Rygg-, buk- och höftmuskulatur

Transkript

1 Rygg-, buk- och höftmuskulatur - styrka, träningsövningar och stabilitet En optimal styrka och koordination i buk-, rygg- och höftmuskler är av stor vikt i olika idrotts- och rehabiliteringssammanhang. Olika hypoteser förekommer om vilka bålmuskler är aktiverade, och hur mycket, i olika träningsövningar, vid rörelser och stabilitet i en mängd vardagliga situationer samt vid tester av maximal styrka. Dock är elektromyografi, EMG, den enda metoden för att objektivt fastställa dessa frågeställningar. Vi har utvecklat en metod, för att studera aktivitetsgraden i de djupare muskelportionerna kring ländryggen, då tunna trådelektroder inplanteras med hjälp av en nål under guidning av ultraljud för att säkerställa rätt muskelportion nås. Eva Andersson Idrottshögskolan samt Institutionen för Neurovetenskap, Karolinska Institutet Kostnaderna för besvär i rörelseapparaten (bl.a. i ländryggen) är idag stora, både för individer och samhälle. Det är önskvärt att gemene kvinna och man får kunskap om hur olika muskler kan styrketränas och töjas för att själv upprätthålla en optimal funktion och motverka besvär i bål och övriga delar av rörelseapparaten. Självklart uppstår skador om kroppen belastas, på kort eller lång sikt, långt utöver vad som är möjligt för olika vävnader att klara av. Men med allmänna kunskaper om vanliga träningsmetoder för styrka, töjning och kondition kan en stor mängd besvär i rörelseapparaten förebyggas av varje individ själv. Det kan tyckas vara självklara kunskaper vad gäller vilka bålmuskler som är aktiverade i olika kroppspositioner och träningsövningar, men faktum är att denna information har tidigare varit mycket knapp. Först på senare tid, har adekvata standardiserade metoder utvecklats för registrering från djupare rygg-, buk- och höftmuskler samt för kvantifiering av muskelaktivitet. Därmed har relativt nyligen presenterats olika objektiva data för djupa och ytliga rygg- och bukmuskler vad gäller deras involvering vid rörelse och stabilitet samt hur de kan styrketränas. Styrka Styrkeprofiler hos elitidrottsutövare kan ge vägledande information om hur olika muskelportioner kan styrketränas för mindre erfarna utövare. Vi har studerat för olika elitidrottskategorier maximal styrka i bål- och höftmuskulatur under såväl statiska som dynamiska situationer (1, Fig. 1). Under hela rörleseomfånget med försökspersonen i sidliggande position, och höftleden som rörelsecentrum, registreras maximal styrka i höftextension (höftsträckning, HS) respektive höftflexion (höftböjning, HB). Mer renodlad styrkemätning i bålen erhålls då försökspersonen placeras längre ned på rampen, med rörelsecentrum vald i nivå med ländkota 2-3, då s.k. bålextension (bålsträckning, BS) respektive bålflexion (bålböjning, BB) kartläggs. Av dessa fyra övningar erhålls normalt den högsta peak-styrkan i höftextension (17). Då rörelsecentrum flyttas från höftleden till ländryggen sjunker styrkevärdena i såväl sträckning som böjning. Detta sker både vid olika statiska vinklar samt vid de dynamiska registreringarna. Styrkeprofilerna kartlades för manliga elitidrottsutövare i gymnastik, brottning, tennis och fotboll, samt även 43

2 Fig 1. för kvinnliga elitgymnaster. Jämfört med ett manligt normalmaterial, sågs generellt för alla grupper av elitidrottsutövare signifikant högre statiska och dynamiska styrkevärden i två av de fyra ovannämnda övningarna, nämligen i bålböjning (BB), dvs vid test av bukmuskelstyrka, och i höftsträckning (HS). Resultaten är sannolikt orsakade av långvarig systematisk träning. Förvånande var att ingen elitidrottsgrupp visade en signifikant högre maximal styrka i bålextension (ryggmuskulaturen) jämfört med normalaktiva. De manliga gymnasterna var signifikant starkare även i höftböjning (HB), vilket sannolikt är orsakat av de i gymnastik frekvent förekommande pikeringsövningarna, vilka högt involverar höftböjarmuskulaturen (2, 6). Vid förändring från statisk till dynamisk registrering sågs generellt likartade