肌肉收缩状态分类及其在康复性肌力训练中的

前言

下文提及到的肉收缩状态的分析,只是在理想化条件下,以引发特定关节活动的肌肉作为观察对象的简单动力学分析,只考虑原动肌(观察对象)、拮抗肌与外力的作用,未涉及协同肌(包括稳定肌、从动肌和中和肌——命名参考《中华骨科学》)的参与。

需要明确的是,某一肌肉的“向心性收缩”或“离心性收缩”,都只是就关节活动时目标肌肉的形态变化(状态)而言。单一肌肉的功能,仅会主动“缩短”,不会主动“伸长”。也就是说肌肉只有“拉”的功能,没有“推”的功能。

我们通过锻炼肌肉在离心状态下的收缩功能(在离心状态下锻炼其收缩功能),目的也只是更有效率地提升其收缩能力,而非所谓的“训练其离心收缩功能”。

请记住,“离心性收缩”是一种状态,而不是肌肉的功能;“离心”永远是被动的。

离心性收缩之所以能更有效率地锻炼肌力,是因为:在“真性离心收缩”状态下,瞬时目标肌肉的输出功率必然是最大的;纤维肌节的长度被延长至原本长度的%左右时,其内在张力较低,收缩功率较低;为维持关节动作,大脑自动募集更多的肌纤维参与肌肉收缩;因此能更有效地刺激肌纤维的募集和代谢,促进肌力的恢复和提高。

PartI肌肉收缩状态分类

1等长收缩

定义:

肌肉收缩时长度不变,关节不活动,张力增加;

力学:

原动肌内在动力距等于外在阻力距;

举例:

站立、悬垂、支撑,以及保持任意角度屈肘提拉重物等动作。

2等张收缩

定义:

肌肉收缩时张力不变,长度改变,引起关节活动;

根据运动方向不同,等张收缩又可分为“向心性收缩”及“离心性收缩”:

2.1向心性收缩

定义:

收缩时,肌肉的起止点互相接近,肌肉长度缩短;

力学:

原动肌内在动力距大于外在阻力距;

举例:

一般理解的收缩动作过程,如屈肘关节由°至30°的过程中肱二头肌所处的收缩状态。

2.2离心性收缩

定义:

收缩时,肌肉的起止点互相分离,肌肉长度延长;

力学:

原动肌内在动力距小于外加阻力距

根据原动肌的输出功率(一块肌肉中参与收缩的肌纤维数量——肌纤维在受到刺激时,遵从完全收缩或完全不收缩的“全或无”规律;而整块肌肉则可通过改变参与收缩的肌纤维数量来控制收缩力量)不同,离心收缩又可分为3种情形:

2.2.1被动性离心性收缩

原理:

原动肌已处于最大输出功率状态,但外在阻力距(包括外力及拮抗肌收缩产生的肌力)仍大于原动肌内在动力距;

举例:

患者尽力保持屈肘,医生在其上肢远端施加更大的力量,将患者的肘关节拉开;

下文简称“真性离心收缩”。

2.2.2主动性离心性收缩

原理:

原动肌未处于最大输出功率,或不断降低输出功率,主动地使原动肌内在动力距低于外在阻力矩;

举例:

在屈肘状态下,控制减少肱二头肌收缩力量,使前臂缓慢放下。

下文简称“假性离心收缩”

2.2.3复合性离心收缩

实际上,在未经过刻意训练的前提下,假性离心收缩并不常见或难以控制。在更多情况下,我们的大脑会偏向于通过“提高拮抗肌的输出功率(拮抗肌收缩)为主,减少原动肌的输出功率为辅”的方式来完成这一类动作。

其实在这种条件下,为了便于主观分析,目标动作已发生改变(由“屈肘”变成了“伸肘”),“原动肌”和“拮抗肌”也随之互换(肱二头肌从屈肘“原动肌”变成了伸肘“拮抗肌”,肱三头肌则反之)。

3等动收缩/等速收缩

定义:

在整个关节运动范围内肌肉以恒定的进度进行的最大用力收缩,且肌肉收缩产生的力量始终与阻力相等的肌肉收缩。

该种收缩不是自然完成的,而需借由特殊条件或仪器辅助控制完成。

PartII康复性肌力训练中的应用策略

运动创伤或功能性废用所引起的肌肉功能障碍,肌力多在3级以上。患者肌在为3~4级*以上时,可进行抗阻力肌力训练。

在抗阻力训练中,通过对目标肌肉施加较大阻力,以增加肌纤维的募集率,从而促进肌力较快地恢复、增长。因此,抗阻力训练是运动创伤康复治疗的主要肌力训练方法。

1等长抗阻力训练

方法:

