Knee joint forces in the “Serra da Estrela” territory: the Trails4Health project: Knee joint forces in hiking

The aim of this study was to characterize knee joint forces in different trails from the Serra da Estrela with distinct characteristics. Twenty-nine subjects (20 males and 9 females), mean of 28.04±10.79 years, 1.73±0.09 m of height and 69.59±11.00 kg  of body mass volunteered for this study. In separate days, all subjects underwent three hikes (trail 1: circular, 10970m; trail 2: linear, 9053m; trail 3: circular, 7536m). A GPS device (Fenix 5, Garmin, USA) was used to ensure a consistent 5 km·h-1 pace and tracking the slopes. The knee joint forces, namely the maximum patellofemoral compressive force (MaxPcF), the maximum tibiofemoral shear force (MaxTsF) expressed as times the body weight (xBW) and the load equivalent (LE) were estimated. The MaxPcF was 2.1, 1.8 and 2.1, and the MaxTsF was 0.83, 0.80 and 0.83 for trails 1, 2 and 3, respectively. The MaxPcF for trail 1 is equivalent to a flat 17386 m walk and MaxTsF is equivalent to a 10980 m walk. The MaxPcF for trail 2 is equivalent to a flat 12605 m walk and MaxTsF is equivalent to a 8320 m walk. The MaxPcF for trail 3 is equivalent to a flat 12357 m walk and MaxTsF is equivalent to a 7532 m walk. According to the LE, trail 1 can be classified as “moderate”, and trails number 2 and 3 are classified as “pleasant”. Main data suggests that trail number 2 elicited less knee compression and shear forces. In contrast, trails number 1 and 3 are less appropriate for those who suffered from previous knee pain.

Foi objetivo deste estudo caracterizar as cargas internas no joelho em trilhos distintos do território da Serra da Estrela. Vinte e nove sujeitos (20 homens e 9 mulheres), com média de 28±10 anos, 1.73±0.09 m de estatura e 69.59±11.00 kg de massa corporal voluntariaram-se para percorrer três trilhos em dias distintos (trilho 1: circular, 10970m; trilho 2: linear, 9053m; trilho 3: circular, 7536m). A velocidade de caminhada foi monitorizada e mantida constante a 5 km/h com recurso a dispositivo GPS (Fenix 5, Garmin, USA) permitindo ainda a identificação dos declives e indicadores de altimetria. Foram estimadas: (i) a força de compressão patelo-femoral (MaxPcF); (ii) a força de cisalhamento tibio-femoral (MaxTsF) expressas em função do peso corporal, e (iii) o equivalente de carga (LE). A MaxPcF foi 2.59, 2.67 e 2.87 enquanto a MaxTsF foi de 0.95, 0.82 e 0.96 para os trilhos 1, 2 e 3, respetivamente. A soma da MaxPcF e MaxTsF para o trilho 1 representam respetivamente 17386 m e 10980 m de caminhada em terreno plano. A soma da MaxPcF e MaxTsF para o trilho 2 representam respetivamente 12605 m ou 8320 m de caminhada em terreno plano. A soma da MaxPcF e MaxTsF para o trilho 3, representam respetivamente 12357 m ou 7532 m de caminhada em plano. Considerando o equivalente de carga, o trilho 1 é classificado como “moderado” e os trilhos 2 e 3 podem ser classificados como “agradáveis”. Conclui-se assim que o trilho 2 promoveu menores forças ao nível do joelho. Em contraste, os trilhos 1 e 3 parecem ser menos apropriados para quem tenha sofrido recentemente de dores nessa articulação.