浅谈太极拳对老年人的力量和神经肌肉反应的生物力学因素

褚子雯

(武汉体育学院研究生院，湖北 武汉 430079)

太极拳是最受欢迎的运动形式之一，20世纪90年代太极拳曾经风靡整个东南亚，产生了极大的社会影响力，目前在欧美及澳洲该项运动也得到很大的发展，越来越多的人参与到该运动的习练之中。由于其运动时身体动作舒缓，柔和，圆润，有利于调节气息和血液循环的畅通，促进了对人体身体内脏机能水平的提高，因而吸引了许多生理学家对此研究的浓厚兴趣，深入探讨太极拳运动潜在的医用价值。又由于太极拳要求身体自然地伸展和放松，心灵平静而警觉，动作协调一致，对于动作技能的形成具有较大的帮助，尤其是瞬间能产生极强的力量爆发，逐渐得到生物力学研究者的高度重视，深入挖掘太极拳的生物力学功效是一项极有意义的研究工作。在大多数英国文学中，太极拳被描述为一种传统形式的运动来源于民间传统武术艺术。但在英国文学中，太极拳常常被称为“Tai Chi”而把“boxing”被忽略，因此在其他国家常被称为太极。“太极”一词，最早见于《易传．系辞》：“易有太极，是生两仪，两仪生四象，四象生八卦。”太极在中国传统文化中是阴阳末分，天地混沌时期，因为大到极点，顾称之为“太极”；则是一代又一代流传下来的强调运动者依靠体内外间协调平衡，松紧有持的古老传统武术形式，从武术的民间传统衍生到终身锻炼，已经有了1200多年的历史[1]。太极拳的缓慢而柔软的运动形式是源于中国哲学之一的道教。道教的中心学说则是关注心灵的宁静，它的目的是通过药物和生活方式的改变去实现长寿。现在，太极被分化成很多了流派，如陈式，杨式，孙式，吴式等每个派别都有其独特的特征，但是又遵循了太极拳这一运动的基本概念。

如今，不管是国内还是国外数百万各个年龄段的人都在练太极，太极拳已成为了最受欢迎的运动形式之一，尤其是在老年人中。随着年龄的增长通常器官功能有着显著的下降，关节退行性改变，视力不佳，身体不平衡，体力丧失等现象都是普遍存在的。虽然运动对老年人的健康有积极的影响，但是合适老年人运动的方式很少。而太极拳不仅简单易学，不受年龄，性别，场地等限制，本着降低运动损伤，适合中老年人的生理和心理机能等原则，太极拳似乎是众多运动当中可以提供老年人锻炼所有需求的运功方式之一。最初，人们练习太极最关注的仅仅是身体健康状况和自我保护的能力。2010年，美国和英国的老年学会分别将太极拳推荐为预防跌倒的运动处方，这将中国传统的健身项目列入美国和英国两国官方健身指南的这一行为，标志着太极拳这一中国传统的运动在预防老年人跌倒方面的效果已经获得了国际性的认可。但关于太极拳运动对减少跌倒的影响的研究是有限的。Wolf和他的同事进行了一项纵向研究调查了老年人跌倒的情况，将老年受试者分成三组，一组受试者进行为期15周的太极拳锻炼，二组受试者进行为期15周的平衡训练计划，三组不接受任何训练干预。总共有200名受试者(162名女性和38名男性)，平均年龄为76.2岁。首先所有受试者进行独自的行走，同一个时间段记录每组的跌到次数。经过15周后三组跌倒次数分别为56，76，77次，其中只有参与太极拳锻炼的跌到风险率下降了47.5%，其他的则没有显著的减少。显然，太极拳锻炼在提高平衡，肌肉力量和灵活性从而降低跌到风险上有着积极的影响。本文的目的则是对太极拳的生物力学方面以及太极拳锻炼对老年人的力量和神经肌肉反应的影响的相关研究进行回顾。对2005年-2017年国内外太极拳科研现状进行分析，刊载论文的主要渠道大多来自中国知网，PubMed等国内外网站，通过使用关键词搜索“太极拳”“Tai Chi”“肌电图”“肌肉力量”等。经选取最终选定与此次主题相关的14篇研究性论文进行内容分析，希望通过文章可以加强我们对为什么太极拳运动提高神经肌肉控制并减轻摔跤风险的理解，并分析现实存在的问题和不足为后续研究提供可借鉴的思路和参考。

1 有关太极拳各方面的相关综述

1.1 太极拳与肌肉力量

在太极拳的练习中，肌肉在各个部位间始终扮演着各种各样的角色。步入老年期的人群会出现肌肉萎缩、肌肉量减少、肌力下降等退行性特征。Schultz指出人体肌肉力量从25岁到65岁大约下降 1/3。进入老年阶段，人体肌肉力量继续衰退，Skelton 等研究表明 65-89 岁的老年人肌肉力量每年下降大约 1-2%，在70 和 80 岁时，肌肉最大收缩能力大约下降 20-40%，肌肉爆发力大约每年损失3.5%。在老年人的生活当中，肌力下降会给他们的生活带来极大的不便，特别是下肢肌力减退对老年人的危害极大,会使跌倒的危险性增高,导致骨折和其他损伤。Lord[2]指出，下肢肌无力是老年人跌倒的重要因素，可导致平衡能力降低。老年人由于股四头肌肌力下降、下肢关节周围韧带和肌腱强度减弱，最终引起平衡能力下降，进而增加了跌倒发生的可能性。

