2018/03/02

核心訓練觀念-腹內壓系統

        近年由於社會與工作型態的改變,越來越多的人,會因為長時間的工時與壓力而造成身體各部位,如:上頸部、腰部、髖部、臀部、膝、足……等的痠痛(Soreness)與疼痛(Pain),從而對日常生活帶來困擾。

         再加上近年來健身的風氣越來越盛行,大家便會認為這些不適與自己身體該部位的肌群力量不足有關,而投入了健身的行列。卻往往在訓練完後發現,這些不適得不到緩解,甚至不減反增。為想解決這方面的疑難,不少人進而在嘗試搜尋更多資訊時認識了「核心」這個名詞。



核心肌群   V.S.  腹內壓系統

       核心系統(Core system)這個概念在台灣的風行也行之有年。許多對健康保健有概念的民眾深知它的重要性,在平常運動之餘也格外注意核心系統的訓練;不斷做著所謂的「核心運動」,卻在長期練習下來,自覺在動作表現、減少不適感等方面沒有顯著的改善。

        其實,這最大的原因就在於大家觀念上的誤解。坊間所謂的「核心運動」大多的目的都是針對核心肌群肌力、肌耐力增強,卻往往忽略其「應用」的能力。儘管你已經擁有了強大的核心肌群,但你的神經控制系統可能沒有完全學會如何掌握、操作它們。




        我們能如何習得對身體的「控制」與「應用」呢?這最大的關鍵,便要從本文即將介紹的「腹內壓系統(Intra-Abdominal Pressure, IAP-system)」說起了!


何謂「核心系統」?

       核心〈Core system〉即是位於中軸的肌肉群。
       這些肌群有些負責產生動作,有些負責穩定脊椎,由內到外,依據肌肉的功能與分布位置可區分成兩大類,分別為:淺層的廣義核心肌群」與深層的狹義核心肌群」。


【 廣義核心肌群】

組成:腹外斜肌〈External Oblique Abdominis, EAO腹直肌(Rectus abdominis豎脊肌(Erector spinae腰方肌(Quadratus lumborum)等

        此類肌肉位於淺層,屬於動作肌(Mobilizers)。其功能並非維持身體姿勢,而是用於產生軀幹動作。另外,這些淺層肌肉仍須透過深層肌肉的收縮才能穩定脊椎,使得訓練更有效率,並預防運動傷害產生。


【狹義核心肌群】

組成橫膈膜〈Diaphragm腹橫肌〈Transversus abdominis腹內斜肌 

Internal Obliques Abdominis, IAO多裂肌〈Multifidus骨盆底肌〈Pelvic floor muscles

       此類肌群由四組包覆腹腔最深層的肌肉組成。當它們同時收縮、拉緊胸腰腹部的肌筋膜時,會壓縮腹腔空間,使腹內壓增加,並給予脊椎穩定,屬於穩定肌〈 Stabilizers ),幾乎不會產生動作。這些肌肉的作用程度可能因疼痛而受到抑制,且不會自發性回復;然而,只要透過適當的訓練,它們的功能可以再次被活化。




接下來,我們將焦點聚於這類型肌群,逐一進行較深入的講解:



     一、 橫膈膜(Diaphragm)

        橫膈膜擔任分隔胸腔與腹腔的角色,並由於其本身解剖上的特性,亦是主要呼吸肌及穩定核心的肌肉。當橫膈膜收縮時,會把肋骨往下拉,使橫隔膜下降,增加胸腔的空間、減少腹腔體積;同時頸部與肋間肌也會協同收縮,帶起整串肋骨,增加更多的換氣量。這一連串動作即為吾人所稱的吸氣

        正確的橫膈呼吸應為胸、腹等比例起伏。肋骨不上翻,整個腹腔像是一顆氣球般隆起,且不會出現肋骨下緣凹陷或是腹直肌用力的現象,這就是我們所稱的「橫膈呼吸」或稱「腹式呼吸」。

       腹式呼吸過程中,橫膈的收縮對腹腔產生壓力變化,進而啟動腹橫肌〈transverse abdominis)的收縮。研究指出,橫隔膜具有呼吸和穩定脊椎的雙重功能,它可以自主控制收縮以獨立呼吸並穩定姿勢。這兩項功能並非分開運作,而是同時執行,所以讓橫隔膜的雙重功能被同時活化、協調作用,是正確的核心穩定的關鍵




