Скаковые лошади действуют на пределе биомеханики. Животные весом около 1000 фунтов могут двигаться со скоростью до 40 миль в час на длинных тонких конечностях, генетически созданных для перемещения их на большие расстояния.
Когда лошадь подталкивается к гонке на высокой скорости, ноги могут сломаться под ними, что называется поломкой.
Семьдесят процентов этих травм происходит в третьей пястной кости между коленом и пястью лошади (область чуть выше верхней части копыта). Из-за хрупкости их конечностей такие переломы могут вызвать непоправимое повреждение тканей, в результате чего чаще всего животное подлежит эвтаназии.
«Поскольку так много чистокровных собак ломают ноги таким образом, мы подумали, что должен быть способ предсказать и предотвратить это», – говорит Дина Голдштейн, докторант Центра функциональной анатомии и эволюции Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса и руководитель Автор статьи, опубликованной 17 августа 2020 года в журнале The Anatomical Record.
Чтобы понять, почему скаковые лошади ломаются, Гольдштейн сравнил размеры, плотность и способность сгибаться без разрушения трех изученных типов канонических костей, чтобы изучить влияние на них образа жизни и тренировок каждой породы.
Чистокровных, например, учат бегать на большие расстояния по поворотам для гонок, таких как Кентукки Дерби.
Американские четвертичные лошади обучены бегать на короткие дистанции в основном по прямым линиям и названы за их превосходную способность бегать на четверть мили быстрее, чем любая другая порода. Пони острова Ассатиг – более короткие и коренастые животные, которые живут в дикой природе, и поэтому представляют собой необученную популяцию, с которой можно сравнивать четвероногих лошадей и чистокровных лошадей.
«Сравнение этих пород дает интересную возможность взглянуть на взаимосвязь между механическими нагрузками на кость и структурной реакцией кости у животного, которое доведено до физиологических пределов», – говорит Гольдштейн.
В ходе исследования кости были собраны только у лошадей, которые умерли или были усыплены по причинам, не связанным с переломом или травмой третьей пястной кости.
Хотя размер третьей пястной кости варьировался у трех пород лошадей, Гольдштейн был удивлен, обнаружив, что прочность и структура кости относительно размера тела были удивительно похожими у трех типов лошадей.
«Если чистокровные породы участвуют в гонках и тренируются вокруг поворотов, можно ожидать, что определенные участки их костей будут намного сильнее, чтобы отразить это», – говорит Гольдштейн. "Однако, поскольку третьи пястные кости чистокровных не более плотные и сильные, чем две другие породы, это указывает на то, что кости чистокровных просто не подготовлены к этим силам."
То, что следует видеть, говорит Гольдштейн, является свидетельством ремоделирования кости – процесса, посредством которого рост новой кости помогает скелету реагировать на механическое напряжение. Подобно тому, как тяжелая атлетика укрепляет кости человека, воздействие стрессов, связанных с гонками на поворотах, должно создавать анатомические различия между чистокровными лошадьми и другими породами. Эти приспособления подготовят их кости к сопротивлению переломам.
Гольдштейн предполагает, что добавление тренировок на крутых поворотах на более высоких скоростях может дать костям чистокровных лошадей время адаптироваться к экстремальным нагрузкам и стать более устойчивыми к поломкам на трассе.
Скачки чистокровных лошадей вызывают много споров, поскольку многочисленные сообщения, такие как статья в New York Times от 22 июня 2019 года, свидетельствуют о растущем числе смертельных случаев в спорте, многие из которых связаны с переломами ног. Хотя некоторые из этих случаев были связаны с тем, что животным давали препараты, повышающие работоспособность, Гольдштейн и ее коллеги считают, что научно обоснованные меры по управлению и обучению скаковых лошадей могут лучше защитить их от поломок, связанных со стрессом на трассе.