می‌دهد. در اینجا تنها مؤلفه عمودی نشان داده‌شده است، زیرا بزرگی آن بسیار بیشتر از سایر مؤلفه‌هاست و همین‌طور اثر بارهای عمودی یا برخورد بدن انسان هنگام فرود بیشتر موردتوجه قرار دارد.
در منحنی فرود آمدن، تماس اولیه بخش جلویی پا با زمین با اولین نقطه اوج (اولین نقطه بالا رفتگی در منحنی) نشان داده‌شده است. دومین نقطه اوج در این منحنی مربوط به تماس پاشنه روی سطح است. به‌طورکلی، دومین نقطه اوج بیشتر از اولین نقطه اوج است. باوجوداین، برخی از افرادی که با کف پا فرود می‌آیند، تنها یک نقطه اوج برخورد دارند. زمانی که فرد به حالت ساکن روی سطح قرار می‌گیرد، منحنی نیروی عمودی برابر با وزن بدن فرد می‌شود. هنگام فرود، بزرگی مؤلفه عمودی در لحظه برخورد با توجه به ارتفاعی که فرد از آن پرش می‌کند می‌تواند به بزرگی 11 برابر وزن بدن بالغ شود.
شکل 2-6. GRF عمودی طی فرود پس از پرش.
2-4- حرکت پرش- فرود
بسياري از ورزشکاران حرکت پرش- فرود را در طول فعاليت‌هاي ورزشي و رقابت‌ها اجرا مي‌کنند. گزارش‌شده است كه بيشترين شيوع آسيب‌هاي مچ پا و زانو در ورزش‌هايي مانند واليبال و فوتبال و بسكتبال كه در آن‌ها حركات برشي و پرشي وجود دارد، اتفاق مي‌افتد (8, 9, 59, 60). اگرچه اين آسيب‌ها اغلب درنتیجه تماس‌هاي مستقيم اتفاق مي‌افتد ليكن مكانيسم‌هاي غيربرخوردي مانند فرود به دنبال پرش نيز به كرات اتفاق می‌افتد (8, 9, 59, 60). به‌عنوان‌مثال گري و همكاران (8) گزارش كردند كه 58 درصد از تمام آسيب‌هاي زنان بسكتباليست به دنبال فرود ناشي از پرش اتفاق مي‌افتد. در تحقيقي ديگر گودوين- گربيريج و همكاران (9)، 63 درصد آسيب‌هاي مچ پا و زانو در رقابت‌هاي واليبال را به عامل پرش- فرود مرتبط دانستند. فرود موفق پس از پرش به قدرت، پايداري و تعادل جهت محافظت اساسي در برابر آسيب مفصل نياز دارد (7, 10). از اين رو توانايي رسيدن سريع به پايداري يكي از عوامل مهم در جلوگيري از آسيب معرفی‌شده است (2). اين امکان وجود دارد که درصد بالاي آسيب در مچ پا و زانو درنتیجه اختلال در قدرت يا تعادل و نقص در پايداري باشد. حركت پرش- فرود پخش انرژي حركتي را در بر می‌گردد و غالباً به‌عنوان فرود نرم يا خشك توصيف مي‌شود (61, 62). بدين علت كه نيروي عكس‌العمل زمين در فرود خشك بيشتر است (61, 62)، بنابراين از نيروي عکس‌العمل زمين مي‌توان جهت شناسايي تغييرات فرود خشك استفاده نمود. افزايش انقباض عضلاني در هنگام فرود، ثبات بيشتر مفصل را فراهم آورده و از آسيب مفصل جلوگيري مي‌كند (63). انقباض پيش از فرود و انقباض واكنشي عضلات اندام تحتانی به فراهم شدن اين سفتي و پايداري پويا كه جهت جلوگيري از آسيب مفصل در هنگام فرود لازم است، كمك مي‌كند (63). بنابراين هرگونه تأخیر يا اختلال در فعاليت و سفتي عضله مي‌تواند امكان حركت اضافي را در زانو و مچ پا فراهم ساخته كه احتمالاً منجر به آسيب مي‌گردد (10).
