核心区的解剖学结构——肌肉
肌肉提供必要的力矩来引发运动(例如肌肉向心收缩)、控制运动(例如肌肉离心收缩)或阻止运动(例如肌肉等长收缩)。除了腹部肌肉之外,还有几个部位的肌肉也被视为核心区的一部分,具有稳定身体和动态运动功能。关键的一点是,没有任何一块单独的、最重要的核心肌肉能够在所有静态姿势和运动场景中实现这些功能。
人们一直过分强调腹横肌,将其视为最重要的脊椎稳定肌。这种错误的观念起源于一项表明腹横肌是手臂抬起之前第一个被激活的核心肌肉的研究(Hodges &Richardson, 1997)。然而,这项研究仅限于评估比较简单的运动任务。更复杂的运动任务强调核心肌肉的不同激活模式,具体取决于姿势、外部负荷和呼吸方式。
正因如此,体能教练应该根据具体任务考虑每块核心肌肉的相对重要性,而且这种相对重要性可能随时发生变化(Arokoski et al.,2001;Cholewicki & Van Vliet, 2002;Mc Gill, 2001;Mc Gill et al.,2003)。千变万化的姿势和外部负荷通过重力对脊柱、关联韧带、椎间关节和椎间盘产生作用。为了保持脊柱的稳定性,必须以力量相等、方向相反的肌肉动作来抵抗这些阻力负荷。不同的核心肌肉具有对应不同方向的肌肉纤维,通过同时激活躯干两侧的拮抗肌来形成足够的脊柱稳定性或硬度,同时在必要情况下允许脊柱活动。因此,发展核心肌肉的最佳方法是采用稳定功能(例如等长肌肉动作)和动态功能(例如向心和离心肌肉动作)相结合的大量不同的练习。
每块核心肌肉的功能重要性都不一样,具体取决于横截面积、纤维排列和瞬时稳定性或动态功能。例如,一些核心肌肉(例如竖脊肌群的最长肌和髂肋肌;见图1.5)跨越几节脊椎,而且拥有很长的力臂(即从关节到肌肉在骨骼上的附着点的距离),这使得它们非常适合为躯体伸展产生大力矩(Mc Gill, 2007)。因为肌肉力矩等于肌肉力量和力臂的乘积,所以力臂越长,脊柱稳定性和肌肉的运动功能就越可能得到增强,因为它增加了可产生的肌肉力矩。
例如,在罗马尼亚硬拉训练中,最长肌和髂肋肌通过等长作用将骨盆以前倾方式固定住(即在腰椎伸展的同时骨盆向前倾斜),这就允许臀大肌和腘绳肌分别动态地引起和控制髋关节的交替伸展和屈曲动作。教练在指导这项训练时,看到的正确的动作应该是训练者在髋关节形成一个“转轴”。
相反,其他核心肌肉(例如回旋肌、横突间肌和棘间肌)具有许多本体感受器(例如肌梭),使得它们非常适合用于检测特定的椎间关节的旋转动作(Amonoo Kuofi, 1983;Mc Gill, 2007;Nitz &Peck, 1986)。这些起到位置传感器作用的肌肉可以激活更大范围的浅表肌肉,从而满足脊柱稳定的需求。此外,其他的核心肌肉非常适合将力矩和角速度转移到上肢或下肢。因此,核心肌肉可分为三大类:(1)全身核心稳定肌;(2)局部核心稳定肌;(3)上下肢核心肢体转移肌(见表1.1)。
有几块遵循之前的核心肌肉定义的肌肉未列入表1.1中。本章的目的是提供一些关键核心肌肉的基本概述,这些核心肌肉起到保持脊柱的腰椎段的稳定性(全身和局部核心稳定肌)以及在上、下肢之间转移力矩和角速度的作用。
从实用的角度看,局部核心稳定肌不可脱离全身核心稳定肌单独进行训练。以前的一项研究(Cholewicki & Van Vliet, 2002)考察了各个核心肌肉在坐姿(即躯干屈曲、躯干伸展、躯干侧屈和躯干旋转)和站姿(即躯干垂直负荷和躯干在负重时弯曲45度)等长训练任务中对腰椎稳定性的影响。此外,还考察了腹直肌、腹内斜肌、腹外斜肌、背阔肌、竖脊肌、多裂肌、腰大肌和腰方肌的活动。最重要的发现是有几块不同的核心肌肉为腰椎的稳定性提供支持,具体是哪些肌肉,取决于负荷的方向和大小。值得一提的是,没有任何一个肌肉群对腰椎稳定性的支持比例超过30%,无论在什么样的训练任务下都是如此。然而,如果消除竖脊肌(全身核心稳定肌)的作用,那么在每个测试中都将导致腰椎稳定性最大幅度下降。
另一项研究(Arokoski et al.,2001)对16个以俯卧、仰卧、坐姿和站姿执行的任务中腹直肌、腹外斜肌、胸最长肌和多裂肌的活动进行了对比。最重要的发现是多裂肌(局部核心稳定肌)和竖脊肌群的最长肌(全身核心稳定肌)表现出类似的活动模式和同步功能;因此,局部和全身核心肌肉在复杂的运动任务中对形成足够的脊柱稳定性都非常重要。因此,经常提到的局部核心肌肉对脊柱稳定性最重要的观点是不正确的。
在各种不同的脊柱稳定技术中,腹部凹陷练习通常运用在康复计划中(Richardson& Jull, 1995)。腹部凹陷练习强调激活腹横肌,将腹壁向脊柱方向拉(即向后或向内拉)。该动作通常在相对非功能性的姿势上执行(例如以手和膝盖俯卧支撑)。
第二个稳定技术(腹部绷紧)优于腹部凹陷练习,因为前者设计腹部肌肉共同收缩。腹部绷紧需要有意识地着重保持腹部肌肉的紧张或“硬挺”。以前的一项研究(Grenier & Mc Gill, 2007)表明,腹部凹陷练习形成的核心稳定性比腹部绷紧低32%;这是腹壁后拉时外斜肌和内斜肌的力臂(即从关节到肌肉在骨头上的附着点的距离)减少导致的。因为肌肉力矩等于肌肉力量和力臂的乘积,所以力臂的减少降低了脊柱稳定性潜能,继而减少了肌肉可以产生的力矩。教练教授运动员正确的举重原理时,应该强调通过收紧腹部肌肉来实现腹部绷紧。
腹部绷紧技术还形成腹内压力,而腹内压力通过增加相邻椎骨之间的压缩力(即在一起推动椎骨的力量)来进一步提升脊椎的稳定性( Cholewicki, Juluru & Mc Gill, 1999;Cholewicki et al. ,1999;Cresswell & Thorstensson, 1994)。腹腔被核心肌肉所包围;腹环形成墙壁,膈膜形成“天花板”,而盆底肌群形成地板。具体而言,腹环是通过筋膜将前面的腹直肌、侧边的三块腹肌(腹内斜肌、腹外斜肌和腹横肌)与后面的腰背筋膜连接在一起构成的(见图1.6)。
腰背筋膜类似于自然的护腰带,所起的作用类似于外部举重腰带,在施展运动技能的过程中,不仅提供脊柱稳定性支撑,还起到转移力矩和角速度的作用(Mc Gill, 2007)。例如,背阔肌起于腰椎和骨盆,经过腰背筋膜之止于肱骨(上臂骨)。在棒球投球的挥臂动作期间,背阔肌将力矩和角速度从躯干转移到上肢。核心肌肉激活的次序是由中枢神经系统控制的,它让力矩和角速度可以在身体的各部分之间转移(例如从下肢转移到躯干再到上肢)。
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