核心穩(wěn)定性訓(xùn)練的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

秦長輝

秦長輝(1964-)，男，江蘇高郵人，副教授，本科，研究方向：警察體能教學(xué)與訓(xùn)練。

江蘇警官學(xué)院，江蘇 南京 210031

Jiangsu Police Institute, Nanjing 210031, Jiangsu, China.

核心穩(wěn)定性訓(xùn)練的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀

秦長輝

在過去的20年中，核心力量訓(xùn)練在職業(yè)運動員的訓(xùn)練中起著至關(guān)重要的作用。研究著重于損傷的預(yù)防和運動表現(xiàn)能力的提高；分析防止背痛的功能力量訓(xùn)練指南后，發(fā)現(xiàn)其訓(xùn)練方案同背痛的康復(fù)訓(xùn)練很相似，甚至有些觀點相同；大多數(shù)運動方案既沒有被測試其有效程度，也沒有同通常的力量訓(xùn)練方案進(jìn)行比較。關(guān)于核心穩(wěn)定性訓(xùn)練的研究表明，運動訓(xùn)練指導(dǎo)應(yīng)遵循中樞神經(jīng)系統(tǒng)(軀干肌肉的主動激活)適應(yīng)原則，在其他實驗研究或綜述中認(rèn)為形態(tài)結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性對軀干的穩(wěn)定性及運動員的健康極為重要。本文分析了為何不采用背痛康復(fù)指導(dǎo)原則作為專業(yè)運動員力量訓(xùn)練的原因，并解釋了一些常見的概念，如“選擇性激活”和“不穩(wěn)定表面訓(xùn)練”。

核心穩(wěn)定性；背痛；訓(xùn)練

1 前言

在過去幾十年里，核心穩(wěn)定性訓(xùn)練和功能性訓(xùn)練被廣泛的應(yīng)用于康復(fù)，健身和競技運動中。鍛煉軀干肌肉可以防止受傷和提高運動表現(xiàn)能力。通過加強背部肌肉可以保護(hù)脊柱以免受損傷，但是軀干力量同運動表現(xiàn)之間的具體關(guān)系并未明確[1-6]。盡管已證實[2,3,7]跑步、跳躍和沖刺的能力同肌肉運動學(xué)參數(shù)(軀干伸展、屈伸、旋轉(zhuǎn)和橫向屈曲)具有較小的相關(guān)性，但依舊可以推測軀干肌肉在運動過程中起著重要的作用[8,9]。姿勢的控制需要消耗和利用大量的能量[8,9]，在過去的20年里，隨著背痛患者的日益增多，人們重新認(rèn)識了背部肌肉的重要性，需要尋找合適的訓(xùn)練方法去有效地解決這一問題。背部疼痛通常同背部肌肉肌力的不足有著巨大的關(guān)系，但這并不是疼痛的唯一原因[10]，因為核心力量的缺失并不是每次都被發(fā)現(xiàn)。此外，運動練習(xí)手段之間是否會產(chǎn)生良性遷移也尚不清楚[11]。

Ezechieli等[12]在對有計劃訓(xùn)練的運動員的軀干力量測試的結(jié)果中提出，運動員有必要進(jìn)行一些預(yù)防性的核心訓(xùn)練。目前，由于核心穩(wěn)定性訓(xùn)練的理論依據(jù)還不充足[12,13]，在這方面的概念還需要進(jìn)一步研究。

2 核心穩(wěn)定性的概念

目前，核心穩(wěn)定性的概念并沒有明確的定義，有研究者認(rèn)為核心穩(wěn)定性的肌肉可能僅包括脊柱的伸肌、屈肌、側(cè)屈肌和旋轉(zhuǎn)肌，也有研究者則認(rèn)為肩膀和骨盆之間的所有肌肉，因為髖關(guān)節(jié)的位置可以影響脊柱的對齊程度[14-16]，所以可以調(diào)節(jié)軀干的肌肉活動。本文更傾向于后者。但是因為肌肉的適應(yīng)機制是不變的，所以這里所提的訓(xùn)練方法對每塊肌肉都是有效的[17,18]。