     二、 腹橫肌(transverse abdominis, TVA)

        腹部肌肉由外到內各別是腹外斜肌〈External Oblique Abdominis,EAO)、腹內斜肌〈Internal Oblique Abdominis, IAO)、腹直肌〈rectus abdominis)、腹橫肌〈Transverse Abdominis ,TVA)。

       在弓狀線〈Arcuate line〉以下腹直肌會穿過腹內斜肌與腹橫肌,弓狀線〈Arcuate line〉的位置在肚臍與恥骨聯合連線中點(約肚臍以下4~5cm)處,腹內、外斜肌腱膜和腹橫肌腱膜伸向腹直肌的前方,構成腹直肌鞘的前層,因此腹直肌鞘後層由於腱膜中斷,而形成一凸向上方的弧形分界線,此時這區域的腹橫肌就會變成表層肌肉。也就是說,一旦腹橫肌失去穩定脊椎的作用,周圍的肌肉就會連帶為了維持平衡而開始緊繃,並造成大腿前後側僵硬,甚至影響到下背。



       這塊肌肉為腹部最深層的肌肉,所涉及的範圍很大。它就像一塊束腰一樣,自腰椎以橫向的肌纖維包覆住腰部,是人體內唯一一塊橫向收縮的肌肉,被視為控制腰椎穩定中最重要的部分。其可讓身體旋轉、前彎以及吐氣;   

       主要負責軀幹內壓的平衡。腹橫肌收縮時會牽動胸腰肌筋膜〈Thoracolumbar Fascia〉與多裂肌(multifidus)增加張力,肌肉收縮使腹腔空間減少,促使腹腔內壓增加,這個壓力在腹橫肌和胸腰筋膜與多裂肌之間有效的傳遞,維持脊椎的穩定。
   
       除了上述的腹橫肌收縮可以維持脊椎的穩定外,我們人體的神經控制系統對於脊椎的穩定也一樣重要。亦即透過中樞的傳遞來控制肌肉的收縮、運動時間長短、程度強弱與動作順序等等。當大腦命令身體完成一動作時,這個系統變扮演負責保持整體動作流暢、穩定與協調的關鍵角色。

       舉例而言,當你想把手舉起來之前,大腦就會接受到訊息:「若將手臂抬起,身體重心會因此改變,造成不穩定。」 因此,在移動手臂前的40~110毫秒內,大腦就會控制深層核心肌群(如腹橫肌)令它收縮,藉此穩定脊椎,保持身體的平衡。中樞神經先下達讓身體維持穩定的指令,當動作發生後,再透過感覺受器提供的更多訊息來修正姿勢。而這種在動作做出之前就傳遞予大腦的訊息,便是所謂的「前饋〈Feed forward)」。腹內壓的啟動亦即是前饋機制的一種,又稱作「腹橫肌前饋機制」。



       為此,核心控制的關鍵在於「時間〈Timing)」,而不在「力量〈Strength)」。研究指出,好的核心控制能力與前饋機制的執行有很大的關係。但身體對前饋肌肉的控制能力,可能因疼痛或長時間姿勢不良而大幅減低。在如此情況下,即使核心肌群接受指令後仍有收縮,這樣的反應卻也可能是發生在動作開始之後,時間點太晚,即身體在脊椎尚未穩定的情況下就作出了動作。 


     三、 腹內斜肌〈Internal Oblique Abdominis, IAO )

       位於腹外斜肌的深面,肌纖維方向是從後上方斜向前下方,自髖結節下行,肌質逐漸為腱膜,與腹外斜肌腱膜相交織,止於腹白線。主要負責軀幹旋轉至同側


     四、多裂肌(multifidus)

       位於後上髂骨脊〈PSIS)向上延伸到頸椎第四節〈C4)關節突〈articular process)都有這條肌肉的起始點,腰椎部份的多裂肌起始點在乳狀突〈mamillary process),而胸椎部份的多裂肌的起始部分是橫突〈transverse process) ,這些肌肉的走向都是向中間(往棘突方向)。主要負責身體側彎,背部屈曲和伸張的動作,也可對軀幹的穩定做微細的調節。







何謂「腹內壓系統」?


