Svensk drottsforskning nr 4* 1998 Rygg- och bukmuskelträning samt bålstabilitet ter nom olika idrotts- och rehabiliteringssammanhang är det av intresse att få information om vilka och hur mycket olika djupa och ytliga bålmuskler bidrar till rörelser och stabilitet av bål, bäcken och ben. Vidare ar det önskvärt att fä kunskap om hur man utformar olika lämpliga tränings- och testövningar for respektive muskel. För detta krävs registrering av muskelaktivitet, sk elektromyografi. mm» Det finns många hypoteser om hur olika bålmuskler ska styrketränas samt vilka deras funköoner är, men få objeköva studier är gjorda. Exempel på frågor som ställs inom detta område är: Vilken roll har olika bålmuskler för rörelser och stabilitet av rygg och bäcken? vilka träningsövningar aktiveras olika rygg- och höftmuskler i hög grad? nom idrotten är ofta en hög involvering vid styrketräning önskvärd, medan i rehabiliteringssarnnianhang en mer måttlig nivå är att föredra. Kunskap om aköveringsgmd i djupare liggande rygg-, buk- och bäckenmuskler har ödigare varit mycket knapp pga deras svåråtkomliga läge. En metod utvecklades för att säkerställa att rätt djupare muskel nås, med samödig ultraljudsimdersökning då man socker in tunna trådelektroder med hjälp av nålar (Andersson och medarbetare 1989, - 91, Andersson 1994,-97). Eva Andersson Läkare, Med dr. nstitutet för Neurovetenskap, Karolinska nstitutet och drottshögskolan, Stockholm Rygg- och bäckenmuskler Diopsoasmuskeln (Fig. 1) har två poröoner, dels psoas som går på var sida om hela ländryggraden, dels iliacus som urspringer från bäckenets insida. Båda musklerna fäster gemensamt på övre lårets insida. nplantering av elektroder i psoasmuskeln (PS i Fig. 1) utförs från ryggsidan i nivå med ländkota tre öll fyra (Andersson och medarbetare 1991, -95,-96, -97b, Andersson 1994, - 97) och är inte riskfri dä muskeln innehåller rikligt med nervgrenar som lätt kan skadas. iliacus (L i Fig. 1) sker inplanteringen framifrån i ljumsken figur 2 ses trådelektrodema komma ut ur huden från psoas- respeköve iliacusmusklema, efter det att nålarna dragits ut. Olika djupa och ytliga muskler kring ryggkotpelaren styrketränas samt stabiliserar på olika sätt. Figur 3 illustrerar, i ett tvärsnitt genom bålen i nivå med ländkota 3-4, var elektroderna placerades for akövitetsregistrering från olika ryggmuskler. Den raka ryggmuskeln, erector spinae, studerades dels från den djupa yttre delen (ES-d) och dels från den ytliga inre poröonen (ES-s). Förutom psoasmuskeln (PS) studerades även en bakomliggande fyrkanög muskel, quadratus lumbo- ELEKTRODPLACERNGAR LOPSOASW Figwr. EkkfrodpZacenng i psoas- (PS) odi ffiacustrfusäjerrw (7L) MswfpJ A) en gcmemztist bf'w, rgspeä^fug B) eff sneff LYngssMfff fagef med zmzgrfefkamera genom cenfrafa ifiopsoos. för (wrig fmjbrttmffom se fezf.
