Тренировка мышц брюшного пресса и стабилизация центра

Люди, занимающиеся спортом, часто неадекват­но тренируют брюшные мышцы или неправиль­но выполняют специфические упражнения, что может принести вред позвоночнику. На протя­жении последних 50-60 лет поиск оптимальных упражнений для укрепления центра был основ­ной целью ученых, врачей и специалистов по фитнесу и тренировкам.

За это время были про­ведены многочисленные исследования, в которых предпринимались попытки получить объектив­ные данные об эффективности упражнений для брюшных мышц с помощью электромиографии (ЭМГ), видеографии, гониометрии, математичес­кого моделирования и других инструментов и методов.

Появилось много упражнений, приемов фитнеса и предложений «быстрого результата», обещавших «идеальную фигуру» в кратчайшие сроки при минимальной нагрузке. К сожалению, многие из этих приемов и тренажеров не тести­ровались в научных контролируемых исследова­ниях и их популярность сохранялась лишь до получения серьезных травм.

Многие исследователи пытались «отделить зерна от плевел», особенно это касается трени­ровок мышц брюшного пресса. Все сошлись во мнении, что нет какого-то одного идеального упражнения, укрепляющего все абдоминальные мышцы и мышцы спины. Следовательно, для эффективной тренировки и укрепления мышц центра необходима комбинация упражнений с различными положениями ног, рук, шеи, таза и т. д.

Основная цель при выборе упражнений — «тренировать необходимые мышцы при условии, что на поясничный отдел позвоночни­ка не воздействует избыточная нагрузка, приво­дящая к травмам, нарушениям осанки и чрезмер­ной компрессии». Исходя из этого опреде­ления, традиционные упражнения приседания сами по себе не способствуют стабилизации по­ясничного отдела. Кроме того, основная цель тренировок и реабилитации — стабилизация центра, а не увеличение силы его мышц — сги­бателей или разгибателей.

Тем не менее это требует фокусировки внимания на определенных мышцах с минимальной нагрузкой на мускула­туру, не участвующую в стабилизации центра. Цель данной статьи — изучить имеющиеся в ли­тературе сведения и попытаться прийти к едино­му мнению относительно роли мышц спины и брюшного пресса при различных видах нагруз­ки. Мы изучили многочисленные исследования, в которых были сделаны попытки достичь мак­симальной активизации мышц центра с мини­мальным риском травматизации.

Ключевые моменты

• При тренировках на стабилизацию центра следует уделять внимание не силе, а прежде  всего стабильности, развитию проприоцеп- тивной чувствительности и упражнениям на балансировку.
• Для достижения адекватной стабилизации необходима работа большого числа различ­ных мышц.
• Идеальными для реабилитации и предупреж­дения травм являются упражнения, обеспе­чивающие коактивацию мышц агонистов и антагонистов.

Интерпретация исследований по данной теме

Имеющиеся в литературе результаты исследова­ний упражнений для мышц брюшного пресса и спины неоднозначны. Это частично может быть обусловлено разногласиями в номенклатуре изу­чавшихся упражнений. Например, упражнения «скручивание» и «приседание» взаимозаменяе­мы, что приводит в замешательство и создает трудности в интерпретации и экстраполяции ре­зультатов.

Другим фактором, затрудняющим ин­терпретацию, является недостаточная стандарти­зация протоколов тестирования. Изменение скорости выполнения динамических упражнений обычно влияет на уровень мышечной активнос­ти. Однако лишь в немногих исследованиях этот показатель был стандартизован.

Также сложно сравнивать статические и динамические упраж­нения, так как в каждом из них функция и актив­ность мышц различаются. Даже сравнение исследований с одинаковым типом сокращения мышц при статических или динамических уп­ражнениях затруднительно без одинакового по­ложения рук, головы, ног и таза, а также посто­янной скорости, длительности, числа повторений и пауз между упражнениями.

На ранних этапах оценки активности мышц туловища часто использовалась электромиография (ЭМГ), которая применяется и сейчас. ЭМГ—цен­ный метод для стандартизации и исследования мышц центра в качестве «двигателей» и динами­ческих стабилизаторов. Однако количество общепринятых методов оценки максимальных произвольных сокращений недостаточно для проведения стандартизации.