       仔細觀察我們的身體軀幹,可以看到它是一個圓柱狀的構造。上半部是由肋骨和胸椎所構成的胸腔,用於穩定上半身;下半部是由腰椎與核心肌群及腹內壓來支撐,負責穩定下半身。

       腹內壓系統(Intra-Abdominal Pressure,IAP-system)是由腹腔肌肉共同收縮,讓腹腔容積減少,使其內壓上升;而主要就是由上述的腹橫肌、腹內斜肌、橫膈膜、多裂肌這些肌肉收縮,可緊縮腹腔,穩定腰椎部,建立一個封閉的圓柱體的壓力空間。就像是顆水球一樣,透過擠壓使整個球的體積減少,被壓縮的水就會向外擴散,讓整個腹腔內壓力升高,此時腹壁的肌肉會以離心收縮的方式來對抗橫膈所給予的壓力,這作用可提供脊椎各方向的力量並使其穩定,並降低脊椎間的壓力。



        人體的體重由後側的脊椎及前側的腹內壓承擔,腹內壓系統是一個維持我們軀體穩定並承重的系統,這個系統一旦失能,就會連帶產生其他結構上與力學上的失調,使脊椎承受的壓力增加,造成脊椎相關的病變。

        上述介紹了橫隔膜的雙重功能及腹橫肌的前饋機制,好的呼吸模式及神經控制讓橫隔膜與腹橫肌更有效率的收縮,也才有辦法產生足夠的腹內壓以穩定脊椎與軀幹、在動作過程中減少脊椎的壓力與代償的發生,提供穩定流暢的動力鏈由由此可見,若只有專注在核心肌力的訓練,卻忽略肌肉收縮控制與本體感覺的訓練,這對於腹內壓的產生與增加並不會有幫助,也無法達到穩定脊椎的效果。


腹內壓系統失能會造成那些影響?


        在上文中有提到,腹內壓的啟動是一種前饋機制。這種預備性的生理機制在動作前先讓我們的脊椎與軀幹穩定、減少周邊肌肉的代償使用,避免這樣的代償作用使前饋機制受到改寫,破壞動力鏈的傳遞,影響肌肉張力與關節壓力的平衡。

        一旦這個系統失調,就會造成身體各處肌肉神經系統、肌肉張力、關節壓力……等的失衡,而產生疼痛與痠痛。我們常遇到的肩頸痠痛、背痛、腰痛、屁股痛、膝蓋痛、腳底痛……等等,皆與腹內壓的失能有很大的關聯。以下針對腹內壓失調所可能引發的幾種症狀逐一說明。



  • 肩頸痠痛


        一般的呼吸方式大致上可分成兩種:一者為先前提過的「腹式呼吸」或稱「橫膈呼吸」,另一者為「胸式呼吸」。


        身體放鬆休息時,或是對於換氣的需求量並沒有太高時,多會使用「橫膈呼吸」模式進行呼吸;此時若是橫膈肌無力會造成腹內壓不足,將無法有效完成呼吸與穩定脊椎的雙重功能,而橫隔膜的呼吸功能將由其他呼吸方式輔助進行。例如:主要以胸部肌肉啟動的「胸式呼吸」,或是對肌肉負擔量更大、主要以頸部肌肉作用的「頸式呼吸」。


        胸式呼吸可以產生較大量的換氣量,大多是在運動時,因單位時間的耗氧增加,身體需要在短時間內做出高效率的呼吸而出現;相對的,這種呼吸方式較為費力,肋骨之間的肋間肌(Inter-coastal muscles)會收縮,將肋骨拉起,使胸腔及肺部擴張,完成主動吸氣的步驟;若肋間肌因使用過度而疲勞,或使用了錯誤的呼吸模式(頸式呼吸),頸部周圍的肌肉如斜角肌〈Scalene〉、胸鎖乳突肌〈sternocleidomastoid, SCM〉、提肩胛肌〈levator scapulae〉等,就會代償收縮,由其附著點──第一、第二肋骨開始,試圖拉起整串肋骨進行胸腔擴張。