Svensk drottsforskning nr 4 1998 - t e * TRADELEKTRODER NPLANTERADE PSOAS OCH LACUS fi#wr 2. TnWefekroder, inpfanfenzde % psoas (A) och ifiacz^s (B), ses komma uf wr AwJen. For aff nd cenfrafa psoas, som &r Wfews d/uposfe mwskez, pfaceras raffenspefsen med fr&fefekfrodermz &2 cm m/nfn kwdyfan. EfekfrodpfacenngeM i ifiacus wf/iyrs pd wfsidon (fafera/f) om kar/- oc/% nerwfn&igen % f/umsken odi pd insidan (mediaffj om skraddarmnskezn, samf 3 cm d/wpf in /nfn hudyfam. rum (QL), som går mellan bröstkorg och bäcken Därutöver åskådliggörs i figur 3 elektrodplaceringen i bukmusklerna vid olika vridningsövningar (se nedan). Styrketräningsövningar Hur styrketränas de olika djupa och ytliga bål- och höftmusklema? en ödigare arökel i Svensk drottsforskning redovisades hur akövitetsgraden för olika buk- och höftböjarmuskler varierar under situps och benlyft (Andersson 1994, -97 Andersson och medarb, 1997a, -98). Här nedan presenteras först hur man styrketränar olika muskler kring ryggkotpelaren i landryggen (illustrerade i Fig. 3). För att komma ät samtliga muskler kring ryggkotpelaren i landryggen bör olika specifika övningar utföras. Exempel på effeköva träningsövningar för den raka ryggmuskelns yöigaste poröon (ES-s), visade sig vara "dubbelt ben- och/eller armlyrt i magliggande" (Fig. 4f, Fig. 5a,b.) som i markant grad även involverar dess djupare yttre poröon (ES-d). ngen nämnvärd akövitet ses i QL, PS och L under dessa övningar. "Dubbelt ben- och armlyft i magliggande" gav högre akövitetsnivåer för ES-s än de vanligt förekommande tmningsövningarna "knäfyfota", då man sträcker ut en arm och ett ben diagonalt i horisontalplanet, samt "belly back", då man hänger med överkroppen i vågplanet ut från t.ex. en bordskant, med stöd för benen. För att komma åt den djupare liggande muskeln QL, men även ES-d, framkom att övningar i sida för bål och ben var att föredra. En mycket hög akövitet sågs fr a för QL men även för ES-d för samtliga försökspersoner vid sidböjning av bålen uppåt i sidliggande posiöon med stöd för benen (Fig. 5c). Båda ELEKTRODPLACERNG OCH TRÄNNGSÖVNNGAR QL "Url+W ES-d #^*Wf PS L f+fftk &_/*% r\^a Ldl figwr 4. (Ooan) Akffoifefsnzilmsfer under ofika frgningst%mingar /5r QL, ES-d, ES-s, PS odi ZL (se fezf). i = fpsi (sa?nma), c = contra (mofsaff sida).
Svensk drottsforskning nr 4 1998 -)%Z* TRÄNNGSÖVNNGAR OCH LYFT OL ES-d ES-s PS L QL ES-d FS-s =>S L QL CS-d ES r. PS. QL ES-d ES : fs L ip% 100 7B 43 54 SF O 16 13 9 41 45 16 13 24 -fl h 'P^ 32 S3 40 36 56 SE. 5 13 11 5 5 %]/ 2 9 0 4 18 3L 1 4 G 3 7 4W GB 39 2 27 41 O O 1 12 9 O U Figur 5. En sektens oo /xifon av ofika sfwdemde özmingar. Mede/värden (±SE) ao akfioifefsnitxlema /or s/w försökspersoner #r gfoef /Ör QL, ES-d, ES-s, PS ock JL. y4kfmifefsniodemn är wffryckfa i procenf av den Aögsfa ampfifuden i en mori-?nof ansträngning, ip = ipsi, dxvs samma sida, oc/i co = confra, dvs mofsaff sida. FOr öorig in/bnnafion se fezf. dessa muskler var även påtagligt aköva då ett ben förs ut i sida, sk abduköon, i stående eller sidliggande posiöon (Fig. 5d,e). liopsoasmuskeln med dess två poröoner (PS och L) styrketränas vid sit-ups då hela bålen lyfts med böjda ben och stöd, samt vid benlyft i liggande eller stående posiöon (Fig. Fig. 4b,a, Fig. 5f). PS är även markant aköv vid sidböjning av bålen uppåt i sidliggande (Fig. 5c). ntressant var att PS var aköv vid maximal vinkel i en skulderlyftsitup med böjda