在不穩定肩推當中肩膀穩定肌肉與原動肌的活動(ACTIVITY OF SHOULDER STABILIZERS AND PRIME MOVERS DURING AN UNSTABLE OVERHEAD PRESS)-(上)
摘要
Williams, MR Jr, Hendricks, DS, Dannen, MJ, Arnold, AM, and Lawrence, MA. Activity of shoulder stabilizers and prime movers during an unstable overhead press. J Strength Cond Res 34(1): 73–78, 2020—過頭取物是一個常見的動作,仰賴著肌肉來獲得動態穩定性。穩定肌肉在不穩定負重的背蹲及臥推中提高了活動度,但過頭肩推(overhead press;簡稱OHP)則有待確認。本項研究的目的是比較兩種不同情況−在穩定及不穩定條件下的過頭肩推過程當中,關於穩定肌肉與原動肌的活動情況,以及中心壓力(center of pressure;簡稱CoP)的偏移狀況。12名男性(年齡25.3±2.7歲;體重91.5±8.4 公斤;身高 1.81±0.06公尺)將在三種不同條件下進行最大負重(1RM)的50%負重進行10下反覆次數:傳統直式槓鈴加載穩定負重(straight stable;簡稱SS)、傳統直式槓鈴使用阻力帶掛載壺鈴(straight unstable;簡稱SU)以及彈性地震槓(Earthquake unstable;簡稱EU)使用阻力帶掛載壺鈴。並使用肌電圖觀察肩膀穩定肌肉與原動肌的活動。
將測量右腳的中心壓力Cop偏移情況。使用多變量分析來確定各條件之間的顯著性差異。使用EU進行增加肱二頭肌、豎脊肌、背闊肌、胸大肌、腹直肌、菱形肌和前鋸肌的活動程度超越使用SS的情況,而SU情況則僅增加了豎脊肌及背闊肌的活動情況。與SU條件(28.0英呎±7.2%)相比之下,EU條件(35.3英呎±7.9%)產生了更大的中心壓力偏移,因此我們可以說EU條件可能是增加肩膀穩定肌肉的有效方式。
關鍵字詞:bandbell;穩定度;地震槓
導論
在美國,平均每年有450萬人次因為肩膀疼痛尋求治療,每年則平均要進行25萬次肩關節手術(13)。由於患有肩部傷害的高需求,專注於發展肩胛穩定性的訓練已成為健身及復健領域的主流。而在所有有過頭動作的運動(如棒球、壘球、排球和網球)當中,肩部受傷的風險更是居高不下,因為必須讓肩膀承受高負荷及高強度(4)。在進行動作時,肩關節經常收到相當大的離心力。因此對於這些運動員來說,在肩部肌肉中具有足夠的力量以預防受傷是相當重要(4)。運動過程當中的不穩定性會增加抗拮肌的活動、增加關節強度和穩定性,這有助於保護關節免於過度受力(1-3)。在健身及復健領域當中,不穩定訓練已被廣泛運用於改善關節穩定性(5)。不穩定性訓練的支持者認為將不穩定性帶入訓練將可徵招更多的穩定肌肉並改善神經肌肉的控制(14)。而將不穩定性納入訓練的方式卻有許多。
像是在不穩定表面上進行運動(Unstable Surface Training;簡稱UST)。Behm and Anderson(2)發現坐臥在不穩定表面上進行抗阻訓練會導致力量輸出降低及負重量的降低。此外,與在臥推椅上臥推槓鈴相比之下,肱三頭肌、中三角肌、腹直肌和外斜肌等肌肉活動量減少(3)。雖然缺乏令人興奮的結果,但不穩定表面訓練仍舊因為可能可以增進肌肉活動而普及化。BOSU球、穩定球和平衡氣墊(DynaDisc)等產品仍存在於許多健身房和物理治療所。不穩定表面訓練(UST)的另一種可行替代方案是不穩定負重訓練(Unstable Load Training簡稱ULT),是使用阻力帶加載重量在彈性槓鈴上的組合達到不穩定性的負重效果。
雖然可以找到在健身網站的諸多介紹文章,皆聲稱了在不穩定阻力訓練中增加了肌肉組織、運動單位及肌梭徵招(6、18、19、20),但仍缺乏科學證據來證實這些主張。已有些支持性證據證實了ULT的療效。與穩定負重相比,用不穩定負荷進行背蹲會增加腹直肌、外斜肌和比目魚肌活動程度(11)。Ostrowski等人發現使用不穩定負荷時,雖然負荷量比穩定負重來得少,但肱二頭在臥推期間的活動量增加(16)。由於沒有臥推椅加以支撐,不穩定負荷在站立過頭推舉期間可能會對肩膀及軀幹的穩定肌肉帶來更顯著影響的一種方式。且ULT可能會挑戰個體的整體站立穩定性。有關於平衡的問題通常是因為正常老化、神經系統疾病或肌肉骨骼疾病(例如下背痛)所引發的(17),這可能會增加個體跌倒風險。而挑戰平衡穩定性的平衡性訓練可以提高人們在日常生活當中的不穩定條件下,減少發生及預防的能力,進而可以降低跌倒或相關傷害的風險。
