汪黎明,李丹阳,王安利
(1.北京体育大学 康复系,北京 100084;2.武汉体育学院 运动训练学教研室,湖北 武汉 430079)
高水平运动员运动损伤的特点主要有两个,一个是慢性损伤多见,也就是常说的过度使用伤或疲劳伤,也有人把它叫作劳损;另一个则是损伤往往反复发作,休息治疗后好转,一旦训练比赛容易复发。因此,有些人一方面认为运动损伤不可避免,搞运动就会有损伤;另一方面则认为损伤一旦发生就不可能痊愈,因此反复发作是正常情况,带伤训练也是高水平运动员的唯一的选择。这种观念一方面是面对目前我国运动损伤防治现状无可奈何的表现,另一方面也是对于运动损伤机制缺乏足够深入的认识导致。本章将从运动损伤的机制入手,以功能锻炼为主要手段,介绍运动损伤康复和预防的的原则与方法。
我们知道运动损伤的基本原因除了急性意外创伤以外,主要是身体组织结构对于运动负荷不能承受后出现的病理损害。而实际上身体结构对于负荷的承受能力是会发生变化的,合适的身体姿势和高效率的动作模式下,身体结构承受的负荷相对较小(Magee)。而不合理关节排列(身体姿势)和动作模式会增加关节压力刺激,损伤风险将会增加(Janda)。而这些关节排列和动作模式的异常往往和肌肉平衡问题(肌肉紧张或无力)紧密相关,它们相互影响形成一个恶性循环(图1)。
图1 慢性肌肉关节损伤疼痛环路
Janda(1986)指出,绝大多数的肌肉关节疼痛与肌肉痉挛有关,但并非由肌肉痉挛所引起;事实上,疼痛是由长时间肌肉收缩所致的缺血引起。长时间的肌肉收缩会导致疲劳,最终使得能够用于维持姿势和进行运动的肌力下降。
产生肌肉疼痛的间接因素包括关节力量的改变,这通常由肌力失衡所致的运动模式改变而引起。关节功能障碍未伴有痉挛时通常是无痛的。例如Janda(1986)发现骶髂关节畸形(异常排列)但无疼痛的受试者与无异常排列的受试者相比,在伸髋和髋外展动作中,臀大肌和臀中肌表现出明显的受限。
急性和慢性疼痛均可导致肌肉失衡。急性疼痛导致相对明显的肌肉反应,使得运动模式发生改变以保护或代偿受损区域(Lund等,1991)。久而久之,这种改变了的运动模式在CNS(中枢神经系统)中强化固定。尽管关于疼痛和痉挛的恶性循环理论目前仍未完善(Lund等,1991),但慢性疼痛恶性循环理论包含CNS和PNS(外周神经系统)的影响已是确信无疑。这些肌肉失衡通常发生图1所示的循环,该循环的组成包括以下部分:
肌肉失衡。慢性疼痛与肌肉保护性适应性反应有关,这导致主动肌张力下降而拮抗肌张力增加(Graven-Nielsen,Svensson 和 Arendt-Nielsen 1997,Lund 1991)。这一神经系统引发的反应,在特定肌群中可见肌肉紧张和衰弱的现象,表现为主动肌紧张会抑制拮抗肌,导致拮抗肌衰弱无力,从而导致肌肉失衡,增加损伤风险(Baratta等,1988)。
受损运动模式与姿势改变。疼痛引起的姿势反应很常见,人体通过增强屈肌反射以保护受损区域。通过代偿性运动产生的对疼痛的保护性适应导致ROM的下降以及运动模式的改变(Lund等,1991)。根据交互抑制的谢灵顿定律,拮抗肌的紧张将使主动肌受到抑制(Sherrington 1906)。这种失衡导致正常运动模式发生更大改变。由于原始运动模式和反射重新出现,受损运动模式可能会加重。
错误动作编排与动作学习。原始运动模式和反射的重新出现,明显会影响正常的运动模式。由于动作学习的影响,不断重复的错误运动模式将最终取代正常的动作编排。错误的动作编排将被认为是特定运动模式的新的正常编排,在运动皮层中逐渐根深蒂固,由此强化了错误的运动模式。
关节压力与本体感觉的改变。运动模式的改变会影响关节压力的正常模式。肌肉失衡将改变关节位置,影响关节囊及关节表面压力的分布。输入信号对肌肉激活修正十分重要,它使动作更加协调和高效(Holm,Inhahl和Solomonow 2002)。
