王成美 曾紅兵
摘要觸地過程區分為觸地前、觸地瞬間與觸地后等三個階段,其下肢肌肉會分別執行肌肉預收縮、自我保護機制與牽張反射等肌肉工作特征,說明下肢肌肉工作對于觸地動作扮演重要角色。本研究目的從探討牽張縮短循環的肌肉工作特征,剖析觸地工作中各階段的肌肉工作特性,期望能增進運動科學研究人員對于下肢肌肉工作有更深層的思維。
關鍵詞觸地支撐勁度反彈緩沖
本研究目的以簡單的觸地反彈跳動作探討各階段肌肉工作特征,描述觸地階段的肌肉活化情形,希望能提供人體運動技術的增進與保護注入一份新的思維。
一、觸地前的肌肉預收縮
人體下肢在進行跑步、跳躍或觸地反彈跳的動作型態中,其下肢的肌肉工作模式會先以小腿肌群為主,
因踝關節為接觸地面的第一關節部位,對于提供下肢穩定與平衡能力具有重要影響。而Devita研究更進一步指出下肢觸地工作的能量消耗以踝關節占了約44%為主要緩沖關節、其次為膝關節34%與髖關節22%,說明越接近地面的關節其所扮演的角色越重要。就觸地前的肌肉活化階段,系指下肢準備觸地前,控制踝關節背屈與跖屈肌群會提早產生肌肉張力,作為緩沖地面反作用力所帶來的影響,此肌肉工作現象稱為肌肉預收縮。過去多數研究探討肌肉離心收縮與向心收縮間快速轉換的牽張縮短循環作用,較少關心觸地前騰空階段的肌肉工作意義為何。就觸地反彈跳動作型態屬于預期性的觸地動作,因此,觸地前的肌肉活化作用被視為動作控制的前饋機制此機制具有提供肢體動作因應運動狀態的實時改變,進一步產生不同肌肉協調策略,運動生物力學所探究的肌肉預收縮概念如同運動行為學領域的準備歷程,其主要差別在于運動生物力學主要描述肌肉預收縮屬于神經肌肉的協調機制,而運動行為學則探究外在動作下的實際情境。從不同的角度描述同一個觀點,借此讓肌肉預收縮有更多不同的面貌與詮釋,提供肌肉預收縮概念能延伸出更多可深入探討的思維。
二、觸地瞬間的自我保護機制特征
理想的關節活動度能有效吸收外部環境所產生的力量負荷,當關節活動范圍達到極限時,則須依靠骨骼肌肉系統的工作效益加以輔助。因此,觸地過程的關節穩定能力是需透過被動組織與主動組織維持與作用而來。Denyer進一步指出人體神經肌肉系統在動態運動中扮演重要角色,因關節周邊的肌肉工作效益具有防衛機制存在。關于觸地動作中肌肉所產生的防衛機制,經常以關節周邊肌肉高度活化形成適當的肌肉勁度作為關節穩定的效果。而本文提及的增強式訓練是利用觸地反彈跳的高度,改變外在環境使動作執行有更快速的效果,以促進肌肉牽張縮短循環效益的最大化,是短時間改善下肢肌肉力量與提升爆發力最快的方法的一。因此,下肢肌肉在觸地瞬間具有特殊的自我保護機制特征并未受到重視,本文希望借由簡單的觸地反彈跳動作重新描述有關自我保護機制的作用機制,裨益珍貴知識訊息的傳播。
三、復合性的牽張縮短循環肌肉工作
就各種肌力產生的方式而言,牽張縮短循環為最有效率的肌肉工作型態,Baechle與Earle認為一個有效率的牽張縮短循環需滿足三個會話,分別為離心期、償還期與向心期。離心期是觸地后的下蹲階段,肌肉被動拉長產生離心收縮,而Kopper指出欲產生強而有力的向心收縮,需在離心階段盡可能快速伸展,引發肌梭所作用的反射性收縮動作,所以,離心期以快速且短暫的肌肉收縮達到最佳的工作狀態;償還期系指離心收縮結束準備進入向心收縮的開始,動作型態為肢體克服觸地瞬間的地面反作用力,至準備推蹬向上階段,此階段所作用的時間稱為偶聯時間,而偶聯時間越短,則越能有效將離心收縮的工作效益連結至下個階段;向心期為下肢開始蹬伸向上階段,通過肌肉主動向心收縮,使牽拉效果與能量儲存釋放產生爆發性的肌肉力量,促使運動表現能力提升。此肌肉工作模式在許多體育活動的基本運動技能都可看到,顯示牽張縮短循環為人體肌肉工作中最重要的一環。
四、結語
人體從特定高處落下時,觸地前的肌肉預收縮會累積適當的肌肉張力,維持肌肉最佳的收縮狀態,作為下肢觸地前的準備工作;觸地瞬間的自我保護機制,其意義為觸地瞬間為了避免過高的肌肉勁度,進而瞬間降低肌肉活化以調整適當的肌肉勁度。
參考文獻:
[1]Bere T.Mechanisms of anterior cruciateligament injury in world cup alpine skiing:Asystematic video analysis of 20 cases[J].TheAmerican Journal of Sports Medicine.2010.39(6):1421-1429.
[2]Marx R G.Beliefs andattitudes of members of the AmericanAcademy of Orthopaedic Surgeonsregarding the treatment of anterior cruciateligament injury[J]. Arthroscopy.2013.19(7):762-770.
[3]D.Katsavelis M.StergiouVariability of lower extremity joint kinematics during backward walking in a virtual environment.Nonlinear Dynamics Psychology and Life Sciences.2010.14:165-178