太极拳这一项运动属于中低强度的有氧运动，适合中老年人练习来维持身体健康，当然对于人体的肌肉力量也有正面的效益。Bellew[3]发现传统的训练方法并没有改善人体对下肢肌肉力量的控制。然而姚远[4]等采用太极拳运动作为干预因子，采用Cybex Ⅱ+等速肌肉测试系统，对经过16周太极拳练习的65～70岁老人的膝关节屈，伸肌群力量进行标准化，定量化测量。实验结果表明，男，女运动组的伸，屈膝肌群耐力均显著高于对照组，运动组自身前后对照显示，各项肌力指标除了屈，伸肌爆发力外都出现显著差异性。曲冰则根据不同的运动方式将其分为三组，太极组，健步走组和没有规律性运动和固定运动时间为一组，分别对三组老年人进行优势侧下肢三关节向心肌肉力量的测试，通过数据看出髋关节等速肌力测定结果：与久坐组相比，在120°/s 时，太极拳组的髋关节屈肌相对峰值力矩均显著增大(P=0.007)；与健步走组相比，在 120°/s 时，太极拳组的髋关节屈肌相对峰值力矩均显著增大(P=0.006)；膝关节等速肌力测定结果：与久坐组相比，在60°/s与120°/s 时，太极拳组的膝关节的屈肌与伸肌相对峰值力矩均显著增大；与健步走组相比,在60°/s 与 120°/s时，太极拳组的膝关节的屈肌与伸肌相对峰值力矩均显著增大；踝关节等速肌力测定结果：与久坐组相比，在60°/s与120°/s 时，太极拳组的跖屈肌相对峰值力矩均显著增大(P=0.011，P=0.043);与健步走组相比，在60°/s 时，太极拳组的跖屈肌相对峰值力矩显著增(P=0.002)。由此可以看出和健步走相比，太极拳运动显著改善老年人下肢肌力，这对于改善人体平衡功能具有积极意义。

太极拳运动特殊的肌肉收缩方式，可以提高下肢肌肉力量和对力量的精确控制。在太极拳运动中，肌肉随着动作的变化不停的改变收缩方式。这种肌肉收缩方式的不断变化，可能是太极拳运动能够提高下肢力量的原因所在。于宁等采集了16名经验丰富的太极拳练习者上步、退步、侧步、蹬腿和中定5种典型的太极步中下肢股直肌、半腱半膜肌、腓肠肌和胫骨前肌的肌电信号，测试了长期从事太极拳运动的练习者，发现他们在练习太极拳时，肌肉收缩的强度和持续时间是不同的，而这种变化可以提高他们的肌肉协调性、肌肉力量和肌肉控制能力。Lan[5]曾经对一组老年人进行为期一年的太极拳训练，结果发现训练后的男性膝关节伸肌的肌肉力量增加18.1%，屈肌肌力增加了15.4%；女性膝关节伸肌的肌肉力量增加20.3%，屈肌肌力增加了15.4%。Wolfson[6]更进一步指出长期从事太极拳训练不仅仅能够提高下肢肌力，也有助于肌肉力量的维持；在从事太极拳运动时，身体重心落在腿部，所以腿部肌力需要支持全身力量，长久下来对腿部的肌肉耐力是很有益处的。

1.2 太极拳的肌电图和神经肌肉活动

迄今为止，由查阅文献资料得知，表面肌电技术已逐渐应用于体育科学研究中，在太极拳的研究中，关于太极拳运动的肌肉肌电特征研究也有所上升。但其中研究也存在不平衡，对于下肢肌力的研究颇多。熊开宇，温爱玲通过分析二十四式太极拳整体动作下肢运动的主要肌肉肌电特征，数据显示二十四式太极拳在练习中下肢动作主要的用力肌肉是左右股外侧肌，左右股内侧肌，左右胫骨前肌，高水平组与低水平组之间在结果分析中没有明显差异；高水平组与低水平组在下肢肌肉肌电的左右侧对比中也无显著差异，左右腿的负荷量均衡。王英霞通过选取青年太极拳练习者高水平8名和低水平8名作为受试者，利用ME-6000肌电仪与摄像机，对整套动作，每式动作，对称性动作的相关指标进行肌电分析。研究结果表明高低水平组在24式简化太极拳练习中上肢肌肉左右侧积分肌电所占比例左侧略小于右侧，但无明显差异。完成整套动作时，上肢放电较多的肌肉集中在肩关节附近，肩关节周围肌群放电持续时间较长，承载运动量最大。王瑞元等人通过测定高水平运动员在练习太极拳时的肌电图变化，分析太极拳高水平运动员的运动负荷，及其测定不同流派的太极拳之间的肌电图的特征。从数据得出结论，首先，从练习太极拳的肌电特征进行对比分析来看，42式太极拳和杨氏太极拳对比无明显差异，IEMG是最大用力的1/3左右，其次从反应肌电信号频率特征MPF值进行分析，高水平运动员在练习太极拳时的MPF明显低于最大用力收缩，这说明高水平运动员在练习太极拳时有较多肌肉的慢肌参与工作。刘广庆，黄强民[7]在文中阐述了太极拳练习能提高人体下肢肌肉力量和平衡控制能力的原因，为太极拳练习提高肌肉力量及预防跌倒提供了理论依据。从现有的研究表明，长期规律的太极拳锻炼可以改善肌肉力量和耐力；同时，改善其神经肌肉控制能力和各关节的本体感觉。

2 结论

上述这些研究报告提供了太极拳在各个方面关于生物力学的科学依据，但是大部分研究都是基于单一的动作，因此，关于太极拳锻炼的运动协调性的信息仍然缺乏，并且确定太极拳对各人适合程度的定量依据是有限的，初学者和大师，年轻人和老年人，健康与身体受损之间的差异，接下来我们需要进一步研究的是，太极拳对于下肢有关节问题的患者来说是否真的是一种安全的运动，更重要的是，解释为什么太极拳是一种比传统平衡锻炼更好的锻炼平衡和姿势控制的运动形式。