Кроме проблемы стандартизации, у ЭМГ есть и другие негативные стороны. Существует мно­жество вариантов методологии и интерпретации ЭМГ, а также значительная вариабельность результатов у различных людей.

Нет единого мнения относительно наиболее надежного и до­стоверного метода ЭМГ для сравнения различных мышц при регистрации поверхностных потенци­алов. Постоянные электроды облегчают се­лективную регистрацию активности отдельной мышцы, но они выполняют запись лишь с небольшого ее участка и недостаточно показа­тельны в отношении активности мышцы в целом. Постоянные электроды также могут смещаться, особенно при динамических движениях.

Другой потенциальной проблемой применения поверх­ностной ЭМГ для мышц переднебоковой стенки живота является то, что при этом может регист­рироваться активность всех подлежащих мышц, хотя Джукер (Juker) и сотр. рассматрива­ют этот фактор как преимущество поверхност­ных электродов, позволяющее адекватно отра­зить амплитуду сокращения глубоких мышц. Кроме того, поверхностная ЭМГ является менее инвазивной процедурой, чем постановка посто­янных электродов, и поэтому предпочтительна.

Историческая перспектива: прошлое и настоящее

Упражнения на стабилизацию — это обобщен­ное название упражнений, укрепляющих ста­бильность позвоночника, улучшающих актив­ность мышц и осанку для обеспечения доста­точной устойчивости тела. Их основные по­ложения можно обнаружить во многих культу­рах и отследить вплоть до йоги и боевых искусств.

На Западе тренировки по стабилизации появи­лись в 1980-х гг. в качестве одного из подходов реабилитационной программы для лиц с болью в пояснице, хотя начало изучения этого воп­роса восходит к 1950-м гг., когда Флойд (Floyd) и Сильвер (Silver) провели одно из первых ис­следований роли различных брюшных мышц при пении, кашле, растяжке и подъеме прямых ног. В других ранних исследованиях внимание фокусировалось на функционировании мышц брюшного пресса при дыхании, выпол­нении различных упражнений для брюшных мышц и движениях туловища.

В исследованиях 1960-х гг. были незначительно усовершенствованы дизайн и методы измерений. Совместно с ЭМГ использовались кинематографи­ческие записи, что позволяло сравнивать функции наружной косой мышцы, а также верхней и ниж­ней частей прямой мышцы живота (ПМЖ) при упражнении приседание. В 1960-х гг. резко изменился подход к укреплению мышц и оздо­ровлению позвоночника, когда Кеннеди (Kenne­dy) описал «опорную» функцию мышц брюшного пресса, необходимую для защиты по­звоночника.

Она представляет собой гармонич­ную статическую работу мышц туловища как единого целого, что позволяет стабилизировать поясничный отдел позвоночника. Эта концепция была принята многими исследователями и вра­чами и остается основополагающим принципом теории стабилизации центра.

Во многих упражнениях по стабилизации цент­ра спортсмен сокращает брюшные мышцы или втягивает живот, так называемый «впалый живот».

Было показано, что при втягивании живота («по­худении») активно работают поперечная мыш­ца живота (ПЖ) и многораздельные мышцы, но оптимальная техника его выполнения ос­тается спорной. Полагают, что при этом упраж­нении в меньшей степени задействованы наруж­ная косая мышца и ПМЖ, чем изменение угла наклона таза, таким образом, активизация круп­ных мышц живота минимальна.

Наобо­рот, при совместной активации ПЖ и косых мышц (внутренней и наружной) обеспечивается стабильность при всех видах нагрузки, и это может быть более эффективным для повышения стабильности позвоночника. Для достижения устойчивости требуется незначи­тельное сокращение — примерно 5 и 10% максимально возможного произвольного сокра­щения для низко- и высокоинтенсивной нагруз­ки соответственно. Тем не менее обе техно­логии превосходны при неправильном угле наклона таза (так называемом заднем наклоне), при котором наблюдается повышенная на­грузка на позвоночник.