所謂的“穩(wěn)定”、“加強”和“肌肉激活”三者是相互聯(lián)系，相互影響的，肌力的加強和肌肉激活的程度會影響到核心的穩(wěn)定性。軀干肌的激活狀態(tài)及其收縮能力(肌肉質(zhì)量)決定著產(chǎn)生多大的力量，從而保證脊柱的安全和位置的穩(wěn)定。所以肌肉能產(chǎn)生多大力量對機體形態(tài)的維持具有重要的作用[19]。這種能力受到中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)調(diào)控。肌肉的全部能力只能被特定的方式所激活，這時只有部分肌肉或者幾根肌肉被充分激活，這稱為肌肉或肌肉間的協(xié)調(diào)作用。因此，穩(wěn)定是肌肉質(zhì)量(收縮能力)及其通過CNS激活的結(jié)果，而加強是力量產(chǎn)生的最大化。

運動任務(wù)的種類是維持軀干穩(wěn)定最主要的原因之一?；仡欔P(guān)于核心穩(wěn)定的文章，僅僅只強調(diào)了肌肉激活的重要性。相反的是高活化的肌肉不能產(chǎn)生很大的肌肉力量。有時，訓(xùn)練目標(biāo)是基于站立或行走中建立的[9]，然而這不足以用于日常生活或體育運動中，例如；搬運、提拉或拖拽，這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了站立、步行和一些干預(yù)訓(xùn)練的要求[20]。為了解穩(wěn)定軀體所需對抗的力量，必須要考慮到地面的反作用力(GRF)，因為根據(jù)牛頓第三定律，這一作用力可能達(dá)到體重的6-17倍，這就是為什么背部疼痛患者的治療方案不適合作為職業(yè)運動員訓(xùn)練指導(dǎo)的原因之一。在體育運動方面，穩(wěn)定軀干的力量需要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于日常生活中干預(yù)訓(xùn)練的力量需要。

3 核心穩(wěn)定性的生理基礎(chǔ)

3.1 整體和局部的肌肉系統(tǒng)

許多背部疼痛的研究將軀干的深層肌肉作為研究點。在這種情況下，O’sullivan[21]提出，軀干的肌肉被分為“整體”和“局部”。腹直肌、脊柱外側(cè)肌群和腰椎間突出部分可以產(chǎn)生高扭矩從而影響脊柱的方向，而不是直接作用于脊柱來影響軀干的穩(wěn)定。因此，整體肌肉系統(tǒng)可以引起軀干的移動，局部的肌肉由于經(jīng)過或連接到脊柱，控制著每個椎骨段并使其穩(wěn)定[21,22]。因此，建議進(jìn)行針對到具體肌肉的訓(xùn)練，多選擇一些能激活多肌肉的運動方式來制定運動方案。由于肌肉的選擇性激活，所以背部疼痛的干預(yù)方式多是無外負(fù)荷的自重練習(xí)，這也說明了這些維持穩(wěn)定的肌肉在其他的訓(xùn)練中并不能得到鍛煉。Hibb等人[23]甚至提出，廣泛運動整體性訓(xùn)練可能會導(dǎo)致肌力的失衡，從而影響脊柱的平衡，可能會使脊柱運動受限或產(chǎn)生補償性運動，但并未被證實。然而整體和局部是解剖學(xué)所特有的分類方式，在其他方面并無功能意義。Lederman[10]認(rèn)為整體和局部是解剖學(xué)所特有的分類方式，在其他方面并無功能意義。Stokes[24,25]認(rèn)為，基于新的解剖模型的計算，包括腹壁的所有肌肉(腹直肌和腹外肌)和不同的軀干運動(伸展、屈伸和側(cè)屈)導(dǎo)致了腹內(nèi)壓的增加，從而降低了壓迫，但是腹部橫斷面的活動增加并不能改善椎體間的穩(wěn)定性。另外一項研究也得出相同的結(jié)論[26]。

Grenier和McGill[25]認(rèn)為，通過軀體肌肉的共同作用導(dǎo)致了脊柱穩(wěn)定性顯著增加，而腹肌橫切面的活動無明顯貢獻(xiàn)。Vera-Garcia等人[27]將這些結(jié)果進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)腹腔空洞不會增加脊柱的穩(wěn)定性。根據(jù)他們的研究成果，Cholewicki和VanVliet指出，區(qū)分負(fù)責(zé)分段穩(wěn)定性的肌肉和脊柱運動經(jīng)常使用局部(深層，跨節(jié)段)和整體(表面，多部分)系統(tǒng)的方法來區(qū)分的方法是不正確的。相反，軀干肌肉應(yīng)視為功能單位，其激活水平根據(jù)運動任務(wù)而變化[9,16,20]。