关节退化。本体感觉的下降最终可导致关节退化(Barrett,Cobb 和 Bentley 1991;O‘Connor等 ,1992)。最近发现的位于脊髓的中枢模式发生器,通过平衡行走过程中主动肌和拮抗肌的收缩对关节起到一定的保护作用(O’Connor Vilensky 2003)。Janda认为,肌肉失衡比单纯的肌肉衰弱带给关节的危险更大(Janda 1993)。因此,功能性病理实际上可能导致结构性病理。
慢性疼痛。众所周知,诸如组胺和血管舒缓激肽等炎症介质能致痛。关节疼痛和炎症使骨骼肌传入感受器致敏(Guilbaud 1991;Schaible和 Schmidt 1985;Sessle和Hu 1991)。正如之前所说,疼痛能引起肌肉失衡,改变身体姿势和运动模式,由此加重恶性循环。
从以上损伤循环通路可以看出,常规的损伤处理关注在炎症的解除和疼痛的处理上,其效果只能是暂时的。只有从以上循环通路的各个环节介入康复和处理才能打破循环,最终彻底康复运动损伤。因此,我们介入康复功能锻炼的主要环节包括:肌肉失衡的恢复,包括肌肉紧张的放松和肌肉无力的加强;姿势矫正与动作模式的重新学习与纠正恢复;关节压力与本体感觉的训练(本体感觉训练);关节退化的恢复(必要时药物和物理因子治疗)。其中,大部分我们都可以通过功能锻炼来实现,虽然其中关节退化和病理改变无法直接通过功能锻炼来恢复,但是功能锻炼可以为损伤关节肌肉提供良好的恢复环境,打破损伤循环通路,避免损伤复发。
人体动作系统由3个子系统构成:肌肉系统(功能解剖)、骨骼系统(功能生物力学)和神经系统(动作行为)。人体运动遵循生物力学规律,并按照一定的动力链模式进行。这些规律和模型包括关节联动原理(姿势链)、肌肉最佳初长度原理、力偶原理、杠杆原理。3个系统的良好功能状态可以提高运动效率,减少运动损伤或加快损伤的康复。
2.1.1 关节联动原理
在动作过程中,人体必须连续保持其重心在一个变化的支撑面上,所以当其中一个关节排列发生变化,其相邻的上下关节排列也将发生相应变化。例如,如果一个人出现膝内扣,则会发现其足部关节(距下关节)和髋关节发生排列变化。也就是说,动作过程中姿势排列异常,将会发展出肌肉不平衡、关节功能障碍和损伤。
2.1.2 肌肉的长度张力关系曲线
肌肉存在最适宜的初长度。也就是说动作开始前和动作中,一个良好的姿势下,原动肌肉具有较好的初长度,工作效率较好;如果一个关节位置排列发生变化,临近关节排列也会变化,其肌肉工作长度也会变化,以致不能产生足够的力量来完成一个高效的动作。例如,抓举时弓背情况下背部肌肉被过度拉长,无法产生足够的伸展和稳定力量,将使得工作效率下降,并增加脊柱损伤风险。
2.1.3 力偶原理
链接在同一块(组)骨上的一组肌肉,为了产生一个关节运动的协同工作,称为力偶。我们知道,人体肌肉是借助于骨杠杆以力偶形式协同工作的。每块肌肉都有不同的起止点和不同的力臂,它们在不同角度上对于关节产生不同的力量,这些力量所产生的运动与关节位置结构、肌纤维特性和参与工作肌肉的合力有关。
2.1.4 杠杆原理
人体运动时产生的力量,不仅取决于肌单位的动员和肌肉围度,而且取决于肌肉的杠杆系统。关节不同角度时肌肉收缩产生的力矩是不一样的,关节内压力也不一样。也就是说,当关节位置发生变化时,肌肉工作的力矩也会发生变化,关节活动也将会因而改变。因此,肌肉工作效率取决于关节结构和功能位置。由于关节联动原理,一个关节结构域位置发生改变,整体动力链将会发生变化。
而在实际中,每一个动作过程都包含着各种不同的肌肉工作方式,包括离心、静力和向心动作,以及多个肌肉的协同工作(主动肌、协同肌、稳定肌群、拮抗肌群)。人体动作的模式取决于所有肌肉协同工作的力偶,最佳力偶关系才能保证人体按照理想的方式活动。也就是说,最佳肌肉长度-张力关系、力偶关系和关节排列才能形成运动感知整合,产生最佳的合理高效的运动模式,有效降低运动损伤风险或者为损伤康复提供最佳环境,如图2所示。