現有的研究主要都是針對不穩定表面訓練的影響,但是最近的研究(1-3)表明,ULT可能會增加更多穩定肌和抗拮肌的活動,並因此提高關節穩定性。具我們所知,本項研究是第一個進行過頭推舉不穩定負荷時的肌肉活化研究,將對此提供對於復健及健身的潛在益處等相關見解。這項研究的目的是要確認不穩定負荷的過頭推舉是否比穩定負荷的更具挑戰性。我們還使用了兩種不穩定負載條件來確定這兩種條件之間是否存在任何差異性。故本次會針對2個不穩定負荷及1個穩定負荷的站立過頭推舉進行原動肌和肩部穩定肌群的活動度以及站立穩定性(藉由中心壓力偏移度來看)。我們將假設與穩定負載的過頭推舉相比,不穩定負載的推舉將(a)增加所有原動肌及穩定肌肉的活化,且會(b)應加中心壓力(CoP)的前後運動。我們還假設使用加載不穩定負荷的彈性槓鈴與加載不穩定負荷的標準槓鈴相比,將會增加更多原動肌和肩部穩定肌群的活動,且CoP的前後運動也會增加。
方法
本實驗設計採取3種不同條件的讓受試者進行測試。12名受過阻力訓練的男性志願者將在3種不同條件下使用最大推舉重量(1RM)的50%負重進行測試(標準槓鈴與槓片負重[SS],標準槓鈴使用1/2吋阻力帶加掛壺鈴重量[SU],彈性地震槓使用1/2吋阻力帶加掛壺鈴重量[EQ])。初步測試中發現,每位參與者的最大負重量(1RM)的50%負重是讓參與者在各種條件下,能夠完成10次的最高負重百分比。
研究項目
12名接受過阻力訓練的男性自願者(年齡25.3±2.7歲;體重91.5±8.4 公斤;身高1.81±0.06公尺;舉重經驗7.3±2.4年;站立過頭推舉1RM重量77.1±11.5公斤;數據皆為平均±標準偏差)參與本研究。假若自願受試者在近6個月內曾有過肩部受傷、過頭肩推若會帶有疼痛感或是有曾有過肩關節脫位,將會排除此名受試者。7名參與者表示他們曾有嘗試過ULT的經驗(但沒有人將此納入常規運動之中)。本研究得到了新英格蘭大學機構審查委員會的批准,所有參與者均提供了書面知情同意書(IRB#041217-007)。
過程
數據會分成兩階段收集。為了要最大程度地降低疲勞,測試前要求參與者48小時內不可運動。在第一階段中,參與者使用標準槓鈴以及槓片重量完成站姿過頭推舉的1RM測試(14)。在第一階段經過至少一周後,受試者在3種不同負重條件下進行了10下反覆次數的站姿過頭推舉(25磅標準槓鈴加載槓片 [SS];標準槓鈴使用阻力帶懸掛壺鈴[SU];及地震槓[美國俄亥俄州哥倫布市的Bandbell公司] 使用阻力帶懸掛壺鈴 [EQ])。阻力帶為1/2英寸的迷你彈力帶(英國倫敦的EliteFTS公司)在壺鈴上環繞約4圈進行懸掛(如圖1)。負重將使用可調式壺鈴進行正確的負載(四捨五入至最接近的5磅)。每位受試者的各條件順序是隨機進行。採用隨機法分派方式讓受試者在各條件的每個位置(第一、第二或第三)會進行相同的次數。每個條件情況都將使用1RM的25%負重進行5下反覆次數的預先暖身。在休息3分鐘後,參與者就使用1RM的50%負重進行10下反覆次數正式測試。在完成每組10下後都要求參與者根據博格(0–10)量表,對他們的主觀疲勞度(RPE)進行評分。在每個條件情況之間,受試者會休息5分鐘。測試過程使用節拍器來保持所有動作維持1秒向心及2秒離心的速度。
在第二階段中放置雙極(電極間距離2 cm)表面肌電圖(EMG)傳感器(美國亞利桑那州Noraxon USA公司)紀錄肌肉活動。感應線將會插入受試者棘上下肌及肩胛下肌處。所有放置動作均由同一人執行。細線擺置於肩胛下肌的方法是遵循Ne´meth and Brostro¨m(15)並且被Gerber推力測試(10)通過)。棘上肌的導線設置方式則是經由“full can” 測試(9)通過。然後對於3個肩袖肌群進行手動肌肉測試,以確保電極放置的正確性。表面肌電圖傳感器放置在背闊、上斜方肌、前鋸肌、豎脊肌、菱形肌、腹直肌、外斜肌、大胸肌、前中後三角肌、肱三頭肌和肱二頭肌上。所有EMG傳感器設置方式採用SENIAM建議方式進行(7,9)。
透過低通濾波器使用線性檢波(20–200 Hz)為每個EMG信號進行整流信號並設定6HZ為截止點。放置反光標記在受試者右腳腳趾及腳跟上,同時也在槓鈴的中央及末端設置反光標記。過程使用8台150HZ的8 Oqus Series-3動態攝影機(瑞典哥德堡Qualisys公司)跟隨標記。受試者的右腳站立在測力傳板(美國紐約州AMTI公司)上,右腳的Cop將作為測試標準。每一位參與者的肌肉活動會在靜態站立測試當中取得標準值,然後使用梯形公式進行整合。所有數據分析均使用Visual 3D(美國馬里蘭州C-Motion公司)進行。
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