Nhiều người thừa cân chọn chạy bộ để giảm mỡ nhưng luôn sợ tổn thương khớp gối. Câu hỏi thường gặp nhất khi đứng trước máy chạy là nên nâng độ dốc hay tăng tốc độ trên đường bằng để an toàn cho gối.

Nghiên cứu sinh cơ học cho thấy chạy dốc lên không làm tăng áp lực đỉnh lên khớp bánh chè - đùi so với chạy trên mặt phẳng [1]. Ngược lại, việc sải bước dài hơn khi cố tăng tốc độ có thể khiến tải trọng tác động lên đầu gối tăng vọt [2], [3]. Do đó, người thừa cân muốn tăng cường độ tiêu hao calo nên ưu tiên nâng độ dốc thoai thoải thay vì sải chân chạy nhanh trên đường bằng.

Khớp bánh chè - đùi chịu áp lực như thế nào khi chạy?

Khớp bánh chè - đùi (patellofemoral joint) là cấu trúc trượt giữa xương bánh chè và mặt trước đầu dưới xương đùi. Mỗi khi chân chạm đất và đầu gối gập lại, lực co rút từ cơ đùi trước kéo ép xương bánh chè vào rãnh liên lồi cầu xương đùi. Quá trình này tạo nên lực phản ứng và áp lực nén trực tiếp lên lớp sụn khớp.

Khi một người mang trọng lượng cơ thể lớn, phản lực từ mặt đất truyền lên chi dưới tăng đáng kể qua mỗi bước chạy. Ở những người đã có thoái hóa khớp bánh chè - đùi, áp lực khớp và mô-men gập gối trong nửa sau của pha chịu lực cao hơn hẳn so với người bình thường [4]. Sự tích tụ áp lực này kéo dài qua hàng nghìn bước chạy là nguyên nhân dẫn đến đau mặt trước đầu gối và làm tăng nguy cơ tổn thương sụn [4].

Bằng chứng khoa học về độ dốc máy chạy bộ

Nhiều người lầm tưởng rằng nâng độ dốc máy tập sẽ bắt khớp gối gánh tải nặng hơn. Một nghiên cứu thực nghiệm năm 2018 tiến hành trên 20 người chạy bộ phong trào đã kiểm tra cơ học khớp bánh chè - đùi trên 3 điều kiện: chạy bằng phẳng, chạy dốc lên 6 độ và chạy dốc xuống 6 độ [1]. Các nhà khoa học thu thập dữ liệu chuyển động, lực tác động và sử dụng mô hình sinh cơ học để đo diện tích tiếp xúc, lực phản ứng cùng áp lực khớp [1].

Kết quả chỉ ra không có sự khác biệt về áp lực đỉnh khớp bánh chè - đùi cũng như tích phân áp lực theo thời gian giữa chạy bằng phẳng và chạy dốc lên 6 độ [1]. Trong khi đó, chạy dốc xuống 6 độ làm tăng đáng kể áp lực đỉnh và tích phân áp lực tích lũy [1]. Nguyên nhân là khi chạy xuống dốc, góc gập thân mình giảm (người đứng thẳng hơn), làm tăng mạnh lực phản ứng của khớp bánh chè - đùi [1].

Giới hạn của nghiên cứu này là tiến hành trên nhóm người chạy phong trào có thể trạng bình thường trong phòng thí nghiệm [1]. Tuy vậy, dữ liệu đã chứng minh rõ: việc tăng độ dốc hướng lên không làm tăng thêm áp lực lên khớp gối so với mặt phẳng [1].

Nguy cơ tiềm ẩn khi cố tăng tốc bằng sải bước dài

Để chạy nhanh hơn trên mặt phẳng, người tập thường vô thức vươn chân dài hơn về phía trước. Một nghiên cứu năm 2014 đánh giá tác động của độ dài bước chạy trên 10 nữ vận động viên bị đau khớp bánh chè - đùi và 13 nữ vận động viên khỏe mạnh ở tốc độ 3,7 m/s [3]. Các tình nguyện viên chạy ở 3 điều kiện: bước chân tự nhiên, bước dài hơn ít nhất 10% và bước ngắn hơn ít nhất 10% [3].

Kết quả đo đạc cho thấy khi tăng độ dài bước chân thêm 10%, áp lực khớp bánh chè - đùi trên mỗi bước chạy tăng tới 31% [3]. Mặc dù bước dài thì cần ít bước hơn để hoàn thành một dặm (khoảng 1,6 km), tổng áp lực khớp tích lũy trên mỗi dặm vẫn tăng 14% [3]. Ngược lại, rút ngắn bước chạy 10% giúp giảm 22,2% áp lực mỗi bước và giảm 7,5% tổng áp lực trên mỗi dặm [3].

Kết quả này tiếp tục được củng cố bởi nghiên cứu năm 2015 trên 20 người chạy ở tốc độ tự chọn [2]. Khi sải bước dài hơn 10%, động lực học khớp tăng lên; còn khi rút ngắn bước chạy 10%, động lực học khớp bánh chè - đùi trên mỗi bước giảm 15-20% và giảm 9-12% trên mỗi kilomet [2]. Ngoài ra, tiếp đất bằng phần trước bàn chân (forefoot strike) giúp giảm 10-13% động lực học khớp trên mỗi bước và giảm 12-13% trên mỗi kilomet so với tiếp đất bằng gót chân [2].

Như vậy, tăng tốc độ trên đường phẳng nếu kèm theo hiện tượng sải bước quá dài (overstriding) sẽ nhân đôi áp lực dồn lên sụn bánh chè.

