Развитие костей у молодых лошадей. Важность предварительного тренинга.

Кость — это динамичная ткань, которая постоянно изменяется через процессы моделирования и ремоделирования, в которых участвуют остеобласты, остеокласты и остеоциты. Упражнения в молодом возрасте играют ключевую роль в укреплении костей и снижении риска травм в зрелости. Исследования из этой публикации показывают, что динамические нагрузки, такие как спринты, могут увеличить прочность костей. В ранней тренировке молодых лошадей важно включать высокоскоростные упражнения, чтобы предотвратить проблемы, такие как "разбитые голени", и обеспечить оптимальное развитие скелета.

Ниже приведен перевод части 3 статьи, в которой рассказано про развитие и динамику роста/обновления костей. Прочитайте вдумчиво. Статья хоть и полна терминологии, но вполне доступна для понимания. На основании описанного можно сделать выводы о том, как необходим и важен предварительный тренинг молодых лошадей перед тем, как начать их спортивную карьеру.

Кость является разнообразной тканью, которая выполняет функции, связанные с движением, поддержкой и защитой мягких тканей, хранением минералов и содержанием костного мозга [14]. Закон Вольфа гласит, что кость может адаптироваться к своей среде и к нагрузкам, которым она подвергается [15]. Хотя кость может восприниматься как статическая, она постоянно изменяется через два схожих, но отдельных процесса: моделирование кости и ремоделирование кости. Моделирование кости — это процесс приобретения и удаления кости у растущих особей, в то время как ремоделирование кости — это процесс обновления старой и поврежденной кости [14]. Моделирование и ремоделирование кости вовлекают три уникальных типа клеток: остеобласты, остеокласты и остеоциты.

Остеобласты участвуют в формировании кости через производство компонентов костного матрикса [14]. Костный матрикс имеет решающее значение для структуры и функции кости и выделяется остеобластами в форме неминерализованного остеоида, который затем минерализуется в течение нескольких недель, образуя костный матрикс. Остеокласты ответственны за резорбцию кости. Резорбция кости посредством остеокластов происходит гораздо быстрее, чем формирование кости остеобластами [16]. Остеоциты функционируют как рецепторы напряжения и общаются с близлежащими остеоцитами или клетками на поверхности кости через сеть клеточных процессов, проходящих через микроскопические каналы в костном матриксе, известные как канальцы [16,17,18].

Функция моделирования кости — формировать или резорбировать кость для изменения и поддержания формы кости во время роста. Моделирование адаптирует кость для лучшего выдерживания нагрузок, которые она испытывает, и наиболее активно во время роста и развития незрелого животного. Хотя скелет взрослого организма также подвергается некоторому моделированию, оно не столь частое, как в незрелом скелете. По этой причине, пока лошади растут, их скелетная прочность сильно зависит от нагрузок, которым их кости подвергаются через ежедневное использование и упражнения [19]. Краткосрочные динамические упражнения в подростковом возрасте могут привести к благоприятным изменениям в морфологии кости, увеличению силы при переломе и снижению риска переломов в зрелом возрасте [20,21,22,23]. Факторы в среде напряжения кости, которые вызывают реакции ремоделирования, включают величину напряжения, скорость изменения напряжения, а также распространение динамического напряжения [24,25,26]. Часто обсуждаемой темой в отношении напряжения и скорости напряжения является порог кости, который, как было показано, составляет 1000 με или 0,1% изменения длины кости [19]. Если кость подвергается нагрузке выше своего порога, костные клетки получают сигнал увеличить костный матрикс путем синтеза новой кости через формирующее моделирование. Следовательно, если кость испытывает снижение нагрузки значительно ниже порога, начинается резорбционное моделирование, и происходит удаление кости [19]. По этой причине молодые лошади, помещенные в стойла во время ранней тренировки, подвергаются потере костной массы, и в это время может наблюдаться более высокая частота травм [10,27]. Показано, что ходьба приводит к потере кондиции кости у ранее тренированных лошадей, так как она не обеспечивает динамического напряжения на уровне порога для поддержания содержания кости [28]. Однако упражнения, которые вызывают формирование кости, такие как спринт, во время ранней тренировки могут нивелировать потерю кости из-за ограничения подвижности [20,21,23].