styrkeprofiler för de olika elititidrottsutövarna. Däremot sjönk styrkan med ökad koncentrisk hastighet. För alla elitidrottsutövarna sågs i medeltal en sänkning av maximal styrka (vid rak kroppsposition 0 grader) med 10-20% från 0 grader/sekund (statiskt) till 15 grader/sekund. Ytterligare en styrkesänkning med 15-35% sågs när rörelsehatigheten ändrades från 15 till 30 grader/sekund. Peakvärdet av maximal styrka uppstod generellt tidigare i rörelsebanan för de olika elitidrottsutövarna, jämfört med normala, vid samtliga registreringar. Således har sannolikt den systematiska träningen resulterat i en viss förändring av denna koordinativa aspekt. Träningsinducerade förändringar i den neuromuskulära 44 funktionen kan möjligtvis resultera i en förändring i kraft-längdsambandet för musklerna och/eller i en snabbare kraft produktion. Peakvärdet uppstod generellt i en position då musklerna är förlängda jämfört med vid rak kroppostion (0 grader), dvs i framåtböjt läge vid extension samt i bakåtsträckt läge vid flexion. Speciellt tidig peakplacering sågs för elitgymnasterna vid extension samt för elittennisspelarna vid flexion, både av bål och höftled. En senare placering av peak-värdet sågs vid hastigheten 30 jämfört med vid 15 grader/sekund. Dock kvarstod skillnaderna mellan elitidottsgrupperna. De kvinnliga jämfört med de manliga elitgymnasterna visade likartade styrkeprofiler. Dock var kvinnornas peakstyrkevärden på en nivå av ca 75% (Nm/kg, dvs styrkevärdet normaliserat till kroppsvikten) jämfört med de manliga gymnasterna. Gentemot det manliga normalaktiva materialet, visade dock de kvinnliga elitgymnasterna generellt lika höga eller t.o.m. något högre peakstyrkevärden (Nm/kg), undantaget övningen bålextension. I bålböjning, dvs vid test av bukmuskulaturen, var de kvinnliga gymnasterna 15% starkare än normala män. Pga skillnader i kroppsvikt, var styrkevärdena uttryckta i absoluta termer vid denna jämförelse, relativt lägre för de kvinnliga gymnasterna (ca 80% av det manliga normalmaterialet). Dessa värden är dock klart högre jämfört med tidigare dokumenterationer. I litteraturen har rapporterats att bålmuskelstyrkan för normalaktiva kvinnor är 75-80% (Nm/kg) alternativt 50-60% (i absoluta termer), jämfört med motsvarande män. Styrkemätningar av personer med ländryggsbesvär kan ge information om eventuell försvagning i specifika muskelgrupper som kan behöva stärkas. För personer med ospecifika ländryggsbesvär har setts en signifikant lägre styrka i två av de fyra nämnda övningarna för bål och höftled, nämligen i bålextension (ryggmuskulaturen) samt i höftflexion (18, 19). Notera att för dessa patienter framkom inte en signifikant lägre styrka i bålflexion, då bukmuskulaturen aktiveras selektivt (6, 7). Således talar dessa data för att man inte ska försöka undvika styrketräning av höftböjarmuskulaturen såsom tidigare har föreslagits i vissa rehabiliteringssammanhang. Vidare är höftböjarmuskeln iliopsoas viktig för bålstabiliteten i en rad sittande positioner (se nedan). Dock ska styrketräningen givetvis alltid kombineras med töjningsträning för att undvika förkortning av muskulaturen, vilket lätt sker bl.a. av höftböjarmuskulaturen. Vidare bör generellt en allsidig träning bedrivas så att samtliga kroppens muskler erhåller en för individen optimal kapacitet vad gäller styrka, rörlighet, uttållighet och koordination (se nedan). Vid maximal sidböjning, registrerad i ovannämnda styrkeramp med personen i ryggläge, har vi funnit för de olika elitidrottskategorierna tennis, brottning och fäktning en signifikant högre styrka på den icke-dominanta sidan, dvs på vänster sida för en högerhänt tennisspelare (1, 19). Anledningen till den större bålbelastningen på ena sidan är konsekvensen av att endast en hand används primärt i tennis och