В 1970-1980 гг. была усовершенствована мето­дика ЭМГ (как с поверхностными, так и с посто­янными электродами), и ее стали часто исполь­зовать при исследованиях мышц центра. В этот период изучали интенсивность и продолжитель­ность мышечной работы, а также различия в ско­рости выполнения упражнений и положение ко­нечности при различных видах нагрузки.

В но­ваторской работе Бергмарка (Bergmark), ос­нованной на математическом моделировании ста­бильности позвоночника, мышцы на основе ана­томических характеристик были разделены на «местные» и «общие». Местные мышцы (напри­мер, многораздельные) — глубокие, отвечают за сегментарные движения и стабильность позво­ночника, тогда как общие мышцы расположены поверхностно и обеспечивают общие движения туловища. Для обеспечения нормальной функ­ции позвоночника и его стабильности требуется оптимальное функционирование обеих систем.

Пэнджеби (Panjabi) и сотр. предположили, что роль общих мышц в стабилизации пояснич­ного отдела позвоночника обусловлена их способ­ностью влиять на ригидность всего позвоночно­го столба, в противоположность местным мыш­цам, которые связаны лишь с несколькими сус­тавами. Другие исследователи предположили, что ни одна из мышц, общих или местных, не имеет решающего значения в поддержании ста­бильности поясничного отдела позвоночника. Был сделан вывод о том, что тренировка не должна сосредотачивать усилия на какой-то отдель­ной мышце.

В 1970-х гг. были получены интересные дан­ные о том, что традиционные «приседания» и «скручивания» весьма эффективны для укрепле­ния мышц брюшного пресса и дают большую на­грузку на ПМЖ, чем подъем прямых ног. Кроме того, было обнаружено, что в скручивании в положении лежа с незакрепленными ногами участие мышц-сгибателей бедра минимально, что увеличивает нагрузку на брюшные мышцы. Вопреки существующей теории, в то вре­мя считали, что тренировки ПМЖ важны для по­вышения силы мышц брюшного пресса и оздо­ровления позвоночника.

В других исследованиях этого периода было обнаружено, что при выполнении симметричных упражнений существуют значительные различия между правой и левой стороной тела, вслед­ствие чего положение поясничного отдела позво­ночника и предшествующие стратегии по стабилизации таза приводят к различному ответу мышц брюшного пресса.

Кроме того, Хем- борг (Hemborg) и сотр. обосновали, что изо­метрические тренировки мышц живота приводи­ли к выраженному увеличению силы мышц — сгибателей и разгибателей туловища и одновре­менному снижению во время нагрузки ЭМГ-активности для сгибателей без изменения ее для разгибателей.

Эти данные позволяют полагать, что изометрические тренировки не влияют на внутрибрюшное давление при поднятии тяжес­тей, хотя другие исследователи показали, что по­вышение силы мышц центра при тренировках повышает способность произвольно и быстро со­здавать высокое внутрибрюшное давление в раз­личных функциональных ситуациях.

Есть некоторые основания считать, что внутрибрюш­ное давление, по крайней мере частично, обеспе­чивает стабильность позвоночника. В иссле­дованиях тренировок также было показано, что использование сенсорной информации и сигна­лов мультисенсорных систем может помочь раз­рушить модель подчиненного положения мышц-сгибателей бедра в то время, как разра­батываются сила и функциональные навыки ко­ординации мышц, стабилизирующих позвоноч­ник и таз.

Бум в исследованиях по тренировке мышц брюшного пресса и стабилизации центра произо­шел в 1990-х гг. Изменения в методологии вклю­чали в себя новые кинематические и кинетичес­кие подходы, использование электронных гониометров, системы анализа движений и био­механическое моделирование. Среди новых ме­тодик ЭМГ появилась возможность использовать поверхностные электроды для регистрации ак­тивности глубоких мышц торса.

При изучении упражнений для брюшных мышц проводилось, скорее, исследование схемы или комбинации работы мышц, чем сравнение нагрузки на мышцы, обеспечиваемой отдельны­ми упражнениями. Критическим моментом этого периода был перенос внимания с ПМЖ на совместную работу ПЖ, внутренней косой мыш­цы (ВКМ), мышцы, выпрямляющей позвоночник, и многораздельных мышц для обеспечения ста­бильности поясничного отдела позвоночника.