ben på en stol utan stöd (Fig. 4c), en övning som har ansetts vara bra för att utesluta en involvering av iliopsoas. Denna muskel med sina två poröoner är vikög bl.a. i en mängd situaöoner i sittande (se nedan). Vidare har man visat att maximal styrka i höftböjning, men även i ryggsträckning, är nedsatt för personer ländryggsbesvär jämfört med friska. Dessa resultat talar emot den gängse uppfattningen att normala personer ska försöka undvika styrketräning av denna och andra höftböjarmuskler. Dock bör styrketräningen allöd kombineras med töjningsträning. För olika eliödrottskategorier har visats på en signifikant högre maximal styrka i bukmuskler och i höftsträckning jämfört med ett normalmaterial (Andersson och medarbetare 1988). Därutöver sågs för elitgymnastema en högre styrka även i höftböjning. ngen eliödrottsgrupp visade förvånande nog en signifikant högre styrka vid maximal sträckning i själva bålen Vad gäller styrketräning av höftsträckarmusklema gluteus maximus (GM) och biceps femoris (BF) har pmliminära data i en studie på olika övningar visat att "dubbelt benlyft i magliggande" ger en hög akövitet för båda dessa muskler. Därutöver noterades för GM en påtaglig involvering i "knäfyrfota" på samma sida som bensträckningen utfördes på. Lägre akövitet sågs för dessa muskler vid "belly back" och då motsatt ben sträcktes ut i "knäfyrfota". Ryggstabilitet Olika muskler kring ryggkotpelaren har olika funköoner för rörelser och stabilitet samt kan variera med kroppsposiöon. Ett intressant resultat var att vid maximal framåtböjning av bålen i stående (Fig. 6), då den ytliga ryggmuskeln är tyst (ESs), sågs den djupare liggande ländryggs-mxiskulaturen vara aköv (QL och ES-d), och därmed kan bidra öll ryggstabilitet genom att avlasta landryggens diskar och ledband, som i detta läge är utsatta for hög belastning och då lättare kan skadas. Som framgår av ögur 6 kan man genom att böja överkroppen mer eller mindre framåt låta olika ryggmuskler vara aköverade (ES-s i ett mer upprätt läge och QL och ESs i en mer framåtlutad posiöon). Detta kan beaktas vid olika tillfällen, Lex. i utförsåkning eller i varierande arbetssituaöoner. De två olika poröonema av iliopsoas (PS och L) var inte aköverade alls under detta rörelseomfång. Varken PS eller L är aköv i normalt stående, som vissa ödigare har ansett. För de övriga ryggmusklerna QL, ES-d och ES-s noterades då generellt inte heller någon aktivitet. Således är ingen av dessa muskler vanligen posturala i normalt stående. sittande posiöon med avslappnad böjd rygg (Fig- 7) var ingen av musklema (QL, ES-d, ES-s, PS, L) vanligen aköverade. Vid sittande med rak rygg var psoas (PS) den enda muskeln kring landryggen som var aköv. detta läge är disktrycket lägre jämfört med vid böjd rygg. Således om psoas aköveras erhålls
Svensk drottsforskning nr 4 * 1998 ter en lägre belastning på landryggens diskar. Vid maximal framåtöppat bäcken med svank i landryggen (Fig. 7) aköverades PS och L påtagligt öllsammans med ES-s. Däremot i stående var endast ES-s disönkt involverad. Vid sidböjning av bålen sågs en markant akövitet på motsatt sida i QL, ES-d, PS och L i sittande, medan endast QL och ES-d var involverade i stående. Vid lyft av bäckenet maximalt uppåt i sida sågs på samma sida en disönkt akövitet i alla fem muskleporöonema (QL, ESd, ES-s, PS och L), medan i stående var de två poröonema av iliopsoas så gott som tysta. Ytterligare