3 Fig 2. fäktning. Asymmetrin funnen även för brottare kan vara orsakad av att utövarna har en riktning de föredrar att kasta sin motståndare sidledes. Däremot på ett normalmaterial sågs ingen styrkeskillnad mellan bålens sidor vid jämförelse mellan vänster- och högerhänta (19). Nyligen har publicerats data angående maximal styrkemätning av bålen, under excentrisk lateralflexion, dvs en bromsande kontraktion då musklerna arbetar under förlängning (13, 15, Fig. 1). Maximal peak-styrka var oförändrad vid olika excentriska hastigheter (från -15 till -60 grader/sekund). Något lägre värde sågs vid maximal statisk lateralflexion samt ytterligare sjunkande peakstyrka noterades med ökad hastighet (från 15 till 60 grader/ sekund) vid koncentriska kontraktioner (muskelförkortning). Detta mönster för styrka-hastighetsambandet (torque/ velocity) är sådeles lika för bålens sidböjarmuskulatur jämfört med vad som tidigare visats för annan muskulatur, te.x. främre lårmuskeln (16). Ryggträningsövningar Muskelaktivitetsregistrering intramuskulärt. Hur kommer man åt de olika ländryggsmusklerna vid styrketräning, med enbart den egna kroppen som belastning, dvs i vanliga situationer som alla själva kan utföra utan träningsredskap? Våra data pekar på att det behövs träningsövningar för bål och ben i varierande riktningar för att effektivt träna alla djupa och ytliga muskler kring ländryggen (2-4, 6, Fig. 2). Vid olika typer av sit-ups, då hela överkroppen lyfts, involverades påtagligt den djupaste ländryggsmuskeln (PS, ländmuskeln) och bäckenmuskeln iliacus (IL, tarmbensmuskeln), vilket även var fallet vid enkelt eller dubbelt benlyft i ryggliggande position (se även nedan). I dessa situationer är de mer ytligt liggande ländryggsmusklerna inte nämnvärt aktiverade. Däremot i magliggande position vid maximalt lyft av framåtsträckta armar och övre delen av bålen, alternativt vid lyft av båda benen, sågs mycket höga nivåer av fr.a den ytliga inre portionen av erector spinae i ländryggen (ES-s, raka ryggmuskeln) men även av dess djupare yttre portion (ES-d). Notera, att inte heller i dessa magliggande övningar sågs någon påtaglig aktivering av den något djupare liggande ländryggsmuskeln quadratus lumborum (QL, den fyrkantiga ländryggsmuskeln). Då endast ena benet sträcktes bakåt (maximal höftextension), i magliggande eller stående position, aktiverades ES-s markant, ES-d mer måttligt, samt QL men endast i en låg nivå. För att markant styrketräna QL, men även ES-d, framkom att övningar i sida för bål och ben var att föredra (3,6). En mycket hög aktivitet sågs fr.a. för QL, men även för ES-d, vid sidböjning av bålen uppåt i sidliggande position med stöd för benen. Båda dessa muskler, liksom PS och IL, var även påtagligt involverade då ett ben förs ut i sida (abduktion) i stående eller sidliggande position. Muskelaktivitetsregistrering från huden. Under några vanligt förekommande ryggträningsövningar studerades aktiveringsgraden (med sk hudelekroder) för den övre och nedre ryggmuskulaturen samt för två höftsträckarmusker (6, Fig. 3). De sistnämnda var sätesmuskeln gluteus maximus (GM) och baklårsmuskeln biceps femoris (BIC). Elektroderna för den övre ryggmuskelportionen placerades över latissimus dorsi (LAT, i T8-9- nivå, 2 cm lateralt om mittlinjen och ca 2 cm nedanför skulderbladspetsen). Vid denna elektrodposition upptas sannolikt även viss aktivitet från underliggande muskulatur såsom thorakala erector spinae samt trapezius. Den nedre ryggmuskelportionen (här benämnd med LES, studerad i L3-nivå, 2 cm från mittlinjen) motsvarar ovannämnda intramuskulära, men ändå relativt ytliga, registrering från ES-s. En markant hög aktivitet sågs för den övre ryggmuskulaturen (LAT) vid lyft av övre bål och båda armar (med eller utan samtidigt lyft av båda benen) i magliggande position. I dessa situationer sågs även för den nedre ryggmuskulaturen (LES) en mycket hög involvering, liksom vid isolerat bilateralt benlyft i magliggande, såsom visats med intramuskulära registreringar (se ovan). För både den övre och nedre ryggmuskulaturen sågs en högre aktivitet (medelvärde för alla försökspersoner) vid lyft av båda armar och/ eller ben i magliggande, jämfört med de övriga övningarna: belly-back (då man hänger med