足球运动员前交叉韧带损伤的风险因素分析

周同

(广州体育职业技术学院 广东广州 510650)

前交叉韧带（ACL）断裂是发生在膝关节损伤中最严重的损伤之一。ACL 断裂可能在15～20 年期间导致膝关节退行性疾病，如骨关节炎。鉴于足球运动在世界范围内的普及和传播，足球运动损伤部位有近1/5发生在膝关节，Gilchrist等人调查的一级足球运动员中，有31%的人有膝盖受伤史，14%的人有ACL 受伤史。ACL 损伤可能合并其他损伤，如半月板损伤（35%）、内侧副韧带损伤（6%）、后交叉韧带撕裂（2.5%）、软骨损伤（4%）。ACL 损伤会对足球运动员的活动水平和生活质量造成严重的影响，可能妨碍足球运动员重返赛场。因此，了解足球运动员ACL 损伤的风险因素，预防ACL 损伤的发生显得尤为重要。ACL 损伤是多种风险因素共同导致的，可分为内在的或不可改变的因素以及外在的或可改变的因素。研究表明，ACL 损伤的风险是多因素的，涉及解剖学、生物力学、激素、神经肌肉、遗传、环境等。通过对足球运动员ACL 损伤的多种风险因素进行综合分析，为预防ACL损伤提供参考。

1 解剖学因素

前交叉韧带（ACL）由前内侧束和后外侧束组成，起源于股骨外侧髁的后内侧部分，止于胫骨髁间隆起稍前，确保胫骨的功能稳定性，是膝关节的主要稳定器。

有研究表明，一些解剖学因素与ACL 损伤风险有关。Senişik 等人开展了病例对照研究，共招募64 名优秀足球运动员（实验组）和45名久坐者（对照组），通过侧位片测量胫骨骨干中线与胫骨内侧平台前后缘线之间的夹角为胫骨平台坡度。研究发现，与未受伤运动员相比，受伤运动员优势腿和非优势腿的胫骨坡度更大。足球运动员受伤时的胫骨坡度高于未受伤时，说明胫骨平台可能是ACL损伤的重要危险因素。魏捷等的研究表明，骨髁间凹尺寸与ACL损伤存在相关性，并且减小的股骨髁间凹尺寸为ACL 损伤的危险因素。髁间窝狭窄的患者，ACL多处于垂直冠状位，这潜在影响了它的承重，导致损伤风险增加。Fahim等人研究发现，ACL 损伤的发生率与股骨远端和胫骨近端形态相关的各种因素有关，通过评估ACL 撕裂术前MRI 计算的股骨髁间凹宽度、髁间凹宽度指数和髁间凹形状，结果是股骨髁间切迹较窄，切迹宽度指数较小，股骨切迹呈A 形的既定人群ACL 损伤的发生率较高。

但是，Mohamed等人对南非U23女子足球运动员ACL损伤的风险进行了病例对照研究，发现Q角、骨盆宽度、髁间切迹等解剖学因素不能预测ACL损伤，与前述研究存在差异。

2 生物力学因素

Volpi 等人研究发现，关节松弛、下肢低位摇摆、膝关节过伸、腘绳肌与股四头肌肌力比值偏低等是导致ACL 损伤率高的相关因素。ACL 损伤因素较多，机制相对复杂，运用运动生物力学理解ACL 损伤的病理力学是必须的。孟庆阳等人认为，髋关节前曲、内收内旋、膝外翻、膝关节过伸、胫骨外旋等会增加ACL 损伤的风险。正常落地时，双膝屈曲，而ACL 损伤时，患侧落地时膝关节屈曲角相对较小，同时大部分体重作用于患侧膝关节，重心的方向和双足承重方向不一致。