2-5- خستگی
تعریف‌های متعددی برای واژه خستگی در پژوهش‌های گوناگون بیان‌شده است. برخی خستگی را عدم توانایی فرد در حفظ میزان مشخصی از نیرو یا توان تعریف کرده‌اند (64). برخی دیگر خستگی را کاهش برگشت‌پذیر در توانایی تولید نیرو درعضله می‌دانند که باعث عدم موفقیت آنی می‌شود (65). نیز خستگی به‌عنوان وضعیتی بیان‌شده است که طی آن توانایی افزایش نیرو و سرعت در عضله، در اثر فعالیت زیر فشار، از بین می‌رود که با استراحت، برگشت‌پذیر است (66).
2-5-1- مکانیزم‌های خستگی: پیرامونی و مرکزی
خستگی یا در اثر محدودیت‌های ایجادشده در خود عضلات اسکلتی ایجادشده و یا در سیستم عصبی اتفاق می‌افتد. از لحاظ فیزیولوژیکی خستگی موضعی عضلانی به معنای از بین رفتن توانایی تولید نیرو در اثر تمرین است که ممکن است از عوامل عصبی و یا روانی نشأت‌گرفته باشد (64). خستگی پیرامونی درنتیجه تغییر در خود عضله روی می‌دهد. این تغییر ممکن است تغییر محل اتصال عصبی- عضلانی و غشایی سارکولما، انباشت متابولیت‌ها و تخلیه سوخت باشد. خستگی مرکزی احتمالاً هم در سیستم عصبی مرکزی و هم در سیستم عصبی پیرامونی روی می‌دهد. اگر خستگی مرکزی اتفاق بیفتد، نیروی عضله در اثر کاهش تحریک عصبی افت می‌کند. بر طبق نظر آرندنیلسن و زوارت (1998)، اثر خستگی محیطی در ابتدای حفظ انقباض زیاد است، زیرا فشار زیاد وارد بر عضله سبب مسدود کردن گردش خون عضله می‌شود. بر طبق این نظر اگر فشار داخلی به‌طور مؤثری کاهش یابد تا امکان تجدید جریان خون وجود داشته باشد، به نظر می‌رسد بتوان خستگی محیطی را ثابت نگه داشت. شاید با تمرین firing عضلانی مناسب، بتوان از آسیب‌دیدگی که در اثر خستگی ایجاد می‌شود، پیشگیری کرد. مستند شده است که در ورزش‌هایی مانند راگبی، فوتبال و اسکی بیشتر آسیب‌ها در بخش پایانی فعالیت اتفاق می‌افتد که نشان‌دهنده اثر خستگی است (64).
2-5-2- آسیب‌هایی که در اثر خستگی روی می‌دهد
گذشته از بروز آسیب، ممکن است سیستم عصبی- عضلانی تحت تأثیر مقدار فعالیت فرد قرار بگیرد. مطالعات انجام‌شده نشان می‌دهد، خستگی سبب بی‌حسی دوک عضلانی و گذرگاه‌های آوران سیستم عصبی مرکزی می‌شود. این اثر‌ها سبب کند کردن پاسخ و تعداد رشته تارهای عضلانی موردنیاز برای کنترل اختلال می‌شود. این اثر روی سیستم عصبی مرکزی، احتمال آسیب عصبی را افزایش می‌دهد. نیز خستگی باعث تغییر در موقعیت قرارگیری مفصل و اختلال در کنترل قامتی می‌شود. میورا و همکاران با بررسی اثر خستگی عمومی دریافتند، خستگی باعث عدم کارایی تحلیل مرکزی تکانه‌های حسی- عمقی می‌شود. آن‌ها برای پیشگیری از آسیب پیشنهاد کردند، علاوه بر تمرین‌های استقامت عضلانی باید تمرینات مربوط به هماهنگی عصبی- عضلانی انجام شود؛ زیرا این گروه تمرینات باعث درگیر شدن برنامه‌ریزی حرکتی مرکزی می‌شود (65).