överkroppen vågrätt ut från en bänk), knäfyrfota (inkluderat diagonalt arm- och benlyft till horisontalplanet) eller bakåthandstöd (med enkel bensträckning i horisontalplanet). Man brukar brukar dock inte rekommendera övningen båten (samtidigt dubbelt arm- och benlyft i magliggande), speciellt inte till otränade individer eller till folk med ländryggsbesvär. För sätesmuskeln gluteus maximus (GM) framkom en markant involvering vid maximalt dubbelt benlyft samt dubbelt arm- och benlyft i magliggande. Detsamma sågs vid bakåthandstöd (med sträckning av motsatt ben), och knäfyrfota (då samma sidas ben sträcktes ut med maximal ansträngning bakåt). Belly-back resulterade i lägre GM-nivåer. Även för höftsträckarmuskeln biceps femoris (BIC) sågs en distinkt involvering vid dubbelt benlyft samt dubbelt armoch benlyft i magliggande. Något lägre nivåer sågs vid bakåthandstöd (med sträckning av motsatt ben), samt vid belly-back. Knäfyrfota gav 45

4 Fig 3. Fig 4. ytterligare lägre aktivitetsnivåer för BIC. För otränade individer samt i rehabiliteringssammanhang är styrketräningsövningar med en låg till måttlig muskelinvolvering att föredra, medan i olika elitidrottssammanhang önskas ofta en högre aktivering. Generellt kan sägas att styrketräning för gemene kvinna och man bör bedrivas allsidigt. Sit-up Under olika standardiserade statiska och dynamiska sit-ups och benlyft kartlades aktivitetsgraden från tre buk- och tre höftböjarmuskler (2, 4, 6, 7). De studerade musklerna var den raka bukmuskeln (RA, rectus abdominis), yttre sneda bukmuskeln (OE, obliquus externus), inre sneda bukmuskeln (OI, obliquus internus), tarmbensmuskeln (IL, iliacus), skräddarmuskeln (SA, sartorius) samt raka lårmuskeln (RF, rectus femoris, Fig. 4). Aktivitetsgraden registrerades med hudelektroder för alla muskler undantaget IL, i vilken trådelektroder inplanterades. De studerade övningar var bålböjning (trunk flexion, TF, dvs skulderlyft), höftflexion (HF, lyft av hela bålen med överkroppen sträckt), spontan sit-up (SP, lyft av 46 hela överkroppen efter en initial bålböjning), samt dubbelt (2) och enkelt benlyft (leg lift, LL; ipsi = samma sidas ben (1i), contra = motsatt sidas ben, 1c). Sit-upövningar då hela bålen restes, dvs HF och SP, visade likartade resultat. Däremot skiljde sig mönstret för dessa sit-ups gentemot de andra övningarna (se nedan). Fyra benmodifieringar studerades; ss=sträckta ben och stöd, s=sträckta ben utan stöd, bs=böjda ben och stöd, b=böjda ben utan stöd. Benmodifieringar. Tidigare har föreslagits på lösa grunder att om man utför en sit-up med böjda istället för med raka ben involveras bukmusklerna i högre omfattning, samtidigt som höftböjarna aktiveras i lägre grad eller inte alls ( kopplas ur ). Våra aktivitetsregistreringar har visat det motsatta mönstret, dvs en högre höftböjarinvolvering med böjda jämfört med raka ben under sit-ups då hela bålen lyfts (HB, SP, Fig. 4). Högst höftböjaraktivitet sågs vid benmodifieringen med böjda ben och stöd. Vid sit-ups då endast skuldrorna lyfts (TF), är inte höftböjamusklerna aktiverade över huvudtaget eller endast till en mycket låg nivå, oavsett benmodifiering. Bukmusklerna däremot, visade ingen signifikant skillnad i aktivitetsnivå överhuvudtaget vid jämförelse mellan alla benmodifieringar, dvs mellan raka eller böjda ben med eller utan stöd för fötterna (Fig. 4). Detta faktum framkom för såväl skulderlyftssit-ups som vid sit-ups med lyft av hela bålen. Däremot vid jämförelse mellan olika övningar sågs en något högre bukmuskelaktivitet, fr.a. för OE (4), vid sit-ups då hela bålen restes jämfört med vid skulderlyft, oavsett benmodifiering. Förändring med vinkel. För att bedöma test- eller träningseffekt, vad gäller grad av aktivitet, bör noteras att vid varierande typer av sit-ups ändras bukmuskelaktiviteten i rörelseomfånget på olika sätt. Vid sit-ups med lyft av hela bålen (inklusive ländryggen), ses högst aktivitet i de initiala vinklarna (10 och 30 grader) för att sedan drastiskt sjunka fram till upprätt sittande (Fig. 4). Däremot vid en sit-up då endast skuldrorna lyfts, vid en s.k. bålböjningssit-up (TF), ses en stegrad aktivitet för bukmusklerna med ökad vinkel, dvs högst aktivitet i det maximalt uppresta läget av skuldrorna. Under dubbelt benlyft sågs dock ingen nämnvärd