Giới hạn của bằng chứng hiện có

Các thử nghiệm trên chủ yếu đo đạc thông số tức thời trong phòng xét nghiệm vận động thông qua mô hình toán học sinh cơ [1], [2], [3]. Hiện chưa có thử nghiệm lâm sàng ngẫu nhiên theo dõi dọc nhiều năm về tỷ lệ thoái hóa khớp gối thực tế giữa người chạy dốc và chạy phẳng.

Nghiên cứu năm 2022 trên 45 người chạy phong trào cũng cho thấy mô hình sinh cơ học hai chiều không ghi nhận sự khác biệt về áp lực khớp gối giữa nam và nữ, dù nữ giới có góc khép và xoay trong khớp hông lớn hơn [5]. Điều này cho thấy đáp ứng sinh cơ khớp gối còn chịu ảnh hưởng của trục khớp hông và chuyển động đa mặt phẳng của từng cá nhân [5].

Những hiểu lầm thường gặp khi chạy bộ giảm cân

Nhiều người nghĩ muốn đốt nhiều mỡ thì bắt buộc phải chạy thật nhanh. Tuy nhiên, tốc độ cao kết hợp với cân nặng lớn làm tăng xung lực va chạm và mô-men gập gối, trực tiếp làm tăng áp lực sụn bánh chè [4].

Một hiểu lầm khác là chạy dốc máy tập luôn hại gối hơn chạy phẳng. Thực tế cơ sinh học xác nhận chạy dốc lên 6 độ có áp lực đỉnh tương đương chạy phẳng [1]. Tình trạng nguy hiểm thực sự là chạy dốc xuống, nơi lực phản ứng khớp tăng vọt do thân người ngả sau [1].

Việc chọn giày dép cũng thường bị hiểu sai. Một đánh giá hệ thống và phân tích gộp năm 2023 trên 33 nghiên cứu (578 người tham gia) chỉ ra rằng lót giày nâng đỡ vòm trong không làm thay đổi tải trọng khớp bánh chè - đùi khi chạy (SMD = 0,11; khoảng tin cậy 95%: -0,17 đến 0,39) [6]. Bằng chứng có độ tin cậy thấp cho thấy giày tối giản (minimalist) có thể làm giảm nhẹ tải trọng khớp so với giày truyền thống khi chạy (SMD = -0,40; khoảng tin cậy 95%: -0,68 đến -0,11) [6]. Nghiên cứu năm 2014 trên 22 chân chạy cũng ghi nhận chạy chân trần làm giảm 12% áp lực đỉnh khớp gối so với mang giày trung tính [7]. Dù vậy, người thừa cân không nên đột ngột bỏ giày chạy trần vì bàn chân chưa thích nghi với áp lực va đập. Nghiên cứu năm 2024 trên 16 người đau khớp bánh chè - đùi cho thấy mang giày có độ dốc gót âm (-11 mm) làm giảm áp lực đỉnh khớp gối so với giày có độ dốc gót dương (5 mm) nhưng không làm thay đổi điểm số đau trên thang đo VAS ngay lập tức [8].

Ai nên thận trọng?

Người thừa cân có chỉ số khối cơ thể (BMI) cao, người lớn tuổi hoặc người đã được chẩn đoán thoái hóa khớp bánh chè - đùi cần đặc biệt cẩn giác khi tập luyện [4]. Những đối tượng này nên tham khảo ý kiến bác sĩ chuyên khoa hoặc chuyên gia phục hồi chức năng trước khi bắt đầu chương trình chạy bộ.

Nếu xuất hiện cảm giác đau nhói sau xương bánh chè, sưng khớp hoặc đau tăng dần sau các buổi chạy, người tập cần dừng lại và đi khám, không nên cố chịu đau để tập tiếp.

Cách áp dụng thực tế để bảo vệ khớp gối

Để tối ưu tiêu hao năng lượng mà vẫn che chắn cho đầu gối, người thừa cân nên áp dụng chiến lược chạy dốc thông minh trên máy tập:

  • Điều chỉnh độ dốc máy chạy: Nâng độ dốc lên mức vừa phải (khoảng 4-6 độ) và duy trì tốc độ đi bộ nhanh hoặc chạy chậm vừa sức [1]. Thiết lập này đốt cháy calo tương đương chạy nhanh nhưng không làm tăng áp lực đỉnh lên xương bánh chè [1].
  • Tuyệt đối tránh chạy dốc xuống: Không cài đặt chế độ nghiêng dốc âm trên máy tập và hạn chế chạy đổ đèo ngoài trời [1]. Nếu bắt buộc phải chạy xuống dốc, cần chủ động gập thân trên về phía trước nhiều hơn để giảm tải lực phản ứng khớp gối [1].
  • Tăng guồng chân, rút ngắn bước chạy: Nếu chạy trên mặt phẳng, hãy giữ bước chân ngắn hơn bình thường khoảng 10% [2], [3]. Việc tăng tần số bước (cadence) thay vì vươn chân dài giúp giảm tới 22,2% áp lực khớp trên mỗi bước chạy [3].
  • Hạn chế tiếp đất bằng gót chân: Tập thói quen tiếp đất nhẹ nhàng bằng phần trước bàn chân để giảm 10-13% động lực học khớp nén ép [2].

Bảo vệ khớp gối khi giảm cân là bài toán cân bằng giữa tiêu hao calo và kiểm soát áp lực cơ học. Người thừa cân nên ưu tiên tăng độ dốc hướng lên vừa phải hoặc đi bộ dốc thay vì cố chạy thật nhanh trên đường bằng. Khi chạy, hãy luôn nhớ quy tắc bước chân ngắn và tiếp đất êm ái để giữ cho sụn khớp luôn khỏe mạnh.