2-5-3- روش‌های تعیین خستگی عضلانی
2-5-3-1- روش مکانیکی
این روش ساده‌ترین راه تعیین شروع خستگی عضلانی است که در آن زمان انجام یک کار توسط یک عضله یا یک گروه عضلانی اندازه‌گیری می‌شود. با بروز خستگی زمان انجام یک کار ثابت با انقباض ایستا و یا پویا کاهش خواهد یافت. اگرچه این روش ساده است اما نتایج به‌دست‌آمده در این روش وابسته به فاکتورهای فیزیولوژیکی مانند انگیزش27 که با شرایط کار تعیین‌شده تخمین زده می‌شود و همچنین چنین روشی قادر نیست که باطن خستگی عضلانی را در یک پروسه مداوم تغییرات بیومکانیکی و فیزیولوژیکی در اجرای یک عمل تعریف‌شده ارائه نماید و مشاهدات ما پس از روی دادن خستگی است به عبارتی پس از بروز خستگی آن را مشاهده می‌کنیم و از دلایل و بطن آن باخبر نمی‌شویم؛ و در آخر این روش درزمانی که چندین عضله آگونیست در یک عمل فیزیکی شرکت می‌کنند قادر به تعیین خستگی یک عضله خاص نیست.
2-5-3-2- روش فیزیولوژیکی
خستگی عضلانی می‌تواند به‌وسیله تعیین غلظت لاکتات در یک عضله به‌وسیله گرفتن خون در یک‌زمان از پیش تعیین‌شده در طول اجرای یک کار عضلانی انجام شود. در این روش امکان تعیین زمان واقعی خستگی عضلانی ممکن نیست. همچنین گرفتن نمونه خون از ورزشکار در طول اجرای یک عمل ورزشی ممکن نبوده و فقط پس از اجرای فعالیت می‌توان این کار را انجام داد. ضمناً اسید لاکتیک در تمام اوقات در بدن موجود است و این امر باعث بروز اشکال و اختلال در تشخیص درست خستگی خواهد شد.
2-5-3-3- روش الکترومایوگرافی سطحی
مشاهده مداوم و دقیق خستگی عضلانی حین انجام یک فعالیت به وسیله اندازه‌گیری فعالیت مایوالکتریک یک عضله خاص روش الکترومایوگرافی نامیده می‌شود. در این روش تغییرات بیومکانیکی و فیزیولوژیکی در طول انقباض‌های خسته‌کننده، در ویژگی‌های سیگنال‌های ثبت شده توسط دستگاه منعکس می‌شود. از محدودیت‌های این روش می‌توان به احتمال حرکت عضله در زیر پوست و همچنین گرفتن سیگنال از عضلات نزدیک به عضله هدف (cross talk) نام برد.
2-6- ارتباط خستگي با كنترل پاسچر
گايتون خستگي را يك مشخصه فوق العاده مهم عمل سيناپسي می‌داند، زيرا هنگامی‌که قسمت‌هایی از سيستم عصبي به ميزان بیش‌ازحد تحريك می‌شوند، خستگي موجب می‌شود تا سيستم عصبي اين تحریک‌پذیری اضافي خود را بعد از مدتي از دست بدهند. به اين ترتيب، پيدايش خستگي يك مكانيسم حفاظتي در برابر فعاليت بیش‌ازحد نورون‌ها است. همچنين خستگي با تغييرات در سطوح مختلف مسير حركتي و نيز تغييرات در الگوهاي تخليه آوران هاي عضلاني همراه است (67) چنان‌که ثابت‌شده است خستگي باعث كاهش تخليه فيبرهاي آوران دوك عضلاني می‌گردد و اين تأثیر احتمالاً ناشي از كاهش فعال‌سازی نورون‌های حركتي گاما می‌باشد. اين پديده به‌نوبه خود باعث كاهش درون دادها به بخش‌هایی از سيستم عصبي مركزي می‌شود كه پیام‌های آوران را باهم تلفيق می‌کنند و احتمالاً باعث كاهش تخليه نورون‌های حركتي آلفا می‌شود. درنتیجه اختلالاتي در ارسال فرمان‌های اصلاحي مناسب به عضلات پاسچرال ايجاد می‌گردد (67). بنابراين بين تغيير در كنترل عصبي – عضلاني و خستگي عضله ارتباط آشكاري وجود دارد كه يكي از اين راه‌ها اندازه‌گیری كنترل عصبي- عضلاني از طريق، كنترل پاسچرال می‌باشد (43).
2-7- مروري بر تحقيقات گذشته
عليرغم فوايد گوناگون ورزش، شركت در فعالیت‌های ورزشی معمولاً با خطر آسيب نيز همراه است كه در مواردی ممكن است منجر به ناتواني دائمي شود. هزینه ضايعات ورزشي در دنيا، ساليانه نزديك يك ميليارد دلار می‌رسد. پيشگيري و درمان اين ضايعات از نكات موردتوجه محققين و درمانگرها می‌باشد، اما پيش از انجام مطالعات در اين زمینه‌ها، لازم است تا عوامل خطرزاي ضایعات ورزشي، به‌روشنی معلوم شوند.
ميزان توانايي ورزشكاران براي كنترل مركز ثقل، به‌طور بالقوه به‌عنوان يك عامل خطر براي ضايعات اندام تحتاني مورد توجه قرارگرفته است؛ زيرا افزايش تغييرات در پايداري پاسچر، با تغيير در استراتژی -های كنترل عصبي عضلاني، افزايش نيروهاي مفصلي بين سيگماني و افزايش نيروهاي وارده بر ساختارهاي مفصلي، ليگاماني و عضلاني همراه است. یکی از عواملی که می‌تواند موجب تغییر در پایداری پاسچر شود خستگی عضلانی است. تحقیقات اولیه در مورد حرکت انسان روی خستگی اندام تحتانی تمرکز داشته، درحالی‌که به عضلات تنه و نقش آن‌ها در کنترل حرکت کمتر توجه شده است. این در حالی است که تنه 60 درصد توده‌ی عضلانی بدن را تشکیل می‌دهد و در موقعیت بالاتری نسبت به پاها قرار دارد و نقش مهمی را مانند یک پاندل معکوس اعمال می‌نماید. تنه تعداد زیادی مفصل دارد و از عضلات زیادی تأثیر می‌گیرد که باعث می‌شود ضمن حفظ تعادل وظایف حرکتی زیادی انجام شود. فعالیت عضلات اطراف ستون مهره‌ها در پایداری بدن هنگام انجام فعالیت توسط اندام‌ها ضروری است.
نیکلاس و همکاران (2007) در تحقیقی تأثیر خستگی عضلانی اکستنسورهای تنه بر کنترل پاسچر مختل نشده در بین افراد جوان سالم را موردبررسی قرار دادند. 15 دانشجو در این مطالعه شرکت کردند. آزمودنی‌ها تا حد ممکن بدون حرکت و با چشمان بسته در دو شرایط بدون خستگی و خستگی عضلات تنه به حالت قائم ایستادند. پروتکل خستگی در این تحقیق اجرای حرکت اکستنشن تنه تا حد واماندگی بود، جابه‌جایی مرکز فشار با استفاده از صفحه‌ی نیرو ثبت شد. یافته‌های تحقیق نشان داد که خستگی عضلات اکستنسور تنه، کنترل ایستادن مختل نشده را خراب می‌کند که در طول محور قدامی- خلفی این تغییرات بارزتر بود (13).
سورنکوک و همکاران (2008) به بررسی اثرات خستگی عضلات تنه بر تعادل ایستا و پویا در بین 16 آزمودنی مرد پرداختند. نتایج تحقیق کاهش تعادل پویا وایستا را درنتیجه‌ی خستگی عضلات تنه نشان داد (14).
دانیل و همکاران (2010) تأثیر خستگی را بر بیومکانیک فرود، در فرود تک‌پا مورد ارزیابی قراردادند. در این مطالعه 24 آزمودنی (12 مرد و 12 زن) شرکت داشتند. آزمودنی‌ها 3 فرود از ارتفاع 36/0 متری قبل و بعد از اجرای پروتکل خستگی اجرا کردند. زمان رسیدن به پایداری (TTS) در دو سطح قدامی- خلفی و عمودی نسبت به قبل از خستگی افزایش یافت و در جهت داخلی- خارجی تعامل قابل‌توجهی وجود داشت. همچنین هیچ