对目标肌肉施加可承受范围内的恒定阻力,令患者保持不产生关节活动;

施加强度为目标肌肉最大收缩力量65%~99%的阻力,作持续5秒~10秒的等长收缩练习即可显著增强肌力。

优点:

①安全性强;可用于创伤术后或肢体被固定等情况下的练习;

②有效防治肌肉萎缩、消除肿胀、刺激肌肉肌腱本体感受;

③有效增强肌肉静态肌力;

④不需要特殊仪器,容易操作,便于患者自己在家中练习。

缺点:

①对增加整个关节的活动度的作用较弱;

②对增强肌肉耐力作用不明显;

③对改善运动精确性、协调性无明显帮助。

2等张抗阻力训练

方法:

利用肌肉等张收缩进行抗阻力肌力训练;

施加较大强度的阻力(目标肌肉最大收缩力量的75%~%)并进行向心或离心性收缩练习,以求重复较少次数的关节运动以引起肌肉疲劳。

2.1向心性抗阻力训练

方法:

施加强度为目标肌肉最大收缩力量的75%~99%的阻力,嘱患者以中等速度向心性收缩目标肌肉,产生相应关节活动。

作用:

激活目标肌肉,为其他抗阻力训练作准备。

优点:

①安全性较好;不容易拉伤肌肉;

②可锻炼目标肌肉的爆发力;

③训练中不容易因憋气而出现不适。

缺点:

①在附带关节损伤时不适用;

②对激活肌纤维募集作用不强;增强肌肉的持久力作用不明显。

2.2离心性抗阻力训练

方法:

先让患者充分向心性收缩目标肌肉;

渐进性地施加强度为目标肌肉最大收缩力量%~%的阻力,使之缓慢产生相应关节活动。

作用:

快速提高目标肌肉肌力。

优点:

①有效刺激肌纤维的募集和代谢;提高肌力;

②有效增强目标肌肉的持久力;

缺点:

①需要一定操作技巧以防止肌肉拉伤;

②能量代谢消耗较大,容易产生酸痛;

③不适合患者自己锻炼。

3复合性肌力训练

复合性肌力训练,由离心性抗阻力训练演变而来。其既能有效锻炼目标原动肌,又能同时锻炼其拮抗肌,并使两者相互协调。通过复合性肌力训练,能有效提高对应关节活动的协调性和稳定性;对于肌力水平较好,但协调性不足的患者,效果十分明显。

方法:

先让患者充分向心性收缩目标肌肉;

施加强度为目标原动肌最大收缩力量65%~95%的阻力;令患者先作等长抗阻力训练3~6秒;然后在保持抗阻力的前提下缓慢、渐进地收缩拮抗肌,使关节在控制下产生相应活动。

作用:

提高整个关节活动的肌力、协调性及稳定性。

优点:

①有效刺激原动肌肌纤维的募集和代谢;提高肌力;

②有效增强目标肌肉的持久力;

③刺激拮抗肌功能,使原动肌及拮抗肌相互协调;

④相较于单纯离心性抗阻力训练安全性较高,不容易拉伤肌肉。

缺点:

①操作必须掌握技巧及发力原则;

②能量代谢消耗较大,容易产生酸痛;

③不适合患者自己锻炼。

PartIII小结

康复医生可以合理运用不同肌肉收缩状态下的功能特点,为患者选择合适的肌力训练方法,能更有效促进运动创伤或其他原因引起的肌肉功能性废用的康复。

对肌肉收缩控制不良或缺乏治疗信心的患者,可通过向心性抗阻力训练刺激肌肉收缩、建立自信;

对肌力较差、有关节损伤、关节固定或术后的患者,可通过等长抗阻力训练增强肌力、防止萎缩;

对肌力一般,而持久力较差的患者,可以通过离心性抗阻力训练增强肌肉力量及持久力;

而对于肌力尚可,但肌肉协调功能不良的患者,则可以通过复合性肌力训练,协调原动肌和拮抗肌,使关节活动更稳定高效。

*附:

Lovett肌力分级标准

级别

标准

0

肌肉完全麻痹,通过望诊和触诊,肌力完全无收缩

1

肌肉能主动轻微收缩,但不能带动关节活动

2

在无重力状态下能作关节全范围运动

3

能抗重力做关节全范围运动,但不能抗阻力

4

能抗重力、抗一定阻力运动,但较正常人差

5

正常肌力,能抗重力、抗充分阻力运动

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广州中健骨科运动医学门诊部

整理:甘卓指导:王廷臣

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