3.2 選擇性激活

Hodges[28]發(fā)現(xiàn)腹股溝橫突首先以前饋的方式被激活(在不同的運動任務(wù)中)。在上肢的揮甩運動中，橫腹肌在其激動劑(原動力)之前是活躍的，而腹直肌等肌肉根據(jù)運動方向而改變，有時甚至被部分激活。這種腹部橫斷面的激活可以誘導(dǎo)腹內(nèi)高壓，從而增強椎骨的穩(wěn)定性。并通過筋膜的水平張力來提高椎體的剛度和穩(wěn)定性來維持胸腰椎的穩(wěn)定[29,30]。此外，“局部”和“整體”系統(tǒng)受到不同的運動控制系統(tǒng)的控制[31]，“局部”系統(tǒng)可以確保椎間固定，從而脊柱通過“整體”系統(tǒng)進(jìn)行收縮[28]。

在下肢進(jìn)行鞭甩運動時，顯示了腹橫內(nèi)側(cè)和外側(cè)的預(yù)激活，例如，在髖關(guān)節(jié)屈曲和伸展時，腹部不是唯一被預(yù)先激活的肌肉。腹部橫斷面的穩(wěn)定作用被認(rèn)為是同時雙向激活[32]。

Moseley等人[33]進(jìn)一步聲稱腰椎表面肌纖維負(fù)責(zé)脊柱方向，而深層肌纖維則控制節(jié)間運動。在這種情況下，Hodges等混淆了運動任務(wù)不同的活動順序，自愿選擇性激活一個肌肉，因此高估了單個肌肉的重要性。作者只注意到激活時間順序的差異，但任務(wù)所依賴肌肉貢獻(xiàn)的變化沒有得到考慮。

3.3 激活缺陷和選擇性萎縮

沒有證據(jù)顯示，背部疼痛患者的肌肉與同側(cè)其他工作肌肉相比表現(xiàn)出激活缺陷或選擇性萎縮[16]。盡管如此，這些文章還是不斷被引用[21-23]。通過仔細(xì)的閱讀和檢查這些文獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)這些文章有嚴(yán)重的缺陷，包括統(tǒng)計分析不正確，結(jié)果與肌肉之間的比較被分為“整體”和“局部”系統(tǒng)。特別是對不屬于實驗方案的肌肉的解釋，僅研究了某一肌肉，但在討論[34-36]中與其他肌肉相比，其他肌肉占主導(dǎo)地位。并未驗證杠鈴訓(xùn)練效果對背部疼痛康復(fù)有效性，卻通過“整體”的肌肉來解釋。另一方面，大量文章聲稱對“局部”練習(xí)優(yōu)于“整體”練習(xí)，而不進(jìn)行實際驗證或引用相關(guān)研究[21,23,34]。

此外，沒有結(jié)果證實同側(cè)的單個軀干屈肌或伸肌的活化過程中有選擇性萎縮或缺陷[12,13,16,20,26-28]。此外，McGill[16]指出，背部疼痛患者的其他肌肉也表現(xiàn)出不同的活化模式。 因此，幾位作者[20-22]提出，由于多發(fā)性肌肉和橫腹肌的重要性，“局部”和“全局”肌肉系統(tǒng)的分類并不合理。其他幾位作者已經(jīng)描述了單核心肌肉的分離激活，因此不適合作為訓(xùn)練目標(biāo)[12,16,37]。Willardson[38]表示，局部和整體肌肉應(yīng)該分開訓(xùn)練。

4 軀干穩(wěn)定性訓(xùn)練

4.1 軀體旋轉(zhuǎn)練習(xí)

