Подвздошно-большеберцовый тракт как энергосберегающая "резинка" при ходьбе и беге

Новое исследование пересматривает роль подвздошно-большеберцового тракта (ПБТ, или IT band) — самой большой фасции в теле человека. Ранее считалось, что его основная функция — стабилизация бедра при ходьбе. Однако работы под руководством Кэролайн Энг из Гарвардского университета показывают, что ПБТ действует как эластичная пружина, запасающая и высвобождающая энергию, делая передвижение более эффективным.

Ключевые выводы:

• Энергоёмкость: Человеческий ПБТ способен запасать в 15–20 раз больше упругой энергии на единицу массы тела, чем его гораздо менее развитый аналог у шимпанзе.
• Разница между бегом и ходьбой: Способность к накоплению энергии у ПБТ существенно выше во время бега, чем при ходьбе. Это отчасти связано с тем, что бег — более "пружинистый" тип движения.
• Эволюционный вопрос: Пока неясно, развился ли ПБТ специально для бега или для ходьбы. Он мог эволюционировать для ходьбы, а позже начать играть более важную роль в беге.

Как это работает?

Одна часть ПБТ растягивается, когда нога отводится назад, запасая упругую энергию. Эта энергия затем высвобождается, когда нога движется вперёд в ходе шага, что потенциально экономит силы. "Это как переработка энергии. Замена мышц этими пассивными резиновыми лентами делает движение более экономичным", — поясняет Кэролайн Энг.

Методология исследования

Чтобы понять роль ПБТ, учёные создали сложную компьютерную модель, оценивающую, насколько он растягивается и сколько энергии запасает. Для точной настройки геометрии модели были проведены эксперименты на пяти человеческих и пяти конечностях шимпанзе от доноров. С помощью специальной рамы конечности перемещали, измеряя изменение длины ПБТ и вычисляя его плечо момента относительно тазобедренного и коленного суставов. Эти данные были критически важны для точного размещения мышц и ПБТ в модели.

Значение и перспективы

• Для науки: Исследование, по словам соавтора Эндрю Бьюэнера, "будет иметь ключевое значение для фундаментальной науки и клинических исследований", интегрирующих роль этой фасции в программы спортивной подготовки и реабилитации.
• Для медицины: Следующим шагом станет использование созданных моделей для оценки силы, передаваемой ПБТ, у бегунов с синдромом ПБТ и без него. "Эти исследования могут помочь нам установить научную основу для лечения спортсменов с травмой ПБТ", — говорит соавтор Эллисон Арнольд-Райф.