仰臥起坐動作改良對軀干核心肌力平衡的影響

宋鑫鑫　黃昌林　王久清.新鄉醫學院研究生處，河南新鄉4500；.解放軍第一五〇中心醫院全軍軍事訓練醫學研究所，河南洛陽47000；.河南大學第一附屬醫院骨科，河南開封475000

仰臥起坐動作改良對軀干核心肌力平衡的影響

宋鑫鑫1黃昌林2王久清3
1.新鄉醫學院研究生處，河南新鄉453003；2.解放軍第一五〇中心醫院全軍軍事訓練醫學研究所，河南洛陽471000；3.河南大學第一附屬醫院骨科，河南開封475000

目的探討仰臥起坐訓練及其改良動作在表面肌電檢測方面的差異。方法2015年5～8月隨機選取某部新兵128人，隨機分為A組、B組、C組和D組，每組32人。A、B兩組均采用傳統仰臥起坐動作訓練，但A組訓練強度為35次/2min，B組為70次/2min；C、D組采用改良動作訓練，C組訓練強度為35次/2min，D組為70次/2min。于第2、4、6、8周末分批檢測部分受試者腹部及腰背部肌肉表面肌電及肌酸激酶同工酶（CK-MM）、超氧化物歧化酶（SOD）等血清指標，并對上述肌肉行MRI檢查。結果第2、4周末各組RMS值比較差異均無統計學意義（P＞0.05），第6周末C組豎脊肌RMS值高于A、B兩組（P＜0.05），第8周時上述差異更為明顯（P＜0.05）；但C組與D組比較差異無統計學意義（P＞0.05）。C組各時間點CK-MM及SOD水平高于A組（P＜0.05），低于D組（P＜0.05），但與B組差異無統計學意義（P＞0.05）。MRI檢查顯示在第2、4、6周時各組均未見陽性變化，第8周時可見B組1例腹直肌出現邊界模糊的線狀或片狀影，呈T1WI低信號T2WI高信號，余各組未見陽性表現。結論仰臥起坐改良動作有助于保持軀干核心肌力平衡，減輕局部肌肉損傷。

仰臥起坐；表面肌電；核心肌力；肌肉損傷

仰臥起坐是軍事訓練的必修科目，但傳統的仰臥起坐著重于腹部肌肉的鍛煉，對腰背部肌肉如豎脊肌等鍛煉效果較差，從而導致軀干核心肌力失衡，存在發生下腰痛的可能［1-2］。如何應用科學的鍛煉方法在避免損傷腰背肌的前提下達到腰背肌與腹肌核心力量的相對平衡是一個值得深入研究的課題。本研究對傳統仰臥起坐動作進行改良，采用表面肌電技術檢測改良前后動作對核心肌力變化的影響，并對相關血清學及影像學指標進行分析，以期為實施科學的軍事訓練提供理論依據。

1　資料與方法

1.1一般資料

選取2015年5～8月駐洛某部入伍新兵128人，均為男性。依據隨機數字表法將其分為A組、B組、C組和D組，每組32人。各組受試者基線資料比較差異無統計學意義（P＞0.05），具有可比性。見表1。

表1　各組受試者基線資料比較（±s）

表1　各組受試者基線資料比較（±s）

組別人數年齡（歲）身高（cm）體重（kg）A組B組C組D組F值P值32 32 32 32 21.4±1.7 21.7±1.2 21.6±1.5 21.2±1.7 0.6646 0.5754 169.7±3.4 170.2±3.7 169.8±4.2 170.4±3.8 0.2437 0.8657 68.6±4.7 68.7±5.1 69.2±4.9 68.7±5.6 0.0907 0.9650

1.2實驗儀器

M-800E型肌電圖由珠海市邁康科技有限公司提供。MAGNETOM Skyra3.0T智能磁共振掃描儀由德國西門子醫療器械公司提供。LD5-2A低速離心機由北京雷勃爾離心機有限公司提供。超氧化物歧化酶（SOD）檢測試劑盒由上海信裕生物科技有限公司提供。肌酸激酶同工酶（CK-MM）由南京建成生物技術研究所提供。

