Gân achilles là gì? Các nghiên cứu khoa học về Gân achilles

Định nghĩa và vị trí giải phẫu của gân Achilles

Gân Achilles, còn gọi là gân gót chân (calcaneal tendon), là một trong những cấu trúc gân quan trọng và lớn nhất trong cơ thể người. Đây là phần gân kết nối nhóm cơ tam đầu cẳng chân – bao gồm cơ bụng chân (gastrocnemius) và cơ dép (soleus) – với mặt sau xương gót chân (calcaneus).

Vị trí của gân Achilles nằm ở mặt sau của cẳng chân dưới, kéo dài từ phần dưới của bắp chân tới phần trên của gót chân. Trong tư thế đứng thẳng, nó dễ dàng quan sát và sờ thấy như một dải gân dày, chạy dọc phía sau mắt cá chân. Chiều dài trung bình của gân này ở người trưởng thành khoảng 15 cm, và bề rộng tại điểm nối xương gót là khoảng 5–6 mm.

Gân Achilles không chỉ là bộ phận truyền lực cơ học, mà còn là vùng chịu áp lực cơ học lớn trong suốt các hoạt động vận động. Nhờ cấu trúc này, con người có thể đi bộ, chạy, nhảy và thực hiện các động tác gập bàn chân xuống. Do đó, đây là một cấu trúc giải phẫu đặc biệt cần được bảo vệ nghiêm ngặt trong thể thao và vận động hàng ngày.

Cấu trúc mô học và đặc điểm cơ học

Gân Achilles được hình thành chủ yếu từ các bó sợi collagen loại I – một loại protein sợi có tính đàn hồi cao, giúp gân chịu được lực kéo lớn mà không bị đứt hoặc biến dạng. Các bó sợi collagen này sắp xếp song song và xoắn nhẹ quanh trục gân để tạo nên sự bền vững cơ học, đặc biệt tại các vùng nối gân – xương.

Mỗi bó collagen được bao bọc bởi mô liên kết giàu chất nền ngoại bào (extracellular matrix – ECM) gồm proteoglycan, glycoprotein và nước. Thành phần ECM giúp bôi trơn các sợi collagen và đảm bảo tính linh hoạt khi chịu áp lực kéo dãn hoặc chấn động lặp lại trong vận động. Gân cũng có lớp màng bao gọi là peritenon giúp nuôi dưỡng và tái tạo tế bào gân.

Thành phần	Chức năng sinh học
Collagen loại I	Chịu kéo, duy trì độ bền và độ đàn hồi
Proteoglycan	Hút nước, bôi trơn ma sát nội mô
Tenocyte	Tế bào gân, duy trì sửa chữa mô
Peritenon	Màng nuôi dưỡng, hỗ trợ tái tạo

Gân Achilles có khả năng chịu được lực kéo gấp 6–8 lần trọng lượng cơ thể, đặc biệt khi chạy hoặc nhảy. Tuy nhiên, khả năng tái tạo mô gân sau tổn thương thường kém do nguồn cấp máu hạn chế, làm tăng nguy cơ thoái hóa hoặc đứt gân nếu không được phục hồi hợp lý.

Chức năng sinh lý và vai trò trong vận động

Gân Achilles là cấu trúc chịu trách nhiệm chính trong động tác gập bàn chân xuống (plantarflexion), là động tác kéo gót chân ra khỏi mặt đất và dồn trọng lực lên mũi bàn chân. Động tác này xảy ra khi cơ bụng chân và cơ dép co rút, truyền lực qua gân đến xương gót và tạo chuyển động cho bàn chân.

Vai trò của gân Achilles không chỉ dừng lại ở chức năng tạo động lực, mà còn quan trọng trong việc duy trì thăng bằng, đặc biệt khi di chuyển nhanh, chuyển hướng, hoặc thay đổi tư thế đột ngột. Mỗi bước chạy, nhảy, leo cầu thang hay đơn giản là đứng bằng đầu ngón chân đều cần đến lực truyền từ gân Achilles.

Khả năng tích trữ và giải phóng năng lượng đàn hồi của gân cũng là yếu tố giúp tối ưu hóa hiệu suất vận động. Trong thể thao chuyên nghiệp, độ cứng và độ đàn hồi của gân Achilles ảnh hưởng trực tiếp đến khả năng bứt tốc, bật nhảy và chuyển hướng.

