Chạy bộ đường dốc xuống gây tổn thương cơ bắp nhiều hơn chạy dốc lên?

Nhiều người tập chạy bộ thường nghĩ rằng leo dốc mệt hơn nên sẽ gây hại cơ bắp nhiều hơn. Thực tế, sau những buổi chạy đường dốc xuống, đôi chân thường đau nhức dữ dội và ê ẩm kéo dài hơn hẳn so với khi leo dốc. Cảm giác bước đi không vững sau khi xuống dốc không phải là hiện tượng ngẫu nhiên mà xuất phát từ cơ chế sinh học đặc thù của hệ cơ xương khớp.

Câu trả lời ngắn gọn từ khoa học: chạy xuống dốc gây tổn thương cơ bắp nhiều hơn chạy dốc lên ^[1]. Nguyên nhân cốt lõi nằm ở hoạt động co cơ lệch tâm (eccentric muscle contraction), khi các thớ cơ vừa phải chịu tải trọng lớn vừa bị kéo dài ra ngoài ý muốn để hãm đà quán tính ^[2]. Quá trình này tạo nên lực căng cơ học vượt trội, dẫn tới các vết rách vi mô tại sợi cơ và làm suy giảm chức năng vận động ^[2].

Nghịch lý xuống dốc: Vì sao chân đau hơn dù tim đập chậm?

Khi chạy dốc lên, cơ bắp co rút đồng tâm (concentric contraction), tức là sợi cơ ngắn lại để tạo lực nâng toàn bộ cơ thể đi lên chống lại trọng lực. Kiểu co cơ này đòi hỏi nhu cầu trao đổi chất rất cao, khiến tim đập nhanh, phổi thở gấp và tiêu hao nhiều năng lượng, nhưng lại tạo ra ít tổn thương cấu trúc sợi cơ hơn ^[2], ^[1].

Ngược lại, khi chạy xuống dốc, các nhóm cơ trước đùi (cơ tứ đầu) phải thực hiện động tác co cơ lệch tâm liên tục để đóng vai trò như chiếc phanh giảm tốc ^[2]. Sợi cơ bị kéo căng cực hạn trong khi vẫn phải gắng sức gồng giữ tải trọng cơ thể cộng với lực rơi tự do ^[2]. Hiện tượng căng cơ học (mechanical strain) và quá tải trao đổi chất này phá vỡ tính liên tục của màng sợi cơ (sarcolemma) cùng chất nền ngoại bào ^[2].

Bên cạnh đó, các tổn thương cơ học do co cơ lệch tâm kích hoạt hàng loạt phản ứng dẫn tới tình trạng đau nhức cơ bắp khởi phát muộn (DOMS) ^[2], ^[3]. Tình trạng này khiến người chạy cảm thấy đau nhức, cứng cơ, sưng phù và suy giảm lực cơ đáng kể trong nhiều ngày sau buổi tập ^[2], ^[3].

Cơ chế co cơ lệch tâm phá hủy cấu trúc cơ bắp thế nào?

Hoạt động cơ học có thể diễn ra dưới dạng tĩnh (đẳng trường) hoặc động (đồng tâm và lệch tâm) ^[2]. Bằng chứng khoa học khẳng định các động tác lệch tâm tạo ra mức độ tổn thương cơ bắp lớn hơn rõ rệt so với các dạng co cơ khác ^[2]. Tùy thuộc vào cường độ bài tập, mức độ suy giảm sức mạnh sau tổn thương cơ do vận động (EIMD) có thể dao động từ 5-10% cho tới khoảng 60% ^[2].

Khi sợi cơ bị kéo căng cưỡng bức, màng sarcolemma bị rách vi mô, làm tăng tính thấm và giải phóng các enzyme nội bào vào máu ^[2], ^[3]. Điển hình là nồng độ men creatine kinase (CK) và myoglobin (MB) trong huyết thanh tăng vọt sau khi chạy dốc ^[2], ^[1]. Cùng lúc đó, các cấu trúc siêu vi của sợi cơ bị xáo trộn, gây viêm mô liên kết và làm giảm khả năng giữ ổn định của đầu gối ^[4], ^[3].

