Возможности применения обратной ходьбы при патологии коленного сустава (обзор литературы)

Введение. В последнее время в медицине все шире используется обратная ходьба. Изучение кинетики и кинематики обратной ходьбы показало ряд ее преимуществ перед обычным способом передвижения, которые могут быть с успехом использованы для реабилитации больных с патологией коленного сустава. Обратная ходьба сопряжена с меньшей нагрузкой на коленные суставы и является одним из немногих естественных способов укрепления четырехглавой мышцы бедра. При одинаковых параметрах физической активности обратная ходьба приводит к более существенной нагрузке на сердечнососудистую и дыхательную системы и более значительному повышению как аэробных, так и анаэробных возможностей организма.

Материалы и методы. С целью обобщения имеющихся сведений о возможностях применения обратной ходьбы в лечении и реабилитации больных с патологией коленного сустава проведен систематический поиск литературных источников по англоязычным (Medline, PubMed, Scopus, Web of Science) и русскоязычным (eLIBRARY, CyberLeninka) базам данных за период по февраль 2020 года включительно. Поиск проводился с использованием ключевых слов «backward walking/running», «knee joint», «обратная/реверсивная ходьба/бег», «ходьба спиной вперед», «коленный сустав».

Результаты и обсуждение. К настоящему времени проведен ряд исследований, посвященных изучению эффективности обратной ходьбы при остеоартрите коленных суставов. Получены убедительные свидетельства того, что добавление обратной ходьбы к традиционному физиотерапевтическому лечению вносит дополнительный вклад в уменьшение боли, улучшение функциональной способности коленного сустава и увеличение силы четырехглавой мышцы бедра. В единичных исследованиях оцениваются возможности применения обратной ходьбы при пателлофеморальном болевом синдроме и повреждении передней крестообразной связки.

Выводы. Несмотря на то, что возможности обратной ходьбы нуждаются в дальнейшем изучении, уже сейчас можно с оптимизмом расценивать реабилитационный потенциал этого вида физической активности при патологии коленного сустава. 

1. Kelley G.A., Kelley K.S., Callahan L.F. Aerobic Exercise and Fatigue in Rheumatoid Arthritis Participants: A Meta-Analysis Using the Minimal Important Difference Approach // Arthritis Care Res. (Hoboken). 2018. Vol. 70, No 12. P. 1735-1739. DOI: 10.1002/acr.23570

2. Physical activity and exercise for chronic pain in adults: an overview of Cochrane Reviews / L.J. Geneen, R.A. Moore, C. Clarke, D. Martin, L.A. Colvin, B.H. Smith // Cochrane Database Syst. Rev. 2017. Vol. 4, No 4. P. CD011279. DOI: 10.1002/14651858.CD011279.pub3

3. Relative efficacy of different exercises for pain, function, performance and quality of life in knee and hip osteoarthritis: systematic review and network meta-analysis / S.L. Goh, M.S.M. Persson, J. Stocks, Y. Hou, N.J. Welton, J. Lin, M.C. Hall, M. Doherty, W. Zhang // Sports Med. 2019. Vol. 49, No 5. P. 743-761. DOI: 10.1007/s40279-19-01082-0

4. Efficacy of strengthening or aerobic exercise on pain relief in people with knee osteoarthritis: a systematic review and meta-analysis of randomized controlled trials// R. Tanaka,J. Ozawa, N. Kito, H. Moriyama // Clin. Rehabil. 2013. Vol. 27, No 12. P. 1059-1071. DOI: 10.1177/0269215513488898

5. The effectiveness of incidental physical activity interventions compared to other interventions in the management of people with low back pain: A systematic review and meta-analysis of randomised controlled trials // H. Alzahrani, M. Mackey, E. Stamatakis, M.B. Pinheiro, M. Wicks, D. Shirley // Phys. Ther. Sport. 2019. Vol. 36. P. 34-42. DOI: 10.1016/j.ptsp.2018.12.008

6. Physical activity and autoimmune diseases: Get moving and manage the disease / K. Sharif, A. Watad, N.L. Bragazzi, M. Lichtbroun, H. Amital, Y. Shoenfeld // Autoimmun. Rev. 2018. Vol. 17, No 1. P. 53-72. DOI: 10.1016/j.autrev.2017.11.010

7. The effect of backward locomotion training on the body composition and cardiorespiratory fitness of young women / E. Terblanche, C. Page, J. Kroff, R.E. Venter // Int. J. Sports Med. 2005. Vol. 26, No 3. P. 214-219. DOI: 10.1055/s-2004-820997

8. Thomas K.S., Hammond M., Magal M. Graded forward and backward walking at a matched intensity on cardiorespiratory responses and postural control // Gait Posture. 2018. Vol. 65. P. 20-25. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2018.06.168

9. Hoogkamer W., Meyns P., Duysens J. Steps forward in understanding backward gait: from basic circuits to rehabilitation // Exerc. Sport Sci. Rev. 2014. Vol. 42, No 1. P. 23-29. DOI: 10.1249/JES.0000000000000000