Đặc điểm sinh lý học và khả năng thích nghi

Gân Achilles có khả năng thích nghi rõ rệt trước các điều kiện tải trọng khác nhau. Khi được luyện tập hợp lý, gân có thể tăng mật độ collagen, cải thiện độ cứng và khả năng chịu lực, giúp giảm nguy cơ chấn thương. Điều này đặc biệt quan trọng với các vận động viên, người chơi thể thao phong trào hoặc người cao tuổi.

Tuy nhiên, khả năng tái tạo mô gân tương đối chậm so với các mô mềm khác, do lượng mạch máu nuôi hạn chế, đặc biệt ở vùng giữa gân (avascular zone). Nếu bị tổn thương do vận động quá mức hoặc chấn thương lặp đi lặp lại, gân có thể phát triển các dấu hiệu viêm, sợi collagen rối loạn và thoái hóa, làm giảm đáng kể chức năng cơ học.

• Ở người trẻ khỏe mạnh: gân có mật độ collagen dày, độ đàn hồi tốt
• Ở người cao tuổi: độ đàn hồi giảm, tăng nguy cơ đứt gân tự phát
• Ở vận động viên: gân có thể thích nghi, nhưng dễ viêm nếu tải nặng kéo dài

Do đó, việc luyện tập khoa học, nghỉ ngơi hợp lý và dinh dưỡng đủ chất là những yếu tố then chốt giúp duy trì sức khỏe gân Achilles lâu dài.

Các bệnh lý thường gặp liên quan đến gân Achilles

Gân Achilles là cấu trúc chịu tải lớn trong chuyển động, vì vậy dễ gặp các tổn thương, đặc biệt trong thể thao và vận động mạnh. Hai bệnh lý phổ biến nhất là viêm gân Achilles (Achilles tendinitis) và đứt gân Achilles (Achilles tendon rupture).

Viêm gân Achilles thường xuất hiện ở những người tăng khối lượng vận động quá nhanh, không khởi động đúng cách hoặc có yếu tố hình thái như bàn chân bẹt, gót chân cao. Người bệnh thường cảm thấy đau âm ỉ vùng gót chân, đặc biệt vào buổi sáng hoặc khi bắt đầu vận động sau thời gian nghỉ dài. Gân có thể bị sưng nhẹ, ấn đau và cứng khi duỗi hoặc gập bàn chân.

Đứt gân Achilles là tình trạng nghiêm trọng hơn, thường xảy ra đột ngột khi bật nhảy, đổi hướng hoặc té ngã. Người bệnh nghe thấy âm thanh “bốp”, sau đó mất khả năng gập bàn chân hoặc đứng bằng mũi chân bên tổn thương. Đây là cấp cứu cơ xương khớp đòi hỏi chẩn đoán và can thiệp nhanh chóng.

• Viêm gân: đau, sưng, cứng sau khi nghỉ ngơi
• Đứt gân: đột ngột mất chức năng gập chân, không đứng bằng ngón chân

Chẩn đoán và phương pháp điều trị

Chẩn đoán bệnh lý gân Achilles bắt đầu từ khám lâm sàng, bao gồm quan sát hình dạng gân, điểm đau, khả năng vận động. Test Thompson là một nghiệm pháp lâm sàng đặc hiệu để phát hiện đứt gân: bóp vào bắp chân khiến bàn chân không cử động nếu gân bị đứt.

Để xác định mức độ tổn thương và phân biệt với các bệnh lý khác, bác sĩ có thể chỉ định các cận lâm sàng như:

• Siêu âm: đánh giá độ dày, cấu trúc và vùng viêm hoặc đứt
• MRI: cung cấp hình ảnh chính xác mức độ rách, thoái hóa hoặc dịch quanh gân

Điều trị phụ thuộc vào mức độ tổn thương. Viêm gân có thể điều trị bảo tồn bằng:

• Nghỉ ngơi và tránh vận động gắng sức
• Chườm lạnh và dùng thuốc kháng viêm không steroid (NSAIDs)
• Vật lý trị liệu: kéo giãn, tăng cường cơ bắp chân

Trong khi đó, đứt gân toàn phần thường cần phẫu thuật nối gân hoặc dùng phương pháp bất động (đối với người lớn tuổi ít hoạt động). Sau điều trị, phục hồi chức năng là yếu tố quyết định hiệu quả lâu dài.