Оказалось, что стабильность значитель­но повышается при одновременном сокращении мышц-антагонистов туловища. При ЭМГ было обнаружено, что единственными мышцами, работающими при всех движениях туловища, яв­ляются многораздельные и ПЖ. Было по­казано, что тренировки выносливости мышц аго­нистов и антагонистов увеличивали стабильность суставов за счет повышения жесткости мышц. Совместная работа многораздельных мышц и ПЖ была максимальной при ротации туловища с пре­одолением сопротивления.

Результаты исследований работы мышц-сгиба­телей бедра при упражнениях для мышц брюш­ного пресса были противоречивыми. Некоторые исследователи обнаружили, что активность пря­мой мышцы бедра (ПМБ) была минимальной при скручивании, тогда как Джукер (Juker) и сотр. показали, что работа сгибателей бедра увели­чивается при приседаниях с согнутыми коленями. Кроме того, было доказано, что тест с приседани­ями на время (распространенный метод оценки, используемый и в настоящее время) не является достоверным способом определения силы мышц брюшного пресса.

В поисках лучшего положения для изометри­ческих упражнений по наращиванию силы мышц туловища Ширадо (Shirado) с соавт. было обнару­жено, что оптимальным и для сгибателей, и для разгибателей, является сгибание шейного отдела позвоночника в сочетании со стабилизацией таза. Это также способствует уменьшению поясничного лордоза.

Другие ученые считают, что наиболее функционально сгибание грудного, а не шейного отдела позвоноч­ника, так как это снижает избыточную нагрузку на шею. Тренировка мышц живота при усло­вии минимальной нагрузки на поясничный отдел позвоночника показывает, что ни одно из упраж­нений не является оптимальным для всех мышц брюшного пресса, так как функции косых мышц живота и ПМЖ различны.

В результате для тренировки всех мышц живота необходимо несколько упражнений, которые нужно подбирать индивидуально, исходя из уровня подготовки, це­лей тренировки, наличия травмы спины в анам­незе и других факторов. Было показано, что особенно эффективны опускание прямых ног и комбинация упражнений на скручивание.

Опускание прямых ног при контроле положения таза — это усовершенствованное упражнение, да­ющее большую нагрузку на косые мышцы, чем простое скручивание. Было показано, что ком­бинация упражнений на скручивание (или пере­крестное скручивание) в сочетании с изометричес­кой или динамической боковой нагрузкой (боко­вой мостик) значительно уменьшает нагрузку на позвоночник при выполнении упражнений, повы­шающих мышечную силу и выносливость.

В исследованиях середины и конца 1990-х гг. и в настоящее время были обнаружены интерес­ные различия в характеристиках мышц центра у людей с болью в пояснице по сравнению со здо­ровыми; в частности, у них была другая схема от­вета мышцы. В норме при внезапных на­рушениях равновесия первой в работу включа­ется ПЖ, впоследствии часть нагрузки при­нимают на себя внутренние косые мышцы.

ПЖ — единственная мышца, которая акти­визируется перед началом движения руки. Однако у пациентов с болью в пояснице наблю­дается выраженная задержка активации ПЖ. Кроме того, было показано, что решающий фактор в предотвращении рецидивов боли в по­яснице — тренировка выносливости мышц-раз­гибателей спины (например, многораздельных), что также является профилактикой по край­ней мере первых эпизодов боли.

Имеются данные о том, что у лиц с болью в пояснице по­ясничные многораздельные мышцы подвергают­ся неблагоприятному воздействию и развивает­ся их дисфункция при первом же эпизоде боли. У пациентов с болью в пояснице были выявлены изменения активации, порога утомля­емости мышц, их структуры, размера и прочнос­ти.

Также у пациентов с болью в пояснице была выявлена патологическая мышечная замена с повышением отношения уровней активности абдоминальных мышц ПМЖ к ПЖ/ВКМ. При быстром выполнении «скручиваний» это соотношение повышалось. Также было об­наружено, что в положении сидя с незакреплен­ными ногами селективно активизируются ПЖ и ВКМ в противоположность ПМЖ. Необхо­димо после минимальных тренировок научить­ся при выполнении «скручиваний» волевым уси­лием изменять относительную активность косой мышцы, ПЖ и ПМЖ.