10. Effect of forward and backward locomotion training on anaerobic performance and anthropometrical composition / S.J. Kachanathu, A.M. Alenazi, A.D. Algarni, A.R. Hafez, U.A. Hameed, S. Nuhmani, G. Melam // J. Phys. Ther. Sci. 2014. Vol. 26, No 12. P.1879-1882. DOI: 10.1589/jpts.26.1879

11. Roos P.E., Barton N., van Deursen R.W. Patellofemoral joint compression forces in backward and forward running // J. Biomech. 2012. Vol. 45, No 9. P. 1656-1660. DOI: 10.1016/j.jbiomech.2012.03.020

12. Hao W.Y., Chen Y. Backward walking training improves balance in school-aged boys // Sports Med. Arthrosc. Rehabil. Ther. Technol. 2011. Vol. 3. P. 24. DOI: 10.1186/1758-2555-3-24

13. Cha H.G., Kim T.H., Kim M.K. Therapeutic efficacy of walking backward and forward on a slope in normal adults // J. Phys. Ther. Sci. 2016. Vol. 28, No 6. P. 1901-1903. DOI: 10.1589/jpts.28.1901

14. Lamb T., Yang J.F. Could different directions of infant stepping be controlled by the same locomotor central pattern generator? // J. Neurophysiol. 2000. Vol. 83, No 5. P. 2814-2824. DOI: 10.1152/jn.2000.83.5.2814

15. Schneider C., Lavoie B.A., Capaday C. On the origin of the soleus H-reflex modulation pattern during human walking and its task-dependent differences // J. Neurophysiol. 2000. Vol. 83, No 5. P. 2881-2890. DOI: 10.1152/jn.2000.83.5.2881

16. Kloppenburg M., Berenbaum F. Osteoarthritis year in review 2019: epidemiology and therapy // Osteoarthritis Cartilage. 2020. Vol. 28, No 3. P. 242- 248. DOI: 10.1016/j.joca.2020.01.00

17. Vina E.R., Kwoh C.K. Epidemiology of osteoarthritis: literature update // Curr. Opin. Rheumatol. 2018. Vol. 30, No 2. P. 160-167. DOI: 10.1097/BOR.0000000000000479

18. Johnson V.L., Hunter D.J. The epidemiology of osteoarthritis // Best Pract. Res. Clin. Rheumatol. 2014. Vol. 28, No 1. P. 5-15. DOI: 10.1016/j. berh.2014.01.004

19. Neogi T., Zhang Y. Epidemiology of osteoarthritis // Rheum. Dis. Clin. North. Am. 2013. Vol. 39, No 1. P. 1-19. DOI: 10.1016/j.rdc.2012.10.004

20. Effect of 6-week retro or forward walking program on pain, functional disability, quadriceps muscle strength, and performance in individuals with knee osteoarthritis: a randomized controlled trial (retro-walking trial) // A.H. Alghadir, S. Anwer, B. Sarkar, A.K. Paul, D. Anwar // BMC Musculoskelet. Disord. 2019. Vol. 20, No 1. P. 159. DOI: 10.1186/s12891-019-2537-9

21. Gondhalekar G.A., Deo M.V. Retrowalking as an adjunct to conventional treatment versus conventional treatment alone on pain and disability in patients with acute exacerbation of chronic knee osteoarthritis: a randomized clinical trial // N. Am. J. Med. Sci. 2013. Vol. 5, No 2. P. 108-112. DOI: 10.4103/1947-2714.107527

22. Khyatee, Mittal K., Gupta S.K. Retro treadmill walking as a rehabilitative tool in knee pain and quadriceps insufficiency // International Journal of Research in Science and Technology. 2013. Vol. 2, No 4, P. 1-8.

23. Rathi M., Palekar T., Varghese A. Efficacy of backward walking on patients with osteoarthritis of knee on quadriceps strength, pain and physical functions // Indian J. Physiother. Occup. Ther. 2014. Vol. 8, No 4. P. 192-196.

24. Anadkat H., Ajith S., Dhanesh Kumar K.U. Effectiveness of retro walking treadmill training on pain and disability in knee osteoarthritis: a randomized controlled trail // Int. J. Pharm. Bio. Sci. 2015. Vol. 6, No 4. P. 43-50.

25. Manisha N., Joginder Y., Priyanka R. Effect of retro walking on pain, balance and functional performance in osteoarthritis of knee // Indian J. Physiother. Occup. Ther. 2015. Vol. 9, No 3. P. 154-159.