图2 肌肉平衡、姿势与动作模式恢复的康复功能锻炼原理
最佳动作模式取决于最佳肌肉长度-张力关系(肌肉平衡)、力偶关系(神经系统协调)、关节排列和神经肌肉控制。而这些都决定于关节结构与功能位置,以及以上各部分的最佳功能整合,也就是我们所说的合理姿势。姿势,包括静态姿势和动作过程中以上各部分的功能整合(动态姿势)。人体动作系统的效率和长久性需要以上人体动作系统各部分的良好整合,此效率包括结构效率和和功能效率。结构效率(structure efficiency)就是人体各部分结构的良好排列关系,保证人体能够在保持重心的情况下获得平衡。功能效率(functional efficiency)指肌肉间的协调工作保证肌肉群在适当时候被激活工作,产生适当的力量,以最小的消耗和对人体的压力刺激来完成功能动作。良好的结构效率和功能效率可以避免过度训练和动作障碍。
人体动作系统障碍和损伤往往不是一个结构的问题,因为人体动作系统是一个整合的系统,一个系统的问题往往会导致其他系统的代偿和适应。例如,如果肌肉长度或张力或关节位置排列之一发生变化,将会导致部分人体组织结构压力增加和功能障碍,进一步导致神经肌肉控制问题和微细损伤,以致进入损伤的恶性循环。
姿势、动作障碍、肌肉平衡与损伤风险的关系,如图3所示。
图3 姿势、动作障碍、肌肉平衡与损伤风险的关系
2.2.1 静态姿势问题
静态姿势异常可能会引发肌肉长度张力关系改变,进而力偶变化,出现动作模式改变,最终可能出现动作效率下降。常见静态排列异常主要包括关节活动度不足和肌筋膜粘连,从而导致或源自于静态姿势不良(排列异常可以是姿势不良的结果,也可以是原因)。关节功能障碍是个体疼痛不适最常见原因之一,一旦关节活动度下降,周围肌肉将会紧张和挛缩以减小对于该部位的刺激,肌肉的这种变化将会引发微细损伤积累的恶性训练反应。
静态姿势问题伴随一个值得关注的现象,就是肌肉动员的交互抑制。当静态姿势出现异常时,关节周围一块肌肉的紧张可能会导致其功能拮抗肌的神经冲动发放和肌单位的动员减少,从而出现拮抗肌肌力下降的现象。
另外,交互抑制原理还可能导致协同肌主导,有时候拮抗肌紧张导致原动肌抑制后,其协同肌替代部分原动肌功能而出现过度负荷。例如,髂腰肌紧张时,臀大肌激活受抑制出现肌肉力量不足,导致其协同肌另一伸髋肌群腘绳肌和稳定肌群竖脊肌过度负荷,而出现腘绳肌拉伤和下背痛(腘绳肌拉伤和腰背痛的根源可能是髂腰肌紧张或臀大肌无力)。另一个例子,当臀中肌无力时,其协同肌群阔筋膜张肌和腰方肌的过度激活,引发髂胫束综合征(髂胫束综合征发生的主要原因可能来自于臀中肌无力)。这种异常的肌肉动员模式,可能进一步改变静态姿势(关节排列和肌肉长度张力关系曲线变化)和引发运动损伤。
2.2.2 动态排列异常问题
动态姿势异常或动作模式异常,被认为是静态姿势异常和肌肉激活模式改变的结果。最为常见的动作模式异常包括下肢动作模式异常和上肢动作模式异常。
(1)下肢动作模式异常综合征。
典型的下肢动作模式异常表现为动作过程中出现足外翻(足弓内陷 pronation/flat feet)、膝内扣(valgus,胫骨内旋,股骨内旋、内收或膝关节锁住),以及腰椎-骨盆-髋带联合体不稳。其中存在潜在性部分肌肉紧张或过度激活,部分肌肉无力或抑制,以及部分关节功能障碍和部分损伤风险。下肢动作模式异常综合征如表1所示。
(2)上肢动作模式异常综合征
表1 下肢动作模式异常综合征
典型的上交叉综合征表现为圆肩、头前突和驼背,运动过程中出现肩胛胸壁位置异常和肱盂关节位置异常等。这种姿势异常常见于久坐人群或者一切特殊运动项目导致不平衡的过度负荷(如长期投掷、卧推和游泳运动等)。同样,其中存在潜在性部分肌肉紧张或过度激活,部分肌肉无力或抑制,以及部分关节功能障碍和部分损伤风险。上肢动作模式异常综合征如表2和图4所示。
表2 上肢肢动作模式异常综合征
图4 上交叉综合征
由此可见,不管是静态姿势或者动作模式问题,还是肌肉平衡问题,原因都是多方面的。可能是不合理的技术动作或者错误训练方法(单一训练模式)导致的肌肉过度使用,肌肉疲劳导致姿势与动作模式问题,继而引发肌肉的进一步疲劳和损伤,进而开始以上损伤的恶性循环过程;也可能只是生活习惯或先天遗传的姿势与动作模式引发的肌肉平衡问题,进而开始损伤性的恶性循环。我们打破损伤恶性循环,介入康复功能锻炼的关键是肌肉失衡的处理,随后开始本体感觉训练和整合训练,以纠正姿势与动作模式问题。在我们处理肌肉平衡问题之前,了解肌肉平衡问题的来源至关重要,也就是说,必须知道肌肉紧张和无力产生的原因,才可能有针对性的高效的处理方法。
在运动损伤康复的早期,肿胀、疼痛等验证处理依然是关键,然后才能开始康复功能锻炼。遵循一定的处理流程和损伤康复原理可以有效减少损伤加重和复发的风险,加快损伤的恢复。
根据以上对于运动损伤原因、康复功能锻炼原理,以及人体动作系统的科学基础与肌肉失衡的文献研究与分析,我们可以看出运动损伤康复和预防的关键是找到损伤的原因进行干预,并最终打破肌肉失衡、姿势与动作模式改变、关节受力与本体感觉异常、损伤炎症等问题间的恶性循环,恢复良好肌肉平衡、姿势与动作模式、良好神经肌肉控制和良好运动表现的良性循环。而这其中的关键,首先是找到循环的突破口,通过平衡找到姿势、动作模式和肌肉平衡问题。最后进行针对性的功能锻炼才是损伤康复和预防的最有效方法之一。因此,损伤康复和预防的功能锻炼分两步进行,首先是姿势、动作与肌肉评估,然后是针对性的肌肉处理和功能锻炼。
评估是功能锻炼的必要前提,根据评估结果才能给出正真有效的个性化功能锻炼方案。一般的评估流程是从静态评估开始,然后是动作评估,最后必要时进行肌肉平衡的评估。所有评估都可以使用表格记录,帮助我们获得身体的详细信息,同时也可用于功能锻炼前后比较,对锻炼效果进行评价。
体育运动的动作的主要是靠肌肉骨骼系统来完成,并且是在神经系统的协调控制和指挥下完成。肌肉系统是主要的动力系统,人体姿势的维持、良好动作模式的建立都靠肌肉的协调工作来达到。肌肉问题的出现和存在是我们首先要解决的问题,其中肌肉的紧张问题又是肌肉问题处理的关键所在。因此,康复功能锻炼要按照肌肉紧张的处理、肌肉力量的恢复、本体感觉与整合训练的流程来进行。
3.2.1 肌肉紧张的处理
Janda认为,肌肉紧张是肌肉失衡的关键因素。总的来说,易于紧张的肌肉比易于受抑制的肌肉肌力强三分之一。肌肉紧张能产生导致损伤的一系列事件。肌肉紧张能反射性地抑制它的拮抗肌,导致肌肉失衡。关节功能异常导致运动形式质量变差和代偿的出现并最终产生过早疲劳。最终,兴奋肌肉的过度紧张和稳定维持的下降将导致损伤。
Janda还认为,肌肉紧张有3个重要的影响因素(Janda 1993),及肌肉长度、兴奋阈以及募集的改变。紧张的肌肉通常比正常的肌肉更短,并出现长度-张力关系的改变。肌肉紧张导致兴奋阈的下降,即肌肉在运动中更容易被激活(Janda 1993)。运动通常都是沿着阻力最小的路径进行。紧张的肌肉通常会维持它们的力量,但是在极端的情况下,它们也能变弱(表3)。
表3 肌肉紧张和减弱原因分类
因此,要处理肌肉紧张找到原因做针对性处理很重要。一般来说,使用较多的有筋膜放松和牵拉技术两种方法。
(1)筋膜放松技术
筋膜放松技术一方面帮助松解筋膜直接放松肌肉,另一方面可以有效的松解肌肉内扳机点,抑制肌肉的紧张反应从而达到放松肌肉作用。而且此部分作用是是一般性牵拉无法达到的,因为牵拉本身并不能缓解扳机点等引起的肌肉反射性紧张问题。筋膜放松技术主要针对评估过程发现的紧张肌肉,使用按摩棒和泡沫轴进行自我放松。