在“功能力量訓(xùn)練”的背景下提出的另一個名詞是軀干旋轉(zhuǎn)練習(xí)[39]?？梢杂霉潭ㄍ尾炕蚬桥柽M(jìn)行軀干旋轉(zhuǎn)的練習(xí)。如果臀部轉(zhuǎn)動的話，就難以評估身體的旋轉(zhuǎn)運動是否由于軀干旋轉(zhuǎn)引起的。在運動過程中，軀干旋轉(zhuǎn)在椎間盤上會產(chǎn)生高剪切力。許多作者認(rèn)為剪切力是造成椎間盤損傷和背部疼痛的主要原因，并且提出在脊椎水平上非常小的剪切力都是有害的[40,41]。脊椎段之間的軸向旋轉(zhuǎn)運動主要通過纖維環(huán)的限制。在組合的旋轉(zhuǎn)和腹側(cè)彎曲中，只有已經(jīng)彎曲的纖維受到應(yīng)力。因此，在組合的軸向壓縮，扭轉(zhuǎn)和腹側(cè)彎曲中，椎間盤段的機械穩(wěn)定性只有平時的一半，所以椎間盤受傷的風(fēng)險顯著增加。根據(jù)椎間盤和椎骨的情況，已證實椎間盤可以承受的壓縮力高達(dá)6000N，再高則潛在的損傷風(fēng)險增加，會影響到椎骨(骨折)，但不影響椎間盤[42]。如果除旋轉(zhuǎn)力之外的其他力作用力作用到脊柱，危險會進(jìn)一步增加。而在運動中動作的完成總是不可避免的要多角度旋轉(zhuǎn)。研究得出，壓縮和旋轉(zhuǎn)的組合會危及纖維環(huán)的纖維[43,44]。脊柱的移動性增加(相對于正常的脊柱運動范圍)會導(dǎo)致背痛。

因此，不應(yīng)該通過軀干的旋轉(zhuǎn)訓(xùn)練來改善脊柱的活動范圍，這會降低被動組織(例如，韌帶，纖維環(huán)纖維)抵抗旋轉(zhuǎn)的抵抗力。相比之下，有些運動(高爾夫)需要在脊柱大范圍的旋轉(zhuǎn)運動[16]。核心穩(wěn)定性肌肉的主要職責(zé)是盡可能減少或至少限制旋轉(zhuǎn)運動[16]。旋轉(zhuǎn)運動在強度和訓(xùn)練中安排的不合理，只會增加傷害的可能性。從實踐的角度來看，如果負(fù)荷增加，每個人都會本能地使用臀部旋轉(zhuǎn)發(fā)力，而不會主動對抗高負(fù)荷的旋轉(zhuǎn)軀干。如果需要進(jìn)行特別地旋轉(zhuǎn)運動，那么應(yīng)該在軀干固定的情況下執(zhí)行，以避免脊柱的過度旋轉(zhuǎn)，這樣骨盆可以應(yīng)付高負(fù)荷旋轉(zhuǎn)。因此，我們建議進(jìn)行這些肌肉的訓(xùn)練，以減少運動中脊柱任何類型的過度旋轉(zhuǎn)。

4.2 不穩(wěn)定表面訓(xùn)練

二十年來，在不穩(wěn)定的表面進(jìn)行抗阻訓(xùn)練已經(jīng)非常流行。它的基本訓(xùn)練原理是，當(dāng)在不穩(wěn)定的表面上進(jìn)行訓(xùn)練時，目標(biāo)肌肉需要更大的負(fù)荷完成相同的運動量。此外，在不穩(wěn)定平面訓(xùn)練需要各肌肉間協(xié)同工作，這會讓力量訓(xùn)練更有效。大多數(shù)研究使用在不穩(wěn)定的表面蹲起作為練習(xí)方式，通常記錄核心肌肉和腿部伸肌的EMG活動。與穩(wěn)定的表面狀況相比，產(chǎn)生更高的力量，可能是由于較高的活性水平。不過研究并沒有進(jìn)行縱向研究，以通過在不穩(wěn)定的表面上訓(xùn)練來證明核心肌肉的表現(xiàn)有顯著的改善[13,17,45]。

