淺談太極拳對老年人的力量和神經肌肉反應的生物力學因素

褚子雯

(武漢體育學院研究生院，湖北 武漢 430079)

太極拳是最受歡迎的運動形式之一，20世紀90年代太極拳曾經風靡整個東南亞，產生了極大的社會影響力，目前在歐美及澳洲該項運動也得到很大的發展，越來越多的人參與到該運動的習練之中。由于其運動時身體動作舒緩，柔和，圓潤，有利于調節氣息和血液循環的暢通，促進了對人體身體內臟機能水平的提高，因而吸引了許多生理學家對此研究的濃厚興趣，深入探討太極拳運動潛在的醫用價值。又由于太極拳要求身體自然地伸展和放松，心靈平靜而警覺，動作協調一致，對于動作技能的形成具有較大的幫助，尤其是瞬間能產生極強的力量爆發，逐漸得到生物力學研究者的高度重視，深入挖掘太極拳的生物力學功效是一項極有意義的研究工作。在大多數英國文學中，太極拳被描述為一種傳統形式的運動來源于民間傳統武術藝術。但在英國文學中，太極拳常常被稱為“Tai Chi”而把“boxing”被忽略，因此在其他國家常被稱為太極。“太極”一詞，最早見于《易傳．系辭》：“易有太極，是生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦。”太極在中國傳統文化中是陰陽末分，天地混沌時期，因為大到極點，顧稱之為“太極”；則是一代又一代流傳下來的強調運動者依靠體內外間協調平衡，松緊有持的古老傳統武術形式，從武術的民間傳統衍生到終身鍛煉，已經有了1200多年的歷史[1]。太極拳的緩慢而柔軟的運動形式是源于中國哲學之一的道教。道教的中心學說則是關注心靈的寧靜，它的目的是通過藥物和生活方式的改變去實現長壽。現在，太極被分化成很多了流派，如陳式，楊式，孫式，吳式等每個派別都有其獨特的特征，但是又遵循了太極拳這一運動的基本概念。

如今，不管是國內還是國外數百萬各個年齡段的人都在練太極，太極拳已成為了最受歡迎的運動形式之一，尤其是在老年人中。隨著年齡的增長通常器官功能有著顯著的下降，關節退行性改變，視力不佳，身體不平衡，體力喪失等現象都是普遍存在的。雖然運動對老年人的健康有積極的影響，但是合適老年人運動的方式很少。而太極拳不僅簡單易學，不受年齡，性別，場地等限制，本著降低運動損傷，適合中老年人的生理和心理機能等原則，太極拳似乎是眾多運動當中可以提供老年人鍛煉所有需求的運功方式之一。最初，人們練習太極最關注的僅僅是身體健康狀況和自我保護的能力。2010年，美國和英國的老年學會分別將太極拳推薦為預防跌倒的運動處方，這將中國傳統的健身項目列入美國和英國兩國官方健身指南的這一行為，標志著太極拳這一中國傳統的運動在預防老年人跌倒方面的效果已經獲得了國際性的認可。但關于太極拳運動對減少跌倒的影響的研究是有限的。Wolf和他的同事進行了一項縱向研究調查了老年人跌倒的情況，將老年受試者分成三組，一組受試者進行為期15周的太極拳鍛煉，二組受試者進行為期15周的平衡訓練計劃，三組不接受任何訓練干預。總共有200名受試者(162名女性和38名男性)，平均年齡為76.2歲。首先所有受試者進行獨自的行走，同一個時間段記錄每組的跌到次數。經過15周后三組跌倒次數分別為56，76，77次，其中只有參與太極拳鍛煉的跌到風險率下降了47.5%，其他的則沒有顯著的減少。顯然，太極拳鍛煉在提高平衡，肌肉力量和靈活性從而降低跌到風險上有著積極的影響。本文的目的則是對太極拳的生物力學方面以及太極拳鍛煉對老年人的力量和神經肌肉反應的影響的相關研究進行回顧。對2005年-2017年國內外太極拳科研現狀進行分析，刊載論文的主要渠道大多來自中國知網，PubMed等國內外網站，通過使用關鍵詞搜索“太極拳”“Tai Chi”“肌電圖”“肌肉力量”等。經選取最終選定與此次主題相關的14篇研究性論文進行內容分析，希望通過文章可以加強我們對為什么太極拳運動提高神經肌肉控制并減輕摔跤風險的理解，并分析現實存在的問題和不足為后續研究提供可借鑒的思路和參考。