1.3方法

A、B兩組均采用傳統仰臥起坐動作訓練，A組訓練強度為35次/2min，B組為70次/2min；6min/d，間隔時間30min。動作要領：受試者仰臥，腹部與大腿呈180°，下肢固定，雙手交叉置于枕后，下肢、雙臂與腹部同時用力帶動軀干屈伸90°后恢復仰臥位［2-4］，計為1次。以此反復進行。

C、D組采用改良動作訓練，C組訓練強度為35次/2 min，D組為70次/2 min；6 min/d，間隔時間30 min。動作要領：受試者仰臥，雙手交叉置于頸枕后，頸部微屈，雙側大腿與小腿并攏，雙膝屈曲90°，以腹部和腰背部肌肉發力帶動軀干輕度屈伸。在整個過程中胸部抬起約10 cm，至恢復仰臥位計為1次。以此反復進行。同時在每日訓練結束后，給予核心肌力訓練：“燕子飛”20次/組，2組/d；“腹橋”20次/組，2組/d。

1.4標本采集與檢測

1.4.1表面肌電選取腰豎脊肌（erector spinemuscles，ES）、上腹直肌（upper rectusabdominis，UAR）以及下腹直肌（lower rectus abdominis，LAR）為肌電測試主要肌肉。電極貼置點為各肌肉肌腹部分最隆起處。剃除皮膚表面毛發，75%酒精反復擦拭貼置點，待其干燥后將兩塊表面電極沿肌纖維長軸方向貼置，間隔距離2 cm，并與參考電極構成等邊三角形［3-5］。妥善固定無線傳感器。于第2、4、6、8周最后1個訓練日進行檢測，分別取各組肌電信號均方根值（rootmean square，RMS）作為主要指標，以MegaWin 3.0軟件進行肌電信號分析。

1.4.2血清學指標于第2、4、6、8周最后1個訓練日，每組隨機選取8名受試者，清晨空腹狀態抽取肘靜脈血，3000 r/min離心15min，收集上清，檢測CK-MM水平及SOD活性。具體操作嚴格按照說明書進行。

1.4.3影像學檢查于第2、4、6、8周最后1個訓練日抽血完畢后，將抽取的受試者分別行MRI檢查，檢查部位主要為腹直肌、腹外斜肌以及豎脊肌。重點觀察有無肌肉損傷等異常信號。

1.5統計學方法

采用SPSS 19.0統計學軟件進行數據分析，計量資料數據用均數±標準差（x±s）表示，多組間比較采用單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2　結果

2.1表面肌電

第2、4周末各組腹直肌和豎脊肌的RMS值差異無統計學意義（P＞0.05）。第6周末四組受試者腹直肌RMS值差異無統計學意義（P＞0.05）；豎脊肌RMS值比較顯示C組高于A、B兩組（P＜0.05），但與D組比較，差異無統計學意義（P＞0.05）。第8周時各組腹直肌RMS值差異仍無統計學意義（P＞0.05），但C組與A、B組豎脊肌RMS值差異有統計學意義（P＜0.05），但仍與D組差異無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

2.2血清學指標

A、B、C、D四組受試者各時間點CK-MM及SOD水平差異均有統計學意義（P＜0.05）。組內比較顯示，隨訓練時間延長，受試者CK-MM水平呈增加趨勢，而SOD水平呈下降趨勢，差異均有統計學意義（P＜0.05）。組間兩兩比較顯示，C組各時間點CK-MM及SOD水平與B組比較，差異均無統計學意義（P＞0.05），但均顯著高于A組，低于D組，差異有統計學意義（P＜0.05）。見表3。

表2　各組受試者腹直肌與豎脊肌肌電圖譜的肌電信號均方根比較（±s）

表2　各組受試者腹直肌與豎脊肌肌電圖譜的肌電信號均方根比較（±s）

注：與C組比較，P＜0.05

組別人數腹直肌2周4周6周8周豎脊肌2周4周6周8周A組B組C組D組F值P值32 32 32 32 5.6±1.4 5.9±1.7 5.7±1.6 5.9±1.5 0.2981 0.8267 6.4±1.7 6.9±2.1 6.5±1.9 6.8±1.9 0.4995 0.6833 6.2±2.2 6.8±2.4 6.6±1.8 6.9±2.1 0.6721 0.5707 5.8±1.9 6.4±2.0 5.9±1.9 6.3±1.7 0.7942 0.4731 2.2±0.7 2.4±0.9 2.5±0.8 2.7±1.1 1.7608 0.1581 2.4±0.9 2.5±0.9 2.7±0.9 2.8±1.0 1.2439 0.2968 2.5±1.0*2.6±0.8*3.6±1.1 3.9±1.1 5.3824 0.0362 2.6±0.8*2.9±1.1*4.4±0.9 4.7±1.2 5.7945 0.030