4.2.1 運動強度

在不穩(wěn)定表面蹲起的研究都具有一個共同點：使用的負(fù)荷不是50-70%1RM，而是超過10 RM的，或只有體重的60%。因為過大的負(fù)荷會導(dǎo)致動作變形，從而增加受傷的風(fēng)險[17]。此外，參與者不再能夠進(jìn)行平行蹲下，通常不會讓膝蓋角度超過90度，如果想要深蹲，強度就要進(jìn)一步降低。然而，為了創(chuàng)造適當(dāng)?shù)拇碳?，深蹲是必要的。高?fù)荷與不穩(wěn)定狀態(tài)的混合，較容易造成損傷。這與肌肉的激活較少有關(guān)，這實際上可能是因為核心肌肉的活動減少。如果在兩個條件(穩(wěn)定與不穩(wěn)定的表面)中分別確定1RM，并且基于這些測量來確定訓(xùn)練負(fù)荷，那光強度的問題就很復(fù)雜。正如McBride等[46]和Saeterbakken和[47]研究，不穩(wěn)定條件下訓(xùn)練的負(fù)荷比穩(wěn)定條件下降約40%。

4.2.2 “特異性”和“功能性”訓(xùn)練練習(xí)

不穩(wěn)定表面的訓(xùn)練優(yōu)于穩(wěn)定訓(xùn)練，因為它可以模仿日常生活和體育活動，且比傳統(tǒng)的抗阻力訓(xùn)練更好[13,45,48]。在核心穩(wěn)定性計劃中的許多練習(xí)也是如此。運動員的日常訓(xùn)練、預(yù)防和康復(fù)的力量訓(xùn)練，應(yīng)盡可能類似于日?；蜻\動所特定的動作[49]，如髖關(guān)節(jié)伸展同俯臥撐或側(cè)板的練習(xí)。但是我們在日常生活或運動中似乎不會遇到完全類似的運動形式，在不穩(wěn)定表面訓(xùn)練中使用的活動模式與運動和日常生活中的活動模式不同，因此，需要加強適應(yīng)這一模式。使用不穩(wěn)定的條件訓(xùn)練CNS以激活不同運動任務(wù)中的核心肌肉，從而使協(xié)調(diào)性得到改善，對于任何涉及核心肌肉活動的運動來看，這一觀點是正確的，同樣也可以應(yīng)用到其他運動方式。然而，并沒有研究顯示在不穩(wěn)定的條件下訓(xùn)練結(jié)果與某種運動表現(xiàn)[13,45]或軀干肌肉力量增加之間具有相關(guān)性。

5 結(jié)論

沒有發(fā)現(xiàn)針對深度的核心肌肉或穩(wěn)定脊柱的肌肉提供訓(xùn)練的依據(jù),同時也沒有發(fā)現(xiàn)運動員關(guān)于肌肉選擇性缺陷的案例。因此，需要針對具體問題制定特定的訓(xùn)練來滿足需求，特別是加強深層軀干肌肉或提高其選擇性激活的能力。此外，沒有證據(jù)表明，經(jīng)典力量訓(xùn)練練習(xí)，例如下蹲，硬拉，抓舉，挺舉，只會影響“整體”肌肉，或?qū)е萝|干肌之間的不平衡[22]。這就是為什么強調(diào)一個或幾個肌肉的重要性是不合理的，將肌肉分類為“局部”和“整體”肌肉組是不合適的[12,13,16,20,50]。因此，建議使用經(jīng)典的力量訓(xùn)練[51]，因為這些提供了身體發(fā)生適應(yīng)所必須的刺激。此外，鑒于多種運動不同需要[52,53]，特定力量訓(xùn)練方案也是值得考慮的。

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CurrentResearchandPracticalApplicationofCoreStabilityTraining

Qin Changhui

Over the last two decades, exercise of the core muscles has played a vital role in professional sports. Research has focused on injury prevention and increasing athletic performance. After analyzing the guidelines for so called functional strength training for back pain prevention, it is found that programs were similar to those for back pain rehabilitation. Most exercise specifications have neither been tested for their effectiveness nor compared with the load specifications normally used for strength training. Scientific literature research on core stability exercises shows that adaptations in the central nervous system (voluntary activation of trunk muscles) have been used to justify exercise guidelines. It is important for the stability of the trunk and therefore the athlete’s health to adapt to the morphological structures. This article explains why the guidelines created for back pain rehabilitation are insufficient for strength training in professional athletes, and critically analyzes the common concepts such as “selective activation” and“ training on unstable surfaces”.

core stability; back pain; training

G808.1

A

1005-0256(2017)11-0157-4

10.19379/j.cnki.issn.1005-0256.2017.11.065