        我們每天需要進行大約20000次的呼吸,長期下來這些肩頸的肌肉便會因過度使用而疲勞、產生緊繃,甚至因此壓迫到其下方經過的神經,此時受到影響的神經,其支配區域,如:肩頸、手臂、手指便會發出「疼痛」、「痠麻」的警訊;除此之外,無力的橫膈膜與不足夠的腹內壓,也會使頸椎周圍的肌肉張力不均,增加關節壓力,讓頸椎因肌肉張力不均而旋轉、偏移,造成小面關節的夾擠與椎間盤突出的發生,進而導致落枕或頭痛等等的症狀。





  • 腰背疼痛


        首先橫膈肌會先於腹部肌群先啟動,若是橫膈肌無力,亦會造成腹部肌肉活化不平衡,使深層核心肌群,如腹內斜肌、腹橫肌,肌張力減少;肌肉無力,便無法產生足夠的腹壓內去穩定支持脊椎,特別是在胸腰交界處(T-L junction)、腰椎以及骨盆最易產生影響。其中胸腰交界處(T-L junction)不穩定,會形成骨盆前傾,那麼在啟動髖屈肌時,根據肌肉特性,肌肉收縮讓二邊肌肉附著點互相靠近,腰椎的前突(Lordosis)就會增加,使後側的豎脊肌變緊,腰方肌(Quadratus Lumborum)代償收縮,引發下背緊繃與疼痛。


        由於豎脊肌的連接範圍由薦骨內側嵴往胸部及頸部的延伸,這條肌肉由於腹內壓失調而變緊也會同時影響頸椎到薦椎的整個的穩定,造成椎體的旋轉,所以有時肩頸痠痛的問題,也有可能因為腰椎的關係所引起。



  • 下肢疼痛


        這是由於骨盆的過度前傾,使得前側的髖屈肌(hip flexor)夾擠,或是讓其肌肉長期維持在縮短的位置,造成髖關節前側的鼠蹊,也就是人稱「該邊」的位置,產生緊繃、疼痛。此類症狀很常發生在工作需要長時間久坐的族群,如上班族、工程師、司機等,及需要較多的髖部反覆屈曲或是長時間髖部屈曲(髂腰肌縮短)的運動員,如腳踏車選手、跑步的選手(特別是常跑上坡路段的跑者)等人身上。

     
        一開始只有過度活動會特別不適,漸漸地,不論活動與否,都能感受到疼痛。除了髖屈肌(hip flexor)會被夾擠外,若是腹內壓系統失能,也會夾擠到股直肌(rectus femoris),在做髖屈曲的動作時,會把股直肌給夾擠進去,造成在抬腿時大腿前側的疼痛


        無力的腹肌與腹內壓也會弱化臀部肌肉的力量,除了會造成上述所說的骨盆過度前傾的問題外,也會影響到薦髂關節;附著於薦骨前側到大轉子的梨狀肌會因為臀大肌無力,而變的緊繃,使薦髂關節活動受限,造成疼痛;而緊繃的梨狀肌容易壓迫到其下方的坐骨神經,讓坐骨神經支配的區域產生痛、緊、痠、麻的現象,造成下肢相關的問題,例如:常被認為是足底筋膜炎的足底疼痛、或誤認是運動完未伸展的肌肉痠痛、緊繃……等。


        當身體感到痠痛時,許多人第一個反應總會是解除痠痛。大家往往尋求按摩讓肌肉放鬆,儘管每次按摩完的一至兩天內會相較舒服一些,但長期積累的不適仍苦於無法根治。畢竟,造成疼痛的主因就是橫膈無力及腹內壓不足,倘若斬草不除根,並未對橫膈膜及腹內壓的訓練著手,那麼春風吹又生,疼痛只會一再地發生。



總結


核心穩定的關鍵在於控制,其基礎始於正確的啟動橫膈膜及腹橫肌,同時執行呼吸與體態的維持,藉由所有的腹壁肌肉協同作用,來增加腹內壓,如此才能提供腰椎穩定的支撐。
核心訓練也不僅止於肌力與肌耐力的增加。在鍛鍊肌肉力量前,更重要的是要建立完善的動作控制及穩定機能。

先學會正確使力的方法,再針對力量作增強,循序漸進,這樣才能有良好的動作表現,並減少代償動作、避免組織傷害疼痛的產生!







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