Bisciotti 等人认为，损伤机制被合理地分为两类：基于与另一名足球运动员接触的损伤机制和基于与另一名足球运动员非接触的损伤机制。其中，非接触损伤机制明显胜过接触损伤机制。与ACL非接触性损伤相关的最常见生物力学危险因素之一，是在旋转、侧切动作和跳跃后落地阶段的外翻膝关节，特别是以单腿姿势落地时。非接触性ACL损伤通常占ACL损伤的较大比例，占所有ACL 损伤的28%～85%，男性和女性受试者的损伤平均分别约为50%和58%。研究认为，骨盆的稳定性因素是下肢运动学和动力学的关键因素。骨盆前倾角度增大时，髋关节一般处在内旋、前倾及屈曲体位，该体位使得腘绳肌拉伸、力量减弱，臀肌力矩改变并增加膝外翻角度。股骨旋转位致内旋步态，胫骨外旋角度增加，导致功能性膝关节外翻，进而导致ACL损伤风险增加。Q角（股四头肌角度）解剖学上是指骼前上棘至髌骨中心连线与髌骨中心至胫骨粗隆连线之间的夹角。若Q 角较大，则能够改变下肢的运动生物力学状态，表现为膝关节处于静态和动态性外翻压力的高风险状态，导致ACL 损伤风险增加。但也有研究指出，静态Q 角度不能作为动态活动中膝外翻角度、神经肌肉节律和ACL损伤风险的预测因子。Q角度在ACL损伤的生物力学因素中的确切作用需要进一步研究。

3 性别与激素因素

性别相关危险因素研究显示，女性比男性更易发生ACL 损伤，但仍有一些理论和实践方面需要进一步研究。女足球运动员可能比男运动员有更高的损伤风险，性别差异需要引起运动医学界的重视。女性足球运动员的数量从2006年的2600万，增加到2014年的3000多万。Quisquater等人研究发现，女性性别因素与ACL 损伤风险有关，女性足球运动员的ACL 损伤发生率为1.6%（95%CI 1.3%～2.1%）。

Montalvo 等人运用Meta 分析研究发现，女子足球运动员ACL 损伤的IP（Incidence Proportion）和IR（Incidence Rate）分别为2.0%（95% CI 1.2%～3.1%）和2.0/10000（95% CI 1.6%～2.6%，I=91%）。男性足球运动员ACL 损伤的IP 和IR 分别为3.5%（95% CI 0.7%～8.2%）和0.9/10000（95% CI 0.7%～1.1%，I=94%）。虽然男女ACL损伤的IR有差异，但女足球运动员的ACL损伤IP 与男足球运动员无差异。与男性相比，女性足球运动员ACL 损伤的IR 增加2.2 倍，这与之前的研究相似。尽管有越来越多的证据表明了损伤预防干预的有效性，但女足球运动员ACL 损伤的发生率一直保持稳定，没有证据表明降低。且不管参与级别如何，女足球运动员仍然保持较大的ACL 损伤风险，这就提示ACL损伤风险可能与参与级别无关。

ACL 损伤的性别差异与激素有关。研究证实，细胞有雌激素和前雌激素受体，雌激素和前雌激素可以参与影响人体胶原的代谢过程，雌激素减少成纤维细胞的增殖和I 型前胶原的合成。排卵前期容易发生损伤的女性运动员，与排卵前期的雌激素水平较高有一定关系。有系统性回顾月经周期对膝前松弛影响的研究发现，9项研究中有3项发现月经周期与膝前松弛有显著相关性，并在排卵期或/和排卵后期出现膝关节韧带松弛现象。比较发现，关于膝关节松弛度，排卵期比黄体期明显，而且黄体期又比卵泡期明显。排卵时期，股四头肌力量增强，肌肉舒张时间缩短，造成肌肉容易疲劳。同时，性激素还会降低女性运动员的协调性，对肌肉力量、有氧能力、无氧能力、高强度耐力均有影响。性激素作为损伤的风险因素，有广阔的研究前景和价值，将是下一步研究的热点和重点。

4 神经肌肉因素

神经肌肉系统支配下的动力性稳定和肌肉活动协调共同激活，可以在动力性活动中保护膝关节。股四头肌和腘绳肌的共同激活，可以减少膝关节活动时的损伤风险。运动员在做正常跳落或侧应力活动时，股四头肌会缓冲掉大部分的地面反冲力，减轻地面反冲力对膝关节的作用。因此，股四头肌或/和腘绳肌力量薄弱均可增加ACL损伤的风险。侧切动作作为导致ACL 损伤的高风险动作，严重挑战着膝关节健康及人体运动能力。对侧切动作的肌电图和运动学分析，发现足触地时腘绳肌激活度低，膝关节屈曲角小，同时股四头肌收缩，容易引起显著的胫骨前移，这可能会使ACL 损伤。韧带失衡、股四头肌失衡、下肢失衡、躯干失衡等是ACL损伤风险较高的基础因素。神经肌肉失衡会导致躯干、骨盆、下肢的复杂改变，对ACL 功能会产生较大影响。