Имеющиеся данные дают основание полагать, что у пациентов с болью в пояснице имеется не­достаточность проприоцептивной чувствительно­сти поясничной области, в результате чего позво­ночник может оказаться уязвимым к повышенной костно-связочной нагрузке, растяжению тканей и боли.

Неврологическая адаптация на ранних этапах выполнения упражнений включает в себя более эффективные схемы восстановления нер­вных волокон, повышение активации нервной системы, улучшение синхронизации моторных единиц и снижение рефлексов, ингибирующих нервные реакции. Вероятно, система нервно­го контроля регулирует уровни моторной актив­ности мышц-стабилизаторов поясницы и таза в за­висимости от положения тела.

В исследованиях, посвященных мышцам ту­ловища, стабилизирующим позвоночник при различных условиях и нагрузках, было выявле­но, что роль крупных мышц в стабилизации за­висит от направления движения, тогда как мел­кие мышцы спины отвечают за специфические тонкие действия.

Конрад (Konrad) и сотр. обнаружили, что некоторые упражнения для брюшного пресса (например, скручивание) обес­печивают эффективную активацию мышц-сгибателей туловища, тогда как при упражнениях на разгибание спины и бедер их активация была слишком низкой или неспецифической. Поверх­ность для тренировок также очень важна: трени­ровка стабильности на нестабильных поверхно­стях (например, физиомяче) может оказаться более эффективной, чем традиционное выполне­ние упражнений на полу с имитацией динами­ческих функциональных движений.

Будущее

Упражнения для укрепления мышц брюшного пресса и стабильности центра получают все боль­шую популярность, и в настоящее время проис­ходит пересмотр стратегий физических трениро­вок и клинической реабилитации. Основная цель программы укрепления центра — достижение не силы, но стабильности, улучшение равновесия и проприоцептивной чувствительности (качество движения). Моторный контроль и возможно­сти мышц — вот две главных задачи существую­щих программ стабилизации центра.

Для под­тверждения и усовершенствования этой методики нужна дальнейшая работа. В исследования также могут быть включены улучшенные модели био­механической стабильности, которые позволят подробнее изучить механизмы развития патоло­гии поясничной области. Необходимо изучать со­отношение совместного сокращения мышц и стабильности при асимметричной нагрузке.

Резюме

Нет одной мышцы, ответственной за стабильность позвоночника. Мышцы туловища выполняют сра­зу несколько функций, и их роль зависит от тре­бований, предъявляемых к позвоночнику в каж­дый конкретный момент. Современные исследова­ния подтверждают мнение о том, что для дости­жения адекватной стабилизации необходима ра­бота множества разных мышц, а основная цель — выбор наиболее подходящих упражнений для кон­кретного человека и конкретной задачи

Иде­альными для предотвращения травматизации и реабилитации являются упражнения, направлен­ные на коактивацию как мышц-агонистов, так и мышц антагонистов. Они способствуют доставле­нию кинестетической информации, необходимой для поддержания безопасного «нейтрального» по­ложения позвоночника, устраняя, таким образом, потенциально опасную нагрузку на суставы.

Мо­торный контроль положения тела жизненно необ­ходим для стабилизации позвоночника в повсед­невной и профессиональной деятельности, а также при занятиях спортом. При разработке программ стабилизации центра клинические решения дол­жны приниматься с учетом индивидуальных осо­бенностей.

Мариса Колстон (Marisa Colston) закончила Универси­тет Западного Мичигана и Университет Теннесси в Нок­свилле. Является директором программы обучения спортсменов в Университете Теннесси в Чаттануге. Об­ласть ее научных интересов — травмы поясничного от­дела позвоночника и этические аспекты тренировки спортсменов.

Тина Тейлор (Tina Taylor) закончила Уэслианский Универ­ситет Индианы и сейчас готовится к получению степени магистра естественных наук в Университете Теннесси в Чаттануге.

Эшли Минник (Ashley Minnick).закончила Государ­ственный Университет Райта, готовится к получению степени магистра естественных наук по усовершен­ствованной подготовке спортсменов в Университете Теннесси в Чаттануге.