvendig for å bestemme hvilken effekt eventuelle feilstillinger i foten har på strukturer i muskel- skjelettsystemet. For at studier skal være mulige å sammenligne bør man bedre reliabiliteten av teknikkene for å måle alignment. I fysioterapisammenheng kan det også være mer interessant å oppgi funn i forhold til for eksempel antall grader fremfor statistiske uttrykk som percentiler og quintiler. Dermed kan resultater i større grad overføres til klinisk praksis. Da belastningsskader er et resultat av gjentatte smårupturer over tid, kan prospektive studier over en relativt lang periode være mer klinisk relevante.