Ремоделирование кости обычно существует в скоординированном отношении между резорбцией и формированием кости. Функция ремоделирования — обновлять первичную, поврежденную или старую кость со временем. Ремоделирование кости происходит на протяжении всей жизни животного, включая период зрелости. Резорбция и формирование кости происходят последовательно во время ремоделирования кости в одном и том же месте на поверхности кости [19]. Ремоделирование кости включает три стадии: резорбцию, реверсию и формирование. И апоптоз остеоцитов, и микроповреждения кости сигнализируют остеокластам о конкретном месте для начала резорбции. Во время резорбции остеокласты поглощают старую или поврежденную кость. Во время реверсии процесс резорбции кости останавливается в подготовке к тому, чтобы остеобласты сформировали новую кость. Наконец, происходит формирование, и остеобласты откладывают новый костный матрикс до тех пор, пока ранее резорбированная кость не будет заменена [16]. Стадии резорбции и формирования при ремоделировании кости не всегда находятся в равновесии, особенно когда у животного присутствует травма или заболевание [19]. Остеокласты удаляют костную ткань в течение нескольких дней до двух недель. К сожалению, формирование кости остеобластами может занять месяцы. В областях кости под восстановлением существует большая вероятность травмы, так как кость была удалена, но еще не полностью заменена [2]. Знание о моделировании и ремоделировании кости оправдывает, что упражнения во время роста полезны, если они выполняются правильно.

Большая часть веса лошади приходится на третью пястную кость (MC III) [29]. В течение 9 дней после рождения жеребята могут проходить до 10 км в день [3]. Скелетное развитие молодых лошадей не уменьшается после рождения, фактически, оно быстро увеличивается. В возрасте 6 недель вес чистокровных жеребят удваивается. В возрасте 12 месяцев лошадь достигает 90% своего зрелого роста и 66% своего зрелого веса, а к 4 годам рост завершается [29]. Кости молодых лошадей наиболее восприимчивы к стимулам до 2 лет [3]. Воздействие динамической нагрузки на формирующийся скелет молодых лошадей во время развития может оптимизировать скелет к зрелости, что приведет к меньшему риску травм опорно-двигательного аппарата [3,18].

Уорден и коллеги [22] установили, что циклическая компрессия, применяемая к передней конечности крысы в течение 7 недель в подростковом возрасте, может привести к сохранению качества и прочности кости, сохраняющейся до зрелости, по сравнению с нетренированными крысами. Большая прочность в зрелости по сравнению с нетренированными животными предполагает, что упражнения во время роста могут обеспечить пожизненные преимущества. Хитченс и коллеги [30] определили, что чистокровные лошади, получившие катастрофическую травму опорно-двигательного аппарата во время гонки или тренировки, снижали интенсивность гонок за один-два месяца до травмы. Авторы предположили, что отсутствие упражнений могло быть результатом того, что лошадь не могла выполнять высокоскоростные упражнения из-за травмы, или что, наоборот, отсутствие высокоскоростных упражнений привело к снижению плотности кости, что означало, что лошадь участвовала в гонках со слабой, более пористой костью.

Молодые лошади на раннем этапе гоночной тренировки имеют более высокую частоту возникновения "разбитых голеней" по сравнению со своими старшими собратьями, уже участвующими в гонках. Появление "разбитых голеней" у двухлетних чистокровных лошадей в начале гоночной тренировки может способствовать заблуждению, что молодые лошади не готовы к нагрузке тренировки в два года [2,9,11]. Обычно скорость не добавляется во время ранней гоночной тренировки, и лошади проходят сравнительно долгие периоды ходьбы, рыси и медленного галопа. Однако традиционная "длинная, медленная" работа не увеличивает прочность кости. Исследование Спунера и коллег [31] показало, что даже пять месяцев тренировок на выносливость, в которых двухлетние арабские лошади были обучены выполнять 60 км тест на выносливость каждые три недели, не привели к увеличению минерального содержания третьей пястной кости. Тренировки на выносливость могут вызвать противовоспалительную реакцию на тренировки [32], но не имеют возможности динамической нагрузки, чтобы вызвать ответ в третьей пястной кости. В течение первых нескольких месяцев гоночной тренировки скелет молодого коня привыкает к длительным, медленным упражнениям и не готов к высокоскоростной работе и ограничению движения, которое обычно происходит после начала тренировки, что часто приводит к потере костной массы. Неудивительно, что начало "разбитых голеней" чаще всего происходит при добавлении скорости к тренировочному режиму. Многочисленные исследования предлагают увеличить частоту коротких дистанций высокоскоростной работы ранее во время тренировки и сократить частоту более длительных, медленных упражнений, чтобы избежать появления "разбитых голеней" [9,11].

Относительно небольшое количество циклов динамической нагрузки необходимо, чтобы вызвать благоприятные изменения в кости. Логан и коллеги [23] недавно определили, что спринты на 71 м, выполняемые как минимум 1 день в неделю, приводят к увеличению на 23% силы, необходимой для перелома сросшейся третьей и четвертой пястных костей молодых телят голштинской породы по сравнению с их ограниченными аналогами, которые не выполняли спринты.

Тип упражнений и связанная с ним реакция костей у молодых лошадей.