Phòng ngừa chấn thương gân Achilles

Việc phòng ngừa chấn thương gân Achilles đặc biệt quan trọng với vận động viên, người trung niên và người có tiền sử viêm gân. Các biện pháp hiệu quả bao gồm:

• Khởi động kỹ trước khi luyện tập thể lực, đặc biệt là các bài kéo giãn cơ bắp chân
• Tăng cường độ tập luyện dần dần, tránh tăng đột ngột
• Sử dụng giày thể thao có độ nâng gót và đệm tốt, phù hợp với bàn chân
• Tập luyện trên bề mặt phẳng, tránh nhảy trên nền cứng hoặc gồ ghề
• Thực hiện các bài tập tăng sức bền và đàn hồi của cơ và gân như eccentric calf raise

Với người có nguy cơ cao, việc đánh giá dáng đi, tư thế vận động và thiết kế chương trình tập luyện phù hợp bởi chuyên gia y học thể thao là giải pháp lâu dài, bền vững.

Phục hồi chức năng sau chấn thương

Quá trình phục hồi sau tổn thương gân Achilles đóng vai trò then chốt trong việc phục hồi chức năng vận động, giảm nguy cơ tái phát và đạt hiệu quả lâu dài. Phục hồi chức năng bao gồm 3 giai đoạn chính:

Giai đoạn	Mục tiêu	Can thiệp
1. Giai đoạn cấp (0–2 tuần)	Giảm đau, sưng, bảo vệ gân	Bất động, chườm lạnh, giảm tải vận động
2. Giai đoạn hồi phục (2–8 tuần)	Khôi phục tầm vận động, bắt đầu tăng cường cơ	Vật lý trị liệu, kéo giãn chủ động, bài tập đẳng trường
3. Giai đoạn chức năng (8–24 tuần)	Phục hồi sức mạnh, phản xạ và phối hợp	Tập sức mạnh, thăng bằng, bài tập chuyên biệt theo thể thao

Tổng thời gian phục hồi có thể kéo dài từ 3 tháng (trong viêm nhẹ) đến hơn 9 tháng (sau phẫu thuật đứt gân toàn phần). Sự phối hợp giữa bệnh nhân, bác sĩ và chuyên gia vật lý trị liệu là yếu tố then chốt để phục hồi tối ưu.

Đặc điểm sinh lý học trong quá trình lão hóa

Tuổi tác là một yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến sức khỏe gân Achilles. Khi tuổi tăng, cấu trúc collagen trong gân bị thay đổi, các sợi mất đi tính tổ chức, mật độ mạch máu giảm và khả năng tái tạo chậm lại. Điều này khiến người trung niên và cao tuổi dễ bị viêm gân hoặc đứt gân khi có tác động nhỏ hoặc không rõ nguyên nhân.

Việc duy trì vận động đều đặn, chế độ ăn giàu protein, collagen và vitamin C, kết hợp bài tập tăng cường nhẹ nhàng có thể giúp làm chậm quá trình thoái hóa gân. Ngoài ra, nên tránh các bài tập có lực nén cao hoặc giật mạnh ở người có dấu hiệu đau gân tái phát nhiều lần.

Ứng dụng trong nghiên cứu và y học thể thao

Gân Achilles là đối tượng nghiên cứu quan trọng trong nhiều lĩnh vực khoa học y sinh, đặc biệt là trong y học thể thao, phục hồi chức năng và vật liệu mô sinh học. Các nghiên cứu hiện nay tập trung vào:

• Hiểu rõ cơ chế vi mô gây thoái hóa gân theo tuổi
• Phát triển kỹ thuật sinh học để nối gân hiệu quả hơn như dùng tế bào gốc, màng sinh học
• Ứng dụng cảm biến và trí tuệ nhân tạo để theo dõi thời gian hồi phục sau chấn thương

Trong lĩnh vực thể thao chuyên nghiệp, việc theo dõi sức mạnh và độ đàn hồi gân Achilles đang được thực hiện bằng các thiết bị đo lực căng và phản xạ gân, từ đó đưa ra các quyết định huấn luyện và phòng ngừa chấn thương cá nhân hóa cho từng vận động viên.