ett exempel då iliopsoas var aköv i sittande var vid bakåtlutning av överkroppen då de tre andra musklerna var lågt eller inte alls involverade. Således bidrar PS och L öll bålstabilitet och rörelser i större utsräckning i sittande än i stående posiöon FRAMATBÖJNNG AV BALEN,1 «f r.» Figur 6. /kfmifefsregisfrering p\*n QL, ES-d ock ES-s /or en represenfaffo försöksperson nnder a) normaff sfdende, b) 30, c) 60 oc/z d) 90 graders köftbö/ning med rak Wf, ock e) med bdfen bö/d ock axtszapprwd med 90 grader i fzöfffeden. Nfodemo kan /öm/öras meffan de ofika posifionemo i bifden?nen infe med nfodema i andra /ignrer. Vid lyft (Fig. 5h) av tunga vikter på 34 kg var ES-s högst aköverad vid lyft med två händer framfor kroppen, medan ES-d generellt var mer måttligt involverad. QL var däremot lågt aköverad i framåtböjt läge och helt tyst i upprätt stående med vikten Vid lyft med en hand (Fig. 5g) var QL och ES-d högt involverade på motsatt sida, medan ES-s bidrog öll en något lägre nivå. Dessa tre muskler visade ingen eller mycket låg akövitet pä samma sida som lyftet av vikten utfördes på vid enhandslyft. Vad gäller PS och L sågs generellt ingen involvering vid någon lyftsituaöon, förutom viss akövitet i psoas i en låg öll måttlig nivå på motsatt sida vid enhands- En sannolik orsak öll att motsatta L är involverad är funköonen att Öppa bäckenet framåt och därmed stabilisera sacroiliacaledema. Samma fenomen ses vid maximal höftextension i stående. Bålvridningar Kunskap om koordinaöon vid bålrotaöoner är av speciellt värde inom olika idrottsgrenar såsom hockey, golf och tennis. Hittills är informaöonen mycket sparsam eller saknas vad gäller vilka muskler och hur mycket de är involverade vid bålvridningar i olika kroppsposiöoner, ansträngningsgrad och vinklar. Det är känt att en nedsatt rotaöonsstyrka i bålen samt ökad förekomst av dagliga Wlvridningar är korrelerat öll ländryggsbesvär. Preliminära data under olika bålvridningar har framtagits. Dock ska dessa resultat kompletteras med ytterligare analyser. figur 3 och 8 åskådliggörs elektrodplaceringen i olika muskler för akövitetsregistrering xmder olika vridningsövningar, inklusive de tre bukmusklerna: RA = raka främre (rectus abdominis), OE = yttre sneda (obliquus extemus) och O inre sneda bukmuskeln (obliquus intemus). Då bålen hölls vriden lätt i ytterposiöon i sittande, sågs en högre akövitet för O på samma sida (34% av max) och för OE på motsatt sida (21%) jämfört Av olika benövningar var det intressant att notera att då PS och L var högt involverade för att utföra ensidigt benlyft, dvs höftböjning (Fig. 5f), sågs en akövitet av QL och ES-d på motsatt sida. Detta fenomen sågs både i stående och ryggliggande posiöon. Således bidrar QL och ES-d öll att här stabilisera landryggen i sidled eftersom PS på andra sidan om landryggen är aköverad och drar åt motsatt sida. Vid enbenslyft i magliggande, dvs höftextension (Fig. 4d,e), aköverades på samma sida fr.a. ES-s men även ES-d Öll en måttlig nivå, samt QL öll en lägre grad. ntressant att notera var att på motsatt sida sågs fr.a. L men även PS aköv (Fig. 4d,e). PS L STTANDE POSTONER WM*V s \g-\ Figur 7. Akffoifefsmönsfer /Ör PS ock JL i siffande med Mfen; böyd, rak, maz swnk, bakdffnfad, sidböyd df samma (i=ipsi) ock df mofsaff sida (c=confn7j. Niodema Äjan /dm/öras /neffan de ofika sinafionema inom /ig%/ren men infe med niodema i andra /zgnrer i arfikefn.