Hơn nữa, tổn thương từ các đợt chạy xuống dốc cấp tính làm giảm hiệu quả kinh tế khi chạy (Running Economy - RE) trong khoảng thời gian từ 24 đến 120 giờ tiếp theo ^[2]. Lực cơ tối đa (bao gồm cả lực co cơ đẳng trường và co cơ động học) có thể bị suy yếu liên tục từ 1 đến 7 ngày tùy theo mức độ nghiêm trọng ^[2].

Bằng chứng nghiên cứu: Chạy dốc xuống so với chạy dốc lên

Một nghiên cứu năm 2004 đã so sánh trực tiếp tác động sinh học giữa chạy dốc lên và dốc xuống ^[1]. Các nhà khoa học theo dõi 19 người chia thành các nhóm chạy trên máy chạy bộ trong 45 phút ở độ dốc xuống 4 độ (5 người), dốc xuống 8 độ (9 người), dốc lên 4 độ (5 người) và 1 nhóm đối chứng gồm 9 người ^[1]. Sinh thiết cơ và mẫu máu được theo dõi đến 7 ngày sau bài tập ^[1].

Kết quả cho thấy chỉ những người ở nhóm chạy dốc xuống mới xuất hiện tình trạng đau nhức cơ bắp khởi phát muộn (DOMS) và tăng hoạt độ creatine kinase (CK) trong huyết thanh ^[1]. Nhóm chạy dốc lên không gặp phải tình trạng này ^[1]. Các dấu ấn miễn dịch cho thấy sự xuất hiện của các tế bào T (CD3), bạch cầu hạt (CD11b) và các yếu tố LIF trong màng bọc cơ (epimysium) ở những người bị đau cơ ^[1]. Điểm thú vị là nghiên cứu này nhận thấy chạy dốc xuống không gây viêm toàn bộ khối cơ sau 48 giờ mà kích hoạt các yếu tố gây đau tập trung ở màng bọc cơ ^[1].

Một nghiên cứu khác ghi nhận các giao thức tập luyện quá tải dựa trên chạy dốc xuống có xu hướng kích hoạt trạng thái tiền viêm mạnh hơn và dễ dẫn tới chấn thương mô cơ xương hơn hẳn so với chạy dốc lên hoặc chạy trên đường bằng phẳng ^[3]. Các cytokine tiền viêm nhạy cảm rõ rệt hơn trước các tác động tiêu cực của bài tập chạy xuống dốc ^[3].

15 phút xuống dốc đủ gây suy giảm sức mạnh nhiều ngày

Mức độ hủy cơ khi xuống dốc diễn ra rất nhanh mà không cần đến hàng giờ tập luyện. Một thử nghiệm năm 2004 khảo sát trên 33 nam giới khỏe mạnh (18-35 tuổi) được chia làm 3 nhóm để thực hiện bài chạy dốc xuống trong 15 phút nhằm kích hoạt DOMS ^[4]. Nghiên cứu theo dõi các chỉ số trước tập và vào các ngày 1, 2, 3, 4, 6 sau can thiệp ^[4].

Kết quả ghi nhận điểm đau nhức cơ bắp chủ quan ở tất cả các nhóm tăng từ mức 0 cm trước tập lên 3,05 ± 0,72 cm (trên thang đo 10 cm) ngay vào ngày đầu tiên sau chạy ^[4]. Cảm giác đau này duy trì khác biệt đáng kể so với ban đầu cho tới tận ngày thứ 4 ^[4]. Đồng thời, lực co cơ đẳng trường suy giảm từ 281 ± 45 N xuống còn 253 ± 13 N vào ngày thứ nhất và tình trạng mất lực kéo dài suốt 4 ngày ^[4].