表3　各組受試者CK-MM及SOD水平比較（x±s）

2.3MR I檢查

MRI檢查結果顯示，在第2、4、6周末A、C、D三組受試者腹部及腰背部肌肉均未見陽性信號，B組有1例受試者腹直肌見可疑片狀影，呈T1WI低信號T2WI高信號。第8周時該受試者腹直肌出現邊界模糊的線狀或片狀影，呈T1WI低信號T2W I高信號，但未見水腫信號。余各組未見陽性表現。

3　討論

良好的身體素質是一名優秀軍人的必備條件。仰臥起坐訓練可增加腹部及腰背部肌肉強度，改善體態并提高抗擊打能力，因而成為軍事訓練中的常規科目。但傳統仰臥起坐動作存在諸多弊端，其要求訓練者下肢伸直，軀干屈曲90°；而上述動作可導致腰背部肌肉難以得到有效鍛煉，從而造成軀干核心肌力失衡，長時間訓練可引起受訓者出現下腰痛［6-7］，進而影響軍事訓練任務的完成。

鑒于此，解放軍第一五〇中心醫院全軍軍事訓練醫學研究所對傳統仰臥起坐動作進行改良，改良動作中受試者雙膝屈曲90°，而軀干上抬約10 cm。改良后的動作有效增加了腰背部肌肉如豎脊肌的鍛煉程度，有助于改善軀干核心肌力平衡。在本研究中以表面肌電方式對腹部及腰背部肌肉進行檢測，由于肌電信號可對肌肉收縮過程中肌纖維放電情況進行記錄，因而可反映肌肉的收縮程度［8-10］。而RMS值是肌電信號時域分析的主要指標，主要對一定時間內的肌肉放電的平均水平進行反映。因此，RMS值被用來測量并估計肌肉產生肌力的大小［6-11］。研究結果顯示，第2、4周末各組腹直肌和豎脊肌的RMS無明顯差異；具體原因可能由于訓練時間較短，改良動作對豎脊肌等腰背肌的鍛煉效果尚未顯示。第6周末四組受試者腹直肌RMS值無顯著差異，而豎脊肌RMS值比較顯示，C組高于A、B兩組，差異有統計學意義。表明經過6周時間的訓練，改良動作對腰背部肌肉的鍛煉效果初步顯現，受試者軀干核心肌力平衡得到一定程度的糾正。在第8周時，改良動作受試者與傳統受試者豎脊肌RMS值差異更為明顯，更進一步證實改良仰臥起坐動作在強化腰背肌鍛煉、保持軀干核心肌力平衡中的作用。腹直肌是仰臥起坐訓練中的主動肌，在本研究中顯示，第8周時腹直肌RMS值低于第6周，究其原因，筆者推測可能為改良后的仰臥起坐由于運動幅度較小，未能明顯拉伸腹直肌的初始長度，進而使得RMS值出現下降趨勢。而傳統的仰臥起坐訓練中，腹外斜肌以及雙臂對頭部的支撐作用扮演了較為重要的角色，使得腹直肌的鍛煉效果較差。如何在改良動作下進一步增加腹直肌的鍛煉強度有待進一步研究。

CK-MM主要存在肌纖維中，在較高強度的活動后，肌細胞通透性增加，CK-MM滲出增多，且其升高程度與活動強度存在一定關系，即在高強度鍛煉下CK-MM水平可得到較為顯著的提升。而SOD是機體內重要的抗氧化酶，可直接清除自由基。SOD還可對脂質過氧化物和過氧化氫進行分解，進而阻斷脂質過氧化反應，起到保護細胞免受損傷的作用［12-14］。在機體組織受到損傷，尤其是疲勞損傷時，可檢測到SOD活性增強，有助于保護和修復組織損傷。在本研究中，采用傳統訓練方式進行鍛煉的A組受試者CK-MM水平及SOD活性雖隨著鍛煉時間的延長而發生相應變化，但由于傳統鍛煉方式下，得到鍛煉的肌肉較少，且側重于腹直肌等腹部肌肉，因而其變化幅度較低。由于B組和D組訓練強度較大，但C組各時間點CKMM水平及SOD活性卻與B組無顯著差異，同等強度下D組CK-MM水平及SOD活性高于B組。提示雖然B組訓練強度高于C組，但B組卻僅對腹部肌肉進行鍛煉，對腰背部肌肉鍛煉效果較差；而C組對腹部和腰背部肌肉進行均衡鍛煉，多處肌肉受到鍛煉后引起上述酶類水平升高較為顯著。

在影像學檢查方面，由于仰臥起坐訓練訓練強度不大，對各處肌肉造成的疲勞損傷有限［15-16］，因而絕大部分患者未見陽性表現。僅在第8周時B組有1例受試者出現較為明顯的腹直肌異常信號，但未見豎脊肌等背部肌肉出現異常信號，可能與個體差異有關。但也在另一方面顯示傳統仰臥起坐訓練對腹部肌肉訓練強度較大，而對腰背肌強度不足［17-19］。

綜合以上結果認為：①傳統仰臥起坐訓練不能對腹肌和腰背肌進行均衡鍛煉，存在導致軀干核心肌力失衡的可能。而改良動作兼顧腹肌與腰背肌鍛煉，輔以“燕子飛”和“腹橋”等核心肌力鍛煉，可有效保證受試者軀干核心肌力平衡［20］，對提高士兵身體素質、提升戰斗力具有重要意義。②利用表面肌電可對各處淺表肌肉進行肌力檢測，從而判定核心肌肉質量，為采用肌電圖診斷核心肌力失衡引發的下腰痛提供了理論依據。

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Influence of sit-ups im proved actions on trunk corem yodynam ia balance

SONG Xinxin1HUANGChanglin2WANG Jiuqing3

1.Graduate Student Department，Xinxiang Medical University，He＇nan Province，Xinxiang 453003，China；2.Army Military Training Institute for Medical Research，the 150th Central Hospital of PLA，He＇nan Province，Luoyang 471000，China；3.Department of Orthopaedics，the First Affiliated Hospital of He＇nan University，He＇nan Province，Kaifeng 475000，China

Objective To discuss the differences of surface EMG signals between sit-ups training and its improvement actions.Methods From May to August 2015，128 recruits were selected and randomly divided into group A，B，C and D，each group had 32 cases.Group A and B were trained with traditional sit ups，but the training intensity in group A was 35 times per 2 min，group B was 70 times per 2 min；group C and D were trained with improved movement training，group C training intensity was 35 times per 2 min，group D was 70 times per 2 min.The muscle surface electromyographys of the abdominal and lumbar back muscles，serum parameters of creatine kinase isoenzyme（CK-MM），superoxide dismutase（SOD）and other serum markerwere detected at trained for 2，4，6 and 8 weeks respectively，and thesemuscleswere tested by MRI.Resu lts There was no significant difference in RMS value between these groups at 2 and 4 weeks（P＞0.05）.The RMSvalue of the group Cwas higher than that of group A and B at 6 weeks（P＜0.05），and the difference wasmore obvious at 8 weeks（P＜0.05），but there was no significant difference between the group C and D（P＞0.05）.The CK-MM and SOD levels at any time in group C were higher than those in group A（P＜0.05），but lower than group D（P＜0.05），there were no significant differences between group C and group B（P＞0.05）.MRI examination showed that at 2，4，6 weeks，all the groups had no positive changes，the 1 case in group B trained of the rectus muscle appeared fuzzy linear or patchy shadow at 8 weeks，T1WI appeared low signal and T2WIappeared high signal.The rest of groups had no positive expression.Conclusion Sit-ups improved action helps to keep the trunk core muscle strength balance and reduce the localmuscle damage.

Sit-ups；Surface EMG；Core musstr ength；Muscle damage

R685.4

A

1673-7210（2016）06（c）-0180-04

部隊衛生和疾病防控應用性研究課題計劃（13BJ YZ18）。

宋鑫鑫（1986.3-），男，醫學碩士，主要從事骨科學的基礎與臨床研究。

黃昌林（1945，9-），男，一級教授，博士生導師，解放軍第一五〇中心醫院全軍軍事訓練醫學研究所所長，主要從事運動傷的臨床研究。

（2016-03-22本文編輯：程銘）