通过神经肌肉训练，提升核心稳定性、髋-膝-踝动力链的协同合作能力，对预防ACL 损伤有积极作用。Peusheke 等人研究发现，通过神经肌肉训练能够使ACL的损伤风险从1/54降至1/111，神经肌肉训练方法主要包括下半身的力量训练整合和着地稳定性训练。Silvers-Granelli 等人研究发现，国际足联FIFA11+伤害预防计划用于训练和比赛之前的现场动态热身，如果该计划执行正确，有可能减少在竞技足球中男性运动员ACL 损伤的概率。此外，这也可能会加强伤害预防协议的发展和传播，有必要分析FIFA11+伤害预防计划在女性大学生足球队中的有效性。Olivares-Jabalera 等人研究发现，部分评估损伤变量风险的研究，报告了可靠性措施和/或最小的有价值的改变数据。

5 遗传因素

研究发现，ACL 缺陷人群中有家族性因素和性别特异性胶原纤维类型变异的情况，可能存在ACL 损伤遗传学风险因素。Ficek等人发现，胶原蛋白I型、α1（COL1A1）-1997G/T 和+1245G/T 多态性之间的关联性，包括个体和单倍型。在不关注多态性的情况下，Hgglund等人进行了一项随机对照试验，招募了4556名12～17 岁的球员，发现ACL 损伤的家族易感性与ACL 撕裂显著相关（HR 3.57，95% CI 1.48%～8.62%）。陈鸿等人研究了COL1A1、COL5A1 和COL12A1 基因多态性与中国汉族人群ACL 损伤发生的关系问题，他们将105 名ACL 损伤的汉族伤者作为实验组，并将110例无ACL损伤史的汉族人作为对照组，采用限制性片段长度多态性分析和测序技术对相关基因进行检测并分型。结果显示，COL12A1 基因的rs970547 和rs240736 与中国男性ACL 损伤有一定相关性；携带有COL12A1 基因rs970547A 等位基因及AA 基因型的男性，可能会增加ACL损伤的患病风险。

6 环境等因素

在气候研究方面，Waldén等人发现北欧职业球队ACL 损伤发生率较低，具有统计学意义（rateratio 0.43，95% CI 0.25%～0.77%），尤其是非接触性ACL 损伤（rateratio 0.19，95% CI 0.09%～0.39%）。ACL 损伤可能与气候或地面危险因素有关，地面因素可能与草地的类型和结构以及鞋底的抓地力有关，这些因素在不同的足球规则中具有共性。在地面因素研究中，Dragoo 等人研究发现，运动员ACL 损伤率在人工足球场比草地足球场高出1.39 倍（95% CI 1.11%～1.73%）。该研究还发现，比赛是ACL 损伤的一个相关因素，比赛时的损伤风险是训练时的10.09 倍（95%CI 8.08%～12.59%）。在足球运动员的位置因素方面，Brophy 等人对55 个ACL 损伤视频进行了回顾性的研究，发现大多数ACL 损伤发生在对方持球和受伤运动员防守时（73%），最常见的比赛动作是抢断（51%），其次是侧切（15%）。与专业足球运动员比较，大学生运动员在运动中暴露出更高的ACL风险。

7 结语

足球是一项风靡全球的运动，ACL 损伤是足球运动中比较常见的损伤类型，也是非常严重的损伤。研究足球运动员ACL 损伤的风险因素显得尤为重要，通过对与解剖学、生物力学、激素、神经肌肉、遗传、环境等相关风险因素进行综合分析，ACL 损伤与多因素有关，但研究尚不充分，甚至有些文献的研究结果不一致。对ACL 损伤风险因素的研究还需进一步深化，针对风险的预防性训练等方面的研究亟待加强。