Svensk drottsforskning nr 4» 1998 - t e * BALVRDNNGAR Vriden position - lätt 18±9QL/ p' ES-d 1+1 1±0 ES-s 7+4 1 PS 5±1 ES-s o± 0 0+0 0+0 \QL 1± 1 2+ 2 ES-d figwr 8. Vid vridning av Wfen fdff i yf ferfdgef ses Wr /Ör ] /Örsökspersoner medefakfivifefsnivdema (±SE), nffryckfa i procenf av Tnazimaf vif/e?ndssig ansträngning /Ör var/e mnskef, pd samma fiysi) odi Tnofsaf f sida (contra) /dm/örf med rofafio?isrikfningen, nnder sif fande ocfi sfdende position (övre respektive nedre vdrden). Mnskfema /rdn vifka registrering nf/ördes med frddefekfroder var fmkmnskfema OE, Of ock RA ocfz ryggynnskfema PS, QL, ES-d ock ESs samf Mckenmnskefn JL. För övrig in/brmafion sefezf. rotaöonsriköngen En högre involvering på motsatt sida framkom även för QL (18%) och PS (11%) i sittande. Dessa två musklers akövitet minskade påtagligt eller uteblev i stående posiöon Vid jämförelse mellan de två olika poröonema av erector spinae sågs en viss akövitet av ES-d på samma sida som man vrider åt, medan ES-s visade akövitet på motsatt sida. Vid en maximal ansträngning i ytterläget förtärktes generellt det ovannämnda mönstret med högre relaöva akövitetsnivåer. Vid yttre motstånd mot axlama vid maximal bålvridning i neutral kroppsposiöon förändrades mönstret så att samtliga muskler, förutom OE, visade högst akövitet på samma sida som rotaöonsriktningen Således visar hitölls insamlade data om bålrotaöoner att aktiveringsmönstret för olika djupa och ytliga bålmuskler kan ändras och även bli det motsatta, mellan de båda kroppshalvorna, inom samma typ av övning. Akövitetsnivåema beror på ett flertal faktorer såsom iniöal kroppsposiöon, stående eller sittande, grad av ansträngning, med eller utan yttre motstånd samt ändrad bålvinkel. Resultaten i nämnda studier kan bidra öll att öka förståelsen för vilka rygg-, buk- och höftmuskler man använder i olika idrotts- och rehabiliterings-sammanhang, samt för utformande av olika test- och träningsövningar for att stärka dessa muskler. Studierna har öll vissa delar finansierats av Centrum for drottsforskning och Karolinska nsötutets forskningsfond. Referenser Andersson E, Swärd L, Thorstensson A 1988. Trunk muscle strength in athletes. Med Sci Sports Exerc, 20,587-593. Andersson E, Ma Z, Nilsson J, Thorstensson A. 1989. Abdominal and hip flexor muscle involvement in various training exercises. XUth Congr nt Soc Biomech (SB), USA, 254- Andersson E, Grundström H, Oddsson L, Thorstensson A. 1991. Psoas and iliacus act in concert or selectively during natural movements in man. XHth Congr nt Soc Biomech (SB), Australia, 254-255. Andersson E. 1994. Analys av träningsövningar för buk och höflböjarmuskler. Svensk dmttsfbrskning, 3,16-18. 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, 5,10-16. Andersson EA, Oddsson LE, Grundström H, Nilsson J, Thorstensson A. 1996. EMG acövities of the quadratus lumborum and erector spinae muscles during Eexion-relaxa- Uon and other motor tasks. din Biomech, 11, 392-400. Andersson EA, Nilsson J, Ma Z, Thorstensson A. 1997a. Abdominal and hip Eexor muscle activation during various training exercises. Eur J Appl Physiol, 75,115- Andersson EA, Nilsson J, Thorstensson A. 1997b. ntra-muscular EMG from the hip flexor muscles dxning human locomotion. Acta Physiol Scand,161,361-370. Andersson EA. 1997. EMG and strength in trunk and hip muscles - particularly the iliopsoas. Avhandling, Karolinska nstitutet samt sammanfattning i Svensk drottsforskning, 1,48. Andersson EA, Ma Z, Thorstensson A. 1998. Relative EMG levels in training exercises for abdiminal and hip Sexor muscles. Scand J Rