核心稳定性训练的研究和应用现状

秦长辉

秦长辉(1964-)，男，江苏高邮人，副教授，本科，研究方向：警察体能教学与训练。

江苏警官学院，江苏 南京 210031

Jiangsu Police Institute, Nanjing 210031, Jiangsu, China.

核心稳定性训练的研究和应用现状

秦长辉

在过去的20年中，核心力量训练在职业运动员的训练中起着至关重要的作用。研究着重于损伤的预防和运动表现能力的提高；分析防止背痛的功能力量训练指南后，发现其训练方案同背痛的康复训练很相似，甚至有些观点相同；大多数运动方案既没有被测试其有效程度，也没有同通常的力量训练方案进行比较。关于核心稳定性训练的研究表明，运动训练指导应遵循中枢神经系统(躯干肌肉的主动激活)适应原则，在其他实验研究或综述中认为形态结构的适应性对躯干的稳定性及运动员的健康极为重要。本文分析了为何不采用背痛康复指导原则作为专业运动员力量训练的原因，并解释了一些常见的概念，如“选择性激活”和“不稳定表面训练”。

核心稳定性；背痛；训练

1 前言

在过去几十年里，核心稳定性训练和功能性训练被广泛的应用于康复，健身和竞技运动中。锻炼躯干肌肉可以防止受伤和提高运动表现能力。通过加强背部肌肉可以保护脊柱以免受损伤，但是躯干力量同运动表现之间的具体关系并未明确[1-6]。尽管已证实[2,3,7]跑步、跳跃和冲刺的能力同肌肉运动学参数(躯干伸展、屈伸、旋转和横向屈曲)具有较小的相关性，但依旧可以推测躯干肌肉在运动过程中起着重要的作用[8,9]。姿势的控制需要消耗和利用大量的能量[8,9]，在过去的20年里，随着背痛患者的日益增多，人们重新认识了背部肌肉的重要性，需要寻找合适的训练方法去有效地解决这一问题。背部疼痛通常同背部肌肉肌力的不足有着巨大的关系，但这并不是疼痛的唯一原因[10]，因为核心力量的缺失并不是每次都被发现。此外，运动练习手段之间是否会产生良性迁移也尚不清楚[11]。

Ezechieli等[12]在对有计划训练的运动员的躯干力量测试的结果中提出，运动员有必要进行一些预防性的核心训练。目前，由于核心稳定性训练的理论依据还不充足[12,13]，在这方面的概念还需要进一步研究。

2 核心稳定性的概念

目前，核心稳定性的概念并没有明确的定义，有研究者认为核心稳定性的肌肉可能仅包括脊柱的伸肌、屈肌、侧屈肌和旋转肌，也有研究者则认为肩膀和骨盆之间的所有肌肉，因为髋关节的位置可以影响脊柱的对齐程度[14-16]，所以可以调节躯干的肌肉活动。本文更倾向于后者。但是因为肌肉的适应机制是不变的，所以这里所提的训练方法对每块肌肉都是有效的[17,18]。

所谓的“稳定”、“加强”和“肌肉激活”三者是相互联系，相互影响的，肌力的加强和肌肉激活的程度会影响到核心的稳定性。躯干肌的激活状态及其收缩能力(肌肉质量)决定着产生多大的力量，从而保证脊柱的安全和位置的稳定。所以肌肉能产生多大力量对机体形态的维持具有重要的作用[19]。这种能力受到中枢神经系统(CNS)调控。肌肉的全部能力只能被特定的方式所激活，这时只有部分肌肉或者几根肌肉被充分激活，这称为肌肉或肌肉间的协调作用。因此，稳定是肌肉质量(收缩能力)及其通过CNS激活的结果，而加强是力量产生的最大化。

运动任务的种类是维持躯干稳定最主要的原因之一。回顾关于核心稳定的文章，仅仅只强调了肌肉激活的重要性。相反的是高活化的肌肉不能产生很大的肌肉力量。有时，训练目标是基于站立或行走中建立的[9]，然而这不足以用于日常生活或体育运动中，例如；搬运、提拉或拖拽，这远远超出了站立、步行和一些干预训练的要求[20]。为了解稳定躯体所需对抗的力量，必须要考虑到地面的反作用力(GRF)，因为根据牛顿第三定律，这一作用力可能达到体重的6-17倍，这就是为什么背部疼痛患者的治疗方案不适合作为职业运动员训练指导的原因之一。在体育运动方面，稳定躯干的力量需要远远大于日常生活中干预训练的力量需要。