1 有關太極拳各方面的相關綜述

1.1 太極拳與肌肉力量

在太極拳的練習中，肌肉在各個部位間始終扮演著各種各樣的角色。步入老年期的人群會出現肌肉萎縮、肌肉量減少、肌力下降等退行性特征。Schultz指出人體肌肉力量從25歲到65歲大約下降 1/3。進入老年階段，人體肌肉力量繼續衰退，Skelton 等研究表明 65-89 歲的老年人肌肉力量每年下降大約 1-2%，在70 和 80 歲時，肌肉最大收縮能力大約下降 20-40%，肌肉爆發力大約每年損失3.5%。在老年人的生活當中，肌力下降會給他們的生活帶來極大的不便，特別是下肢肌力減退對老年人的危害極大,會使跌倒的危險性增高,導致骨折和其他損傷。Lord[2]指出，下肢肌無力是老年人跌倒的重要因素，可導致平衡能力降低。老年人由于股四頭肌肌力下降、下肢關節周圍韌帶和肌腱強度減弱，最終引起平衡能力下降，進而增加了跌倒發生的可能性。

太極拳這一項運動屬于中低強度的有氧運動，適合中老年人練習來維持身體健康，當然對于人體的肌肉力量也有正面的效益。Bellew[3]發現傳統的訓練方法并沒有改善人體對下肢肌肉力量的控制。然而姚遠[4]等采用太極拳運動作為干預因子，采用Cybex Ⅱ+等速肌肉測試系統，對經過16周太極拳練習的65～70歲老人的膝關節屈，伸肌群力量進行標準化，定量化測量。實驗結果表明，男，女運動組的伸，屈膝肌群耐力均顯著高于對照組，運動組自身前后對照顯示，各項肌力指標除了屈，伸肌爆發力外都出現顯著差異性。曲冰則根據不同的運動方式將其分為三組，太極組，健步走組和沒有規律性運動和固定運動時間為一組，分別對三組老年人進行優勢側下肢三關節向心肌肉力量的測試，通過數據看出髖關節等速肌力測定結果：與久坐組相比，在120°/s 時，太極拳組的髖關節屈肌相對峰值力矩均顯著增大(P=0.007)；與健步走組相比，在 120°/s 時，太極拳組的髖關節屈肌相對峰值力矩均顯著增大(P=0.006)；膝關節等速肌力測定結果：與久坐組相比，在60°/s與120°/s 時，太極拳組的膝關節的屈肌與伸肌相對峰值力矩均顯著增大；與健步走組相比,在60°/s 與 120°/s時，太極拳組的膝關節的屈肌與伸肌相對峰值力矩均顯著增大；踝關節等速肌力測定結果：與久坐組相比，在60°/s與120°/s 時，太極拳組的跖屈肌相對峰值力矩均顯著增大(P=0.011，P=0.043);與健步走組相比，在60°/s 時，太極拳組的跖屈肌相對峰值力矩顯著增(P=0.002)。由此可以看出和健步走相比，太極拳運動顯著改善老年人下肢肌力，這對于改善人體平衡功能具有積極意義。