26. Somashekar R.R., Sridharamurthy J.N., Timsina S., Jha V. А study to compare the effectiveness of transcutaneous electrical nerve stimulation with retro-walking versus ultrasound therapy with retro-walking in chronic osteoarthritis of knee // J. Evolution Med. Dent. Sci. 2015. Vol. 4, No 60. P. 10494-10503. DOI: 10.14260/jemds/2015/1512

27. Rangey P.S., Sheth M.S., Vyas N.J. Comparison of effectiveness of forward and backward walking on pain, physical function, and quality of life in subjects with osteoarthritis of knee // Int. J. Health Allied Sci. 2016. Vol. 5, No 4. P. 220. DOI: 10.4103/2278-344X.194085

28. Wadhwa D.N., Hande D.N. Effects of retro walking on osteoarthritis of knee in geriatric population // IOSR J. Sports Phys. Educ. (IOSR-JSPE). 2016. Vol. 3, No 2. P. 37-43. DOI: 10.9790/6737-03023743 www.iosrjournals.org 37

29. Shankar P., Bhandiwad R.M.A., Pai H. Effectiveness of retrowalking in chronic osteoarthritis of knee joint // Innovative Journal of Medical and Health Science. 2013. Vol. 3, No 1.

30. Kinematic and kinetic analysis during forward and backward walking / M. Lee, J. Kim, J. Son, Y. Kim // Gait Posture. 2013. Vol. 38, No 4. P. 674- 678. DOI: 10.1016/j.gaitpost.2013.02.014

31. Proprioception, gait kinematics, and rate of loading during walking: are they related? / Riskowski J.L., Mikesky A.E., Bahamonde R.E., Alvey T.V. 3rd, Burr D.B. // J. Musculoskelet. Neuronal Interact. 2005. Vol. 5, No 4. P. 379-387.

32. Hasan S. Quadriceps Femoris Strength Training: Effect of Neuromuscular Electrical Stimulation vs Isometric Exercise in OA of Knee // Indian J. Physiother. Occup. Ther. 2015. Vol. 9, No 3. P. 129-134. DOI: 10.5958/0973-5674.2015.00110.0

33. Balasukumaran T., Olivier B., Ntsiea M.V. The effectiveness of backward walking as treatment for people with gait impairments: a systematic review and meta-analysis // Clin. Rehabil. 2019. Vol. 33, No 2. P. 171-182. DOI: 10.1177/0269215518801430

34. Fagan V., Delahunt E. Patellofemoral pain syndrome: a review on the associated neuromuscular deficits and current treatment options // Br. J. Sports Med. 2008. Vol. 42, No 10, P. 789-795. DOI: 10.1136/bjsm.2008.046623

35. Rethinking patellofemoral pain: Prevention, management and long-term consequences / K.M. Crossley, M. van Middelkoop, C.J. Barton, A.G. Culvenor // Best Pract. Res. Clin. Rheumatol. 2019. Vol. 33, No 1. P. 48-65. DOI: 10.1016/j.berh.2019.02.004

36. Gaitonde D.Y., Ericksen A., Robbins R.C. Patellofemoral Pain Syndrome // Am. Fam. Physician. 2019. Vol. 99, No 2. P. 88-94.

37. Backward walking alters vastus medialis oblique/vastus lateralis muscle activity ratio in females with patellofemoral pain syndrome / O.R. Abdelraouf, A.A. Abdel-Aziem, A.A. Ahmed, N.S. Nassif, A.G. Matar // Turk. J. Phys. Med. Rehabil. 2019. Vol. 65, No 2. P. 169-176. DOI: 10.5606/tftrd.2019.2445

38. Shelbourne K.D., Klotz C. What I have learned about the ACL: Utilizing a progressive rehabilitation scheme to achieve total knee symmetry after anterior cruciate ligament reconstruction // J. Orthop. Sci. 2006. Vol. 11, No 3. P. 318-325. DOI: 10.1007/s00776-006-1007-z

39. Anterior cruciate ligament reconstruction: Bone-patellar tendon-bone compared with double semitendinosus and gracilistendon grafts.Aprospective, randomized clinical trial / P. Aglietti, F. Giron, R. Buzzi, F. Biddau, F. Sasso // J. Bone Joint Surg. Am. 2004. Vol. 86, No 10. P. 2143-2155.

40. Effects of backward walking on knee proprioception after ACL reconstruction / M. Shen, S. Che, D. Ye, Y. Li, F. Lin, Y. Zhang // Physiother. Theory Pract. 2019. P. 1-8. DOI: 10.1080/09593985.2019.1681040

41. Stride-to-stride variability is altered during backward walking in anterior cruciate ligament deficient patients / F. Zampeli, C.O. Moraiti, S. Xergia, V.A. Tsiaras, N. Stergiou, A.D. Georgoulis // Clin. Biomech. (Bristol, Avon). 2010. Vol. 25, No 10. P. 1037-1041. DOI: 10.1016/j.clinbiomech.2010.07.015

42. A Phase Variable Approach to Volitional Control of Powered Knee-Ankle Prostheses / S. Rezazadeh, D. Quintero, N. Divekar, R.D. Gregg // Rep. U. S. 2018. P. 2292-2298. DOI: 10.1109/IROS.2018.8594023