Nghiên cứu cũng ghi nhận sự gia tăng chu vi vòng đùi (biểu hiện của sưng phù) và góc duỗi gối thả lỏng duy trì sự thay đổi tiêu cực tới ngày thứ 4 ^[4]. Đáng chú ý, việc bổ sung nhiều carbohydrate (>80% CHO) hay làm cạn kiệt glycogen trước đó đều không làm thay đổi hay giảm bớt được mức độ đau nhức và suy giảm sức mạnh do 15 phút chạy dốc gây ra ^[4].

Các yếu tố làm tăng hoặc giảm mức độ tổn thương cơ

Tình trạng cơ thể và môi trường xung quanh có tác động lớn đến phản ứng của sợi cơ đối với bài tập co cơ lệch tâm:

• Tác động bảo vệ của nội tiết tố nữ: Nghiên cứu năm 2001 trên 17 phụ nữ dùng thuốc tránh thai đường uống (nồng độ estrogen cao) và 10 phụ nữ có chu kỳ kinh nguyệt tự nhiên (tập ở pha nồng độ estrogen thấp) sau 30 phút chạy dốc xuống ở mức 60% VO2max ^[5]. Kết quả cho thấy nhóm có nồng độ estrogen cao có hoạt độ CK tại thời điểm 72 giờ sau tập thấp hơn đáng kể ^[5]. Nồng độ estrogen trước tập có mối tương quan nghịch với mức tăng CK (r = -0,43), cho thấy estrogen có thể đóng vai trò bảo vệ màng tế bào cơ trước tổn thương lệch tâm ^[5].
• Mất nước làm trầm trọng thêm tổn thương: Nghiên cứu năm 2006 trên 10 nam giới khỏe mạnh tham gia chạy dốc xuống trong 45 phút cho thấy việc mất nước (giảm 2,7% khối lượng cơ thể) kết hợp với vận động lệch tâm gây biến tính cấu trúc protein và làm gia tăng đau cơ, đau điểm khu trú ở cơ đùi ^[6].
• Căng thẳng oxy hóa nội bào: Nghiên cứu thực nghiệm năm 2016 trên chuột chạy dốc nghiêng -16 độ trong 90 phút ghi nhận sự gia tăng hoạt động của enzyme xanthine oxidase, tích tụ gốc oxy hóa tự do (ROS), tăng thụ thể đau TRPV1 và suy giảm hoạt tính Ca(2+) ATPase tại mô cơ ^[7]. Các phản ứng oxy hóa này xảy ra trước và thúc đẩy cơn đau cơ sau vận động lệch tâm ^[7].

Hiệu ứng thích nghi bảo vệ và hiểu lầm thường gặp

Nhiều người lầm tưởng rằng chạy xuống dốc nguy hại nên cần tránh hoàn toàn. Trên thực tế, cơ thể sở hữu cơ chế thích nghi đặc biệt mang tên "Hiệu ứng đợt tập lặp lại" (Repeated Bout Effect) ^[2], ^[8]. Khi cơ bắp đã trải qua một đợt vận động co cơ lệch tâm, các cấu trúc mô sẽ tự tái thiết lập để giảm thiểu tổn thương cho những lần tập kế tiếp ^[2], ^[8].

Một thử nghiệm năm 1996 trên 10 nam thanh niên trẻ (22,5 ± 2,8 tuổi) chia thành 2 nhóm: nhóm can thiệp thực hiện 100 lần co cơ lệch tâm khớp gối tối đa trước đó 2 tuần, còn nhóm đối chứng thì không ^[8]. Sau đó, cả hai nhóm cùng thực hiện bài chạy dốc nghiêng -10% trên máy chạy bộ trong 5 hiệp, mỗi hiệp 8 phút ở mức 80% nhịp tim tối đa ^[8]. Kết quả là nhóm có tập thích nghi từ trước ít bị đau nhức cơ hơn đáng kể (p < 0,01) và mức độ suy giảm mô-men xoắn đỉnh (sức mạnh cơ) thấp hơn nhiều so với nhóm đối chứng chưa tập thích nghi ^[8].