3 核心稳定性的生理基础

3.1 整体和局部的肌肉系统

许多背部疼痛的研究将躯干的深层肌肉作为研究点。在这种情况下，O’sullivan[21]提出，躯干的肌肉被分为“整体”和“局部”。腹直肌、脊柱外侧肌群和腰椎间突出部分可以产生高扭矩从而影响脊柱的方向，而不是直接作用于脊柱来影响躯干的稳定。因此，整体肌肉系统可以引起躯干的移动，局部的肌肉由于经过或连接到脊柱，控制着每个椎骨段并使其稳定[21,22]。因此，建议进行针对到具体肌肉的训练，多选择一些能激活多肌肉的运动方式来制定运动方案。由于肌肉的选择性激活，所以背部疼痛的干预方式多是无外负荷的自重练习，这也说明了这些维持稳定的肌肉在其他的训练中并不能得到锻炼。Hibb等人[23]甚至提出，广泛运动整体性训练可能会导致肌力的失衡，从而影响脊柱的平衡，可能会使脊柱运动受限或产生补偿性运动，但并未被证实。然而整体和局部是解剖学所特有的分类方式，在其他方面并无功能意义。Lederman[10]认为整体和局部是解剖学所特有的分类方式，在其他方面并无功能意义。Stokes[24,25]认为，基于新的解剖模型的计算，包括腹壁的所有肌肉(腹直肌和腹外肌)和不同的躯干运动(伸展、屈伸和侧屈)导致了腹内压的增加，从而降低了压迫，但是腹部横断面的活动增加并不能改善椎体间的稳定性。另外一项研究也得出相同的结论[26]。

Grenier和McGill[25]认为，通过躯体肌肉的共同作用导致了脊柱稳定性显著增加，而腹肌横切面的活动无明显贡献。Vera-Garcia等人[27]将这些结果进行比较，发现腹腔空洞不会增加脊柱的稳定性。根据他们的研究成果，Cholewicki和VanVliet指出，区分负责分段稳定性的肌肉和脊柱运动经常使用局部(深层，跨节段)和整体(表面，多部分)系统的方法来区分的方法是不正确的。相反，躯干肌肉应视为功能单位，其激活水平根据运动任务而变化[9,16,20]。

3.2 选择性激活

Hodges[28]发现腹股沟横突首先以前馈的方式被激活(在不同的运动任务中)。在上肢的挥甩运动中，横腹肌在其激动剂(原动力)之前是活跃的，而腹直肌等肌肉根据运动方向而改变，有时甚至被部分激活。这种腹部横断面的激活可以诱导腹内高压，从而增强椎骨的稳定性。并通过筋膜的水平张力来提高椎体的刚度和稳定性来维持胸腰椎的稳定[29,30]。此外，“局部”和“整体”系统受到不同的运动控制系统的控制[31]，“局部”系统可以确保椎间固定，从而脊柱通过“整体”系统进行收缩[28]。

在下肢进行鞭甩运动时，显示了腹横内侧和外侧的预激活，例如，在髋关节屈曲和伸展时，腹部不是唯一被预先激活的肌肉。腹部横断面的稳定作用被认为是同时双向激活[32]。

Moseley等人[33]进一步声称腰椎表面肌纤维负责脊柱方向，而深层肌纤维则控制节间运动。在这种情况下，Hodges等混淆了运动任务不同的活动顺序，自愿选择性激活一个肌肉，因此高估了单个肌肉的重要性。作者只注意到激活时间顺序的差异，但任务所依赖肌肉贡献的变化没有得到考虑。

3.3 激活缺陷和选择性萎缩

没有证据显示，背部疼痛患者的肌肉与同侧其他工作肌肉相比表现出激活缺陷或选择性萎缩[16]。尽管如此，这些文章还是不断被引用[21-23]。通过仔细的阅读和检查这些文献，发现这些文章有严重的缺陷，包括统计分析不正确，结果与肌肉之间的比较被分为“整体”和“局部”系统。特别是对不属于实验方案的肌肉的解释，仅研究了某一肌肉，但在讨论[34-36]中与其他肌肉相比，其他肌肉占主导地位。并未验证杠铃训练效果对背部疼痛康复有效性，却通过“整体”的肌肉来解释。另一方面，大量文章声称对“局部”练习优于“整体”练习，而不进行实际验证或引用相关研究[21,23,34]。

此外，没有结果证实同侧的单个躯干屈肌或伸肌的活化过程中有选择性萎缩或缺陷[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现出不同的活化模式。 因此，几位作者[20-22]提出，由于多发性肌肉和横腹肌的重要性，“局部”和“全局”肌肉系统的分类并不合理。其他几位作者已经描述了单核心肌肉的分离激活，因此不适合作为训练目标[12,16,37]。Willardson[38]表示，局部和整体肌肉应该分开训练。