5 Fig 5. variation av den måttliga bukmuskelaktiviteten mellan höftflexionsvinklarna 10, 30 och 60 grader. För höftböjarna IL och SA sågs en stegrad aktivitet med ökad vinkel fr.a. vid bioch ipsilateralt benlyft (3). Vilka övningar för flexormuskulaturen i bål och höft man föredrar att utföra kan variera i olika sammanhang. Vid sit-ups med lyft av hela bålen (HF eller SP) styrketränas både bukoch höftböjarmuskulaturen samtidigt. För personer med lägre styrkekapacitet och/eller lättare ryggbesvär kan träning av de två olika muskelgrupperna göras separat; bukmusklerna i skulderlyft, dvs bålböjning, och höftböjarmuskulaturen i enkelt benlyft (se även ovan). Bålstabilitet Vid maximal framåtböjning av bålen i stående är känt, sedan ca 50 år, att den ytliga ländryggmuskeln (ES-s) tystnar, det s.k. flexor-relaxionsfenomenet (Fig. 5). Därav har man tidigare förmodat att i detta fråmåtböjda läge upprätthålls stabiliteten i ländryggen endast av passiva strukturer, såsom ligament och disker. Vid våra intramuskulära aktivitetsregistreringar i de mer djupare liggande ländryggsmusklerna QL och ES-d (Fig. 5) framkom en ökad involvering ju mer bålen böjdes framåt i stående (3, 6). Dessa muskler kan således aktivt bidra till ökad ryggstabilitet och därmed avlasta ländryggens diskar och ligament, som i detta framåtböjda läge utsätts för hög belastning och då lättare kan skadas. QL och ES-d var även påtagligt aktiva i en rad situationer som resulterade i ökad sidostabilitet av bål och bäcken. Exempelvis var QL och ES-d markant involverade både i stående och sittande vid sidböjning av bålen samt vid lyft av bäckenet på ena sidan (Fig. 5), men även vid vid tunga enhandslyft i sida. Vid tunga lyft med två händer framför kroppen, har biomekaniska resonemang tidigare förts om att den djupaste ländryggsmuskeln, psoas (PS), orsakar påtaglig kompressionskraft på ländryggen. Dock har våra EMG-registreringar visat att denna muskel inte är involverad överhuvudtaget i denna situation (2, 6). Därav behöver liknande biomekaniska modellberäkningar kompletteras med elektromyografiska data för att optimera adekvata slutsatser. Inte heller QL-muskeln var aktiverad eller endast till en mycket låg nivå vid tunga två-handslyft framför kroppen (3, 6). Däremot sågs då en hög involvering av erector spinaes två portioner i ländryggen ES-s och ES-d, fr a av ES-s (3, 6). Då en muskelportion åstadkommer en övning/rörelse kan andra muskler behöva aktiveras för att stabilisera olika delar av rörelseapparaten. Exempel på detta vad gäller bålens muskulatur, är då höftböjarmusklerna psoas och iliacus (PS och IL) är högt aktiverade vid ett rakt enkelt benlyft i stående. På motsatt kroppshalva, är samtidigt de djupa ländryggsmusklerna quadratus lumborum (QL) och djupa yttre delen av lumbala erector spinae (ES-d) markant involverade, sannolikt för att stabilsera ländryggen i sida (2, 3, 6). Ett annat exempel på behov av bålstabiliet sågs t.ex. vid maximal sträckning av ett rakt ben i magliggande, då vi fann en ipsilateral aktivering av ES-s, ES-d och QL (se ovan). Här noterades en markant involvering av fr.a iliacus (IL) men även av psoas (PS) på motsatt (contralateral) sida av bålen, sannolikt för att upprätthålla stabiliteten i ländryggen och bäckenet (Fig. 2). Vid sträckning av ett rakt ben maximalt bakåt i stående sågs endast iliacus (IL), på motsatt sida, aktiverad av iliopsoasmuskelns två portioner. Iliacusaktiveringen kan i dessa situationer sannolikt bidra till att stabilisera höftleden samt förhindra en förskjutning i bäckenets leder, de sk sacroiliacalederna (SIlederna). Även i stående sågs ES-s, på samma sida som bensträckningen utförs på, påtagligt aktiverad. Både ES-s och IL bidrar påtagligt till att aktivt tippa övre bäckenet