Ngoài ra, co cơ lệch tâm còn có giá trị phục hồi tích cực nếu dùng đúng cách. Ở người lớn tuổi, bài tập lệch tâm cường độ cao hoặc khối lượng cao giúp làm tăng diện tích mặt cắt ngang của sợi cơ loại II và chuyển dịch kiểu hình cơ nhanh, đem lại giải pháp can thiệp vận động an toàn và cải thiện chức năng cơ bắp ^[3].

Ai nên thận trọng khi chạy dốc xuống?

Mặc dù mang lại sự kích thích lớn cho sợi cơ, việc chạy dốc xuống không phù hợp cho mọi đối tượng tập luyện bừa bãi:

• Người mới bắt đầu hoặc người chưa quen: Những bài tập cơ chưa thích nghi (unaccustomed exercises) là nguyên nhân hàng đầu gây bùng phát tổn thương sợi cơ và làm suy giảm lực cơ kéo dài tới cả tuần ^[2]. Người mới tập nên hạn chế lao dốc nhanh và dài.
• Người đang bị chấn thương khớp gối hoặc viêm gân: Tải trọng cơ học khi hãm phanh làm gia tăng áp lực lên khớp gối, gây sưng phù và làm thay đổi góc duỗi khớp gối tự nhiên trong 1-4 ngày sau tập ^[4].
• Vận động viên sát ngày thi đấu: Tình trạng hủy cơ do chạy dốc xuống làm giảm tính kinh tế khi chạy kéo dài từ 24 đến 120 giờ ^[2]. Tập bài dốc xuống nặng trước ngày thi đấu sẽ làm giảm sút phong độ và tốc độ.
• Người có bệnh nền: Người có bệnh lý tim mạch, cơ xương khớp hoặc đang dùng thuốc điều trị cần tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa trước khi bắt đầu các bài tập chạy dốc có cường độ tác động mạnh.

Lời khuyên áp dụng thực tế để bảo vệ cơ bắp

Để tận dụng lợi ích tăng cường sức mạnh của co cơ lệch tâm mà không làm rách nát sợi cơ, người tập nên áp dụng các nguyên tắc khoa học sau:

• Làm quen từng bước nhỏ: Hãy bắt đầu với những con dốc thoai thoải, độ dốc nhỏ (từ 2-4 độ) trong thời gian ngắn (dưới 10-15 phút) để kích hoạt "hiệu ứng đợt tập lặp lại", giúp cơ bắp sản sinh lớp màng bảo vệ cho các buổi tập sau ^[2], ^[1], ^[8].
• Tập bổ trợ nhóm cơ đùi trước: Thực hiện các bài tập kháng lực tập trung vào pha co cơ lệch tâm (hạ chậm cơ thể khi squat hoặc duỗi chân) cách quãng trước khi bước vào các bài chạy đồi dốc thực tế nhằm hạn chế mất mô-men xoắn sức mạnh ^[8].
• Đảm bảo đủ nước cho cơ thể: Tránh để cơ thể rơi vào tình trạng mất nước khi vận động, bởi thiếu nước làm tăng mức độ đau mỏi cơ bắp và biến tính protein sợi cơ ^[6]. Cần bù đủ nước và điện giải trước, trong và sau buổi tập.
• Dành thời gian hồi phục tối thiểu 4-7 ngày: Vì lực cơ có thể suy giảm từ 5% đến 60% và duy trì sự ức chế vận động đến ngày thứ 4 hoặc ngày thứ 7, không nên xếp các buổi chạy dốc nặng sát nhau ^[2], ^[4].

Nhìn chung, chạy dốc xuống là con dao hai lưỡi: nó gây hủy hoại sợi cơ nhiều hơn chạy dốc lên do áp lực co cơ lệch tâm dữ dội, nhưng đồng thời cũng là kích thích mạnh mẽ giúp cơ bắp dẻo dai hơn nếu được tập luyện có lộ trình và thời gian hồi phục thỏa đáng.