4 躯干稳定性训练

4.1 躯体旋转练习

在“功能力量训练”的背景下提出的另一个名词是躯干旋转练习[39]。可以用固定臀部或骨盆进行躯干旋转的练习。如果臀部转动的话，就难以评估身体的旋转运动是否由于躯干旋转引起的。在运动过程中，躯干旋转在椎间盘上会产生高剪切力。许多作者认为剪切力是造成椎间盘损伤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]。脊椎段之间的轴向旋转运动主要通过纤维环的限制。在组合的旋转和腹侧弯曲中，只有已经弯曲的纤维受到应力。因此，在组合的轴向压缩，扭转和腹侧弯曲中，椎间盘段的机械稳定性只有平时的一半，所以椎间盘受伤的风险显著增加。根据椎间盘和椎骨的情况，已证实椎间盘可以承受的压缩力高达6000N，再高则潜在的损伤风险增加，会影响到椎骨(骨折)，但不影响椎间盘[42]。如果除旋转力之外的其他力作用力作用到脊柱，危险会进一步增加。而在运动中动作的完成总是不可避免的要多角度旋转。研究得出，压缩和旋转的组合会危及纤维环的纤维[43,44]。脊柱的移动性增加(相对于正常的脊柱运动范围)会导致背痛。

因此，不应该通过躯干的旋转训练来改善脊柱的活动范围，这会降低被动组织(例如，韧带，纤维环纤维)抵抗旋转的抵抗力。相比之下，有些运动(高尔夫)需要在脊柱大范围的旋转运动[16]。核心稳定性肌肉的主要职责是尽可能减少或至少限制旋转运动[16]。旋转运动在强度和训练中安排的不合理，只会增加伤害的可能性。从实践的角度来看，如果负荷增加，每个人都会本能地使用臀部旋转发力，而不会主动对抗高负荷的旋转躯干。如果需要进行特别地旋转运动，那么应该在躯干固定的情况下执行，以避免脊柱的过度旋转，这样骨盆可以应付高负荷旋转。因此，我们建议进行这些肌肉的训练，以减少运动中脊柱任何类型的过度旋转。

4.2 不稳定表面训练

二十年来，在不稳定的表面进行抗阻训练已经非常流行。它的基本训练原理是，当在不稳定的表面上进行训练时，目标肌肉需要更大的负荷完成相同的运动量。此外，在不稳定平面训练需要各肌肉间协同工作，这会让力量训练更有效。大多数研究使用在不稳定的表面蹲起作为练习方式，通常记录核心肌肉和腿部伸肌的EMG活动。与稳定的表面状况相比，产生更高的力量，可能是由于较高的活性水平。不过研究并没有进行纵向研究，以通过在不稳定的表面上训练来证明核心肌肉的表现有显著的改善[13,17,45]。

4.2.1 运动强度

在不稳定表面蹲起的研究都具有一个共同点：使用的负荷不是50-70%1RM，而是超过10 RM的，或只有体重的60%。因为过大的负荷会导致动作变形，从而增加受伤的风险[17]。此外，参与者不再能够进行平行蹲下，通常不会让膝盖角度超过90度，如果想要深蹲，强度就要进一步降低。然而，为了创造适当的刺激，深蹲是必要的。高负荷与不稳定状态的混合，较容易造成损伤。这与肌肉的激活较少有关，这实际上可能是因为核心肌肉的活动减少。如果在两个条件(稳定与不稳定的表面)中分别确定1RM，并且基于这些测量来确定训练负荷，那光强度的问题就很复杂。正如McBride等[46]和Saeterbakken和[47]研究，不稳定条件下训练的负荷比稳定条件下降约40%。

4.2.2 “特异性”和“功能性”训练练习

不稳定表面的训练优于稳定训练，因为它可以模仿日常生活和体育活动，且比传统的抗阻力训练更好[13,45,48]。在核心稳定性计划中的许多练习也是如此。运动员的日常训练、预防和康复的力量训练，应尽可能类似于日常或运动所特定的动作[49]，如髋关节伸展同俯卧撑或侧板的练习。但是我们在日常生活或运动中似乎不会遇到完全类似的运动形式，在不稳定表面训练中使用的活动模式与运动和日常生活中的活动模式不同，因此，需要加强适应这一模式。使用不稳定的条件训练CNS以激活不同运动任务中的核心肌肉，从而使协调性得到改善，对于任何涉及核心肌肉活动的运动来看，这一观点是正确的，同样也可以应用到其他运动方式。然而，并没有研究显示在不稳定的条件下训练结果与某种运动表现[13,45]或躯干肌肉力量增加之间具有相关性。

5 结论

没有发现针对深度的核心肌肉或稳定脊柱的肌肉提供训练的依据,同时也没有发现运动员关于肌肉选择性缺陷的案例。因此，需要针对具体问题制定特定的训练来满足需求，特别是加强深层躯干肌肉或提高其选择性激活的能力。此外，没有证据表明，经典力量训练练习，例如下蹲，硬拉，抓举，挺举，只会影响“整体”肌肉，或导致躯干肌之间的不平衡[22]。这就是为什么强调一个或几个肌肉的重要性是不合理的，将肌肉分类为“局部”和“整体”肌肉组是不合适的[12,13,16,20,50]。因此，建议使用经典的力量训练[51]，因为这些提供了身体发生适应所必须的刺激。此外，鉴于多种运动不同需要[52,53]，特定力量训练方案也是值得考虑的。

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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