太極拳運動特殊的肌肉收縮方式，可以提高下肢肌肉力量和對力量的精確控制。在太極拳運動中，肌肉隨著動作的變化不停的改變收縮方式。這種肌肉收縮方式的不斷變化，可能是太極拳運動能夠提高下肢力量的原因所在。于寧等采集了16名經驗豐富的太極拳練習者上步、退步、側步、蹬腿和中定5種典型的太極步中下肢股直肌、半腱半膜肌、腓腸肌和脛骨前肌的肌電信號，測試了長期從事太極拳運動的練習者，發現他們在練習太極拳時，肌肉收縮的強度和持續時間是不同的，而這種變化可以提高他們的肌肉協調性、肌肉力量和肌肉控制能力。Lan[5]曾經對一組老年人進行為期一年的太極拳訓練，結果發現訓練后的男性膝關節伸肌的肌肉力量增加18.1%，屈肌肌力增加了15.4%；女性膝關節伸肌的肌肉力量增加20.3%，屈肌肌力增加了15.4%。Wolfson[6]更進一步指出長期從事太極拳訓練不僅僅能夠提高下肢肌力，也有助于肌肉力量的維持；在從事太極拳運動時，身體重心落在腿部，所以腿部肌力需要支持全身力量，長久下來對腿部的肌肉耐力是很有益處的。

1.2 太極拳的肌電圖和神經肌肉活動

迄今為止，由查閱文獻資料得知，表面肌電技術已逐漸應用于體育科學研究中，在太極拳的研究中，關于太極拳運動的肌肉肌電特征研究也有所上升。但其中研究也存在不平衡，對于下肢肌力的研究頗多。熊開宇，溫愛玲通過分析二十四式太極拳整體動作下肢運動的主要肌肉肌電特征，數據顯示二十四式太極拳在練習中下肢動作主要的用力肌肉是左右股外側肌，左右股內側肌，左右脛骨前肌，高水平組與低水平組之間在結果分析中沒有明顯差異；高水平組與低水平組在下肢肌肉肌電的左右側對比中也無顯著差異，左右腿的負荷量均衡。王英霞通過選取青年太極拳練習者高水平8名和低水平8名作為受試者，利用ME-6000肌電儀與攝像機，對整套動作，每式動作，對稱性動作的相關指標進行肌電分析。研究結果表明高低水平組在24式簡化太極拳練習中上肢肌肉左右側積分肌電所占比例左側略小于右側，但無明顯差異。完成整套動作時，上肢放電較多的肌肉集中在肩關節附近，肩關節周圍肌群放電持續時間較長，承載運動量最大。王瑞元等人通過測定高水平運動員在練習太極拳時的肌電圖變化，分析太極拳高水平運動員的運動負荷，及其測定不同流派的太極拳之間的肌電圖的特征。從數據得出結論，首先，從練習太極拳的肌電特征進行對比分析來看，42式太極拳和楊氏太極拳對比無明顯差異，IEMG是最大用力的1/3左右，其次從反應肌電信號頻率特征MPF值進行分析，高水平運動員在練習太極拳時的MPF明顯低于最大用力收縮，這說明高水平運動員在練習太極拳時有較多肌肉的慢肌參與工作。劉廣慶，黃強民[7]在文中闡述了太極拳練習能提高人體下肢肌肉力量和平衡控制能力的原因，為太極拳練習提高肌肉力量及預防跌倒提供了理論依據。從現有的研究表明，長期規律的太極拳鍛煉可以改善肌肉力量和耐力；同時，改善其神經肌肉控制能力和各關節的本體感覺。

2 結論

上述這些研究報告提供了太極拳在各個方面關于生物力學的科學依據，但是大部分研究都是基于單一的動作，因此，關于太極拳鍛煉的運動協調性的信息仍然缺乏，并且確定太極拳對各人適合程度的定量依據是有限的，初學者和大師，年輕人和老年人，健康與身體受損之間的差異，接下來我們需要進一步研究的是，太極拳對于下肢有關節問題的患者來說是否真的是一種安全的運動，更重要的是，解釋為什么太極拳是一種比傳統平衡鍛煉更好的鍛煉平衡和姿勢控制的運動形式。