framåt enligt våra elektromyografiska registreringar, däremot inte QL (3, 6). Skulle en framåttippning av bäckenet ske alltför mycket på endast en sida kan detta sannolikt bidra till en viss förskjutning i SI-lederna (som normalt tillåter mycket små rörelser). Töjning av höftböjarmuskeln iliopsoas antas bidra till att minska framåttippning av bäckenet. Således genom töjningsträning undviks förkortad muskulatur, som kan ge upphov till snedställning i rörelseapparaten. Av denna orsak bör styrketräning vanligen kombineras med töjningsträning. Ingen av de ytliga eller djupa ländryggsmusklerna är vanligen aktiva vid normalt stående (2, 3, 6, Fig. 3). Således är dessa muskler inte posturala i stående såsom vissa tidigare har föreslagit. Alla ländryggsmuskler är även tysta i sittande med relaxerad rygg. Den enda muskeln kring ländryggen som är aktiv vid sittande med rak rygg är psoas (PS). Man har noterat ett lägre disktryck vid sittande med rak jämfört med slapp kyfotiserad rygg (2, 6). Tidigare har ansetts att man ska försöka undvika en aktivering av psoasmuskeln då den kan öka kompressionen i ryggen. Här medför denna PS-aktivering i sittande till en ändrad ländryggsposition som resulterar i ett lägre disktryck. Vidare är psoas och iliacus viktiga i ett flertal andra situationer bl.a. i sittande positioner. Exempelvis är PS och IL påtagligt aktiva vid maximal svank och framåttipning av bäckenet, samt då bålen lutas bakåt eller i sidled, och vid lyft av bäckenet på ena sidan. Vid motsva- 47

6 Fig 6. rande övningar utförda i stående position är PS och IL påtagligt mindre aktiva eller inte alls. Att iliopsoasmuskelns två portioner stundtals är högre aktiverade i sittande jämfört med i stående kan vara orsakat av att bäcken och höftleder är fixerade mot underlaget endast i sittande, samt ändrade positioner av ländrygg, bäcken och höftleder mellan de olika kroppspositionerna (2, 6). Bålrotationer. Frekventa dagliga bålvridningar samt nedsatt maximal styrka vid bålrotation är associerat med ländryggsbesvär (8). Dock har tidigare inte kartlagts för bålrotationer, i nämnvärd omfattning, vilka djupa och ytliga bålmuskler som är involverade, samt hur mycket. Under varierande rotationsvinklar i stående och sittande position, med och utan yttre motstånd mot skuldrorna, har vi studerat aktivitetsgraden för olika djupa och ytliga rygg- och bukmuskler (8). Av resultaten framkom att vid maximal rotationsansträngning med yttre motstånd mot axlarna sågs högst aktivitet på samma sida, som rotationsriktningen, för samtliga ytliga och djupa rygg- och bukmuskler (Fig. 6). Det enda undantaget sågs för den yttre sneda bukmuskeln (OE) med högst involvering på motsatt sida, samt den raka bumuskeln (RA) som var lågt aktiverad bilateralt i alla rotationsövningar. Däremot utan yttre axelmotstånd, dvs en fritt utförd maximal bålvridning resulterade i att majoriteten av ländryggsmusklerna visade en förändrad sidodominans. QL och ES-s var nu mest aktiva på den motsatta sidan, medan PS involverades i lika hög grad bilateralt. Vidare sågs generellt lägre aktivitetsnivåer för samtliga buk- och ryggmuskler när de maximala rotationerna utfördes utan motstånd jämfört med då yttre axelmotstånd applicerades. Således visar 48 dessa data att testade rotationer i styrkeramper, där yttre motstånd mot axlarna ges, speglar inte alltid det aktivitetsmönster som erhålls vid en fritt utförd bålvridning i det dagliga livet. Flera muskler visade högre aktivitet i sittande jämfört med i stående position under motsvarande bålvridningar. Så var fallet för PS, IL, QL, OE och stundtals även för OI. Däremot sågs det omvända mönstret för den ytliga raka ländryggsmuskeln ES-s, med högst aktivitet i stående. Den högsta aktiviteten (% av max, MVC) funnen för varje muskel i någon av de registrerade fria maximala bålrotationerna (utan axelmotstånd), utförda statiskt i ytterläget, var enligt följande rangordning: OI 58%, OE 45%, QL 35%, ES-d 23%, ES-s 23%, IL 7% och RA 5%. De muskler som sannolikt primärt bidrar till