泡沫轴肌筋膜放松术操作的原则:
使用泡沫轴滚压每个部位1~2min,重点刺激放松肌肉起止点和肌腹部位,必要时分段进行;
滚压过程中如发现有扳机点(疼痛区域),则当场持续按压30~45s;
频率,1~2次/天;
滚压时缓慢呼吸,以减轻由不适引起的紧张反射。
(2)牵拉技术
肌肉牵拉放松技术是一种非常有用的增加关节活动范围、增加肌肉柔韧性的方法,可以有效地放松肌肉,减轻运动后肌肉酸痛,促进肌肉疲劳恢复,减少运动损伤。使用最多的有静态牵拉和PNF牵拉技术两种。一般在筋膜放松后进行,因为筋膜的紧张和扳机点的存在会对牵拉效果有很大限制。因为肌肉单位本身是串联和并联结构,在紧张的串联成分(包括扳机点)没有放松的情况下,静力牵拉主要牵拉了串联的松弛部分肌肉单位,对于整体的肌肉放松效果并不理想。
当然,此部分牵拉也是主要针对评估部分找到的紧张肌肉进行,而且在牵拉过程中,同步进行肌肉紧张度的评估和身体双侧的对比,观察确保身体两侧和前后肌肉紧张度的对称性非常重要。
静力性牵拉的注意事项:
①强调缓慢而顺滑的运动,以及配合进行深呼吸,当你牵拉到极点感觉到有点微痛的时候深呼气,此时肌肉就会放松下来。
②在静力性牵拉的位置保持15~20s,保持节奏性的呼吸,重复进行2~3次。
③牵拉时不应该有疼痛的感觉。如果有疼痛感,说明牵拉程度太大。
④在机体关节生理范围内牵拉。
⑤如果身体有些部位十分紧张,要询问物理治疗师或者体能师,让他们去检查关节活动范围并评价牵拉效果,指导你进行牵拉练习。
3.2.2 肌肉力量的恢复
肌肉力量的丢失将导致肌肉松弛或肌力减弱。减弱的肌肉通常被称为低张力的或受抑制的的肌肉。从功能上看,肌肉会由于神经敏感性或适应性改变而变弱并可能表现出运动模式的激活延迟。导致肌肉减弱的原因很多,包括神经性和适应性两类,参见表3肌肉紧张和减弱原因分类。
这些力量减弱的肌肉,多数和关节稳定身体姿势控制有关,它们主要是局部关节活动相关肌肉。因此,此部分的肌肉力量练习不是常规的肌肉爆发力和最大力量练习,而主要是通过局部练习刺激激活该肌肉,并适当增加其工作的耐力能力。因此,锻炼方法以静力性和慢节奏控制性、多重复次数的练习方式为主。练习方案一般采取每周3~5次或更多次数,每次1~2组,每组10~15次,动作节奏增加静力保持和离心阶段(如动作到位后静力维持2s,离心回位控制在4s等)。具体练习动作需要依据评估结果选取针对性动作进行练习。
3.2.3 本体感觉与整合训练
紧张肌肉的放松和无力肌肉的激活为整合训练提供了基础,单块肌肉的工作能力是前提,随后肌肉间的协调工作,根据实际需要和外界自身信息反馈,按照中枢神经系统的统一指挥,达到全身肌肉的协同工作来高效准确地完成任务动作,这是功能锻炼的最后目标。这一过程需要靠本体感觉系统与神经肌肉控制系统整合练习来实现。这些练习包括基础的不稳定界面平衡控制练习和整体动力链动作练习,具体练习动作需根据评估结果选用。基本练习要点概括如下:
(1)每周3-5次或更多(视恢复和动作完成情况而定);
(2)每次1-3组;
(3)每组10-15次;
(4)动作节奏缓慢有控制。
[1]王安利.运动医学[M].北京:人民体育出版社,2012.
[2]Page,P.Sensorimotor training:A“global”approach for balance training[J].J Bodyw Mov Ther,2006(10):77-84.
[3]Janda.Treatment of chronic back pain[J].Journal of Manual Medicine,1992(5):166-8.
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