att utföra en fri bålvridning är den yttre sneda bukmuskel (OE) och den ytliga inre delen av erector spinae (ES-s), båda musklerna på motsatt (contralateral) sida jämfört med rotationsriktningen. På samma (ipsilateral) sida, bidrar sannolikt den inre sneda bukmuskelm (OI) och djupa yttre ryggmuskeln (ES-d, dvs iliocostalis) aktivt till bålvridningen. De övriga musklerna QL, PS och IL har förmodligen i huvudsak en mer stabiliserande funktion, till vilken sannolikt ES-s även påtagligt bidrar. Utöver nämnda muskler ges ett aktivt bidrag till bålrotation av den innersta tvära bukmuskeln, TR, (9) samt latissimus dorsi och thorakala erector spinae (8), samtliga på ipsilateral sida jämfört med rotationsriktningen. Resultaten i ovannämnda rotationsstudie visade att aktiveringsmönstret för olika djupa och ytliga bålmuskler kan ändras och även bli det motsatta, mellan de båda kroppshalvorna, inom samma typ av övning. Aktivitetsnivåerna beror på ett flertal faktorer såsom initial kroppsposition, stående eller sittande, grad av ansträngning, med eller utan yttre motstånd samt ändrad bålvinkel. Vid test av enhandslyft, med en vikt på 20 kg vid sidan av kroppen, framkom att samtliga djupa och ytliga ländryggs- och bukmuskler var påtagligt aktiva på motsatt sida (contralateralt). Med intramuskulär teknik studerades aktiviteten i ländryggsmusklerna PS, QL, ES-d, ES-s samt i bukmusklerna TR, OI, OE och RA (14). Aktiveringsgraden på den motsatta sidan, vid enhandslyft i upprätt läge av kroppen (0 grader), varierade för samtliga muskler mellan 10-29% av maximalt uppmätt aktivitet (i en s.k. MVC). Då bålen var flekterad 15 eller 30 grader åt samma sida som vikten hölls, sågs högre aktivitet för samtliga studerade muskler, nu varierande mellan 19-51% på den contralaterala kroppshalvan. Därutöver noterades en coaktivering av samma sidas muskler, dvs ipsilateralt, men endast av bukmusklerna, och framför allt då bålen hölls sidböjd mot vikten vid 15 och 30 graders vinkel. Samtliga ländryggsmuskler var däremot tysta ipsilateralt. Den ipsilaterala coaktivering av bukmusklerna, i de två sidböjda vinklarna, varierade mellan 8-15% av max samt antas bidra till ökad bålstabilitet. I en situation då koordinationen av bålmuskulaturen studerats på friska, framkom att vid snabb resning av båda armar (framåt, bakåt eller utåt sidorna) aktiverades generellt den innersta bukmuskeln transversus abdominis (TR, tvära bukmuskeln) innan start av armrörelsen, oavsett riktning (11). Aktiveringen av TR är sannolikt orsakad av behovet att strama upp bålen i stöjande syfte inför den snabba armrörelsen. Däremot har personer med ländryggsbesvär visat en signifikant förse-

7 Fig 7. ning av TR, vid snabbt enkelt armlyft i alla de tre nämnda riktningarna, jämfört med friska (10). Således tycks den i förväg bålstabiliserande effekten av TR gått förlorad för dessa peroner med ländryggsbesvär. Tidigare har visats för friska att såväl TR som OI och OE kan i olika situationer bidra till ökat buktryck, som i sig anses ha en bålstabiliserande effekt (9). Exempelvis sågs alla dessa tre muskler aktiva, tillsammans med ett stegrat buktryck, vid en maximal statisk flexionsövning av bålen. Däremot vid en maximal statisk extensionsövning, då även buktrycket var stegrat, noterades en nämnvärd involvering, bland bukmusklerna, endast av TR (9). Lokomotion Med intramuskulär aktivitetsregistrering från iliopsoasmuskeln och övriga höftböjare har vi studerat koordination och aktivitetsgrad under olika hastigheter vid lokomotion (Fig. 7). Vad gäller den koordinativa aspekten under lokomotion aktiverades vanligen psoas (PS) och iliacus (IL), såsom de övriga höftböjarmusklerna sartorius (SA), rectus femoris (RF) och tensor fascia latae (TFL), under slutet av stödjefasen och början av svingfasen vid olika hastigheter i gång och löpning (5). Denna aktiveringsperiod i stegcykeln medför en bromsning av höftextensionen och initieriering av höftflexionen. Därutöver framkom en selektiv aktivering av PS i slutet av svingfasen, sannolikt för att bidra till koordinationen av bålens rörelse i sida (5, 15). TFL och RF visade en aktiveringsperiod också initialt i stödjefasen, sannolikt för att bidra till behovet av höftabduktion respektive knästräckning. Analys av aktiveringsamplituden utfördes i lokomotionsstudien endast för PS och IL. Dessa muskler visade stegrad aktivitet med ökad hastighet både i gång och löpning (5, 6). Vid hastigheten 3.0 m/s sågs en högre involvering under gång jämfört med i löpning (Fig. 7). Således är det mer ekonomiskt lönsamt ur muskelaktivitetssynpunkt för PS och IL att springa jämfört med att gå vid denna hastighet. Normalt övergår en människa från gång till löpning mellan hastigheterna 1.5 till 2.0 m/s (15). Således vid de lägre hastigheterna i lokomotion styrketränas PS och IL mer submaximalt medan vid stegrad hastighet ökas involveringen påtagligt. Förhoppningen är att dessa resultat kan bidra till ökad förståelse och intresse för vilka rygg-, buk- och höftmukler man involverar i olika idrotts-, arbets- och rehabiliteringssammanhang samt för utformandet av olika test- och träningsövningar för att stärka dessa muskler. Referenser 1. Andersson E, Swärd L and Thorstensson A. (1988) Trunk muscle strength in athletes. Med Sci Sports Exerc 20, Andersson E, Oddsson L, Grundström H, Thorstensson A. (1995) The role of the psoas and iliacus muscles for stability and movement of the lumbar spine, pelvis and hip. Scand J Med Sci Sports 5: Andersson EA, Oddsson LIE, Grundström H, Nilsson J and Thorstensson A. (1996) EMG activities of the quadratus lumborum and erector spinae muscles during flexionrelaxation and other motor tasks. Clin Biomech 11, Andersson EA, Nilsson J, Ma Z and Thorstensson A. (1997) Abdominal and hip flexor muscle activation during various training exercises. Eur J Appl Physiol 75: Andersson EA, Nilsson J and Thorstensson A. (1997) Intra-muscular EMG from the hip flexor muscles during human locomotion. Acta Physiol Scand 161: Andersson, EA (1997) EMG and strength in trunk and hip muscles, particularly iliopsoas. Avhandling, Karolinska Institutet, Stockholm. 7. Andersson EA., Z. Ma and A. Thorstensson. (1998) Relative EMG levels in training exercises for abdominal and hip flexor muscles. Scand J Rehab Med 30: Andersson EA, Grundström H and Thorstensson A. (2001) Diverging intramuscular activity patterns in back and abdominal muscles during trunk rotation. Spine (accepterad). 9. Cresswell AG (1993) On the regulation of intra-abdominal pressure during different motor tasks. Avhandling, Karolinska Institutet, Stockholm. 10. Hodges PW and Richardsson CA (1996) Inefficient muscular stabilization of the lumbar spine associated with low back pain. Spine 21: Hodges P, Cresswell A and Thorstensson A (1999) Preparatory trunk motion accompanies rapid upper limb movement. Exp Brain Res 124: Huang Q-M and Thorstensson A. (2000) Trunk muscle strength in eccentric and concentric lateral flexion. Eur J Appl Physiol 83: Huang Q-M (2001a) Asymmetric loading of the human trunk - biomechanics and motor control. Avhandling, Karolinska Institutet, Stockholm. 14. Huang Q-M, Andersson EA and Thorstensson A. (2001b) Intra-muscular myoelectric activity and selective co-activation of trunk muscles during lateral flexion with and without load. Spine (i tryck). 15. Nilsson JE. (1990) On the adaptation to speed and mode of progression in human locomotion. Avhandling, Karolinska Institutet, Stockholm. 16. Seger JY (1998) Neuromuscular aspects of eccentric knee extensor actions - effects of electrical stimulation, age, gender and training. Avhandling, Karolinksa Institutet, Stockholm. 17. Thorstensson A och Nilsson J Trunk muscle strength during constant velocity movements. Scand J Rehab Med 14, Thorstensson A och Arvidsson Å Trunk muscle strength and low back pain. Scand J Rehab Med 14, Thorstensson A, Oddsson L, Andersson E and Arvidsson A Balance in muscle strength between agonist muscles of the trunk. In Winter et al., Biomech IX-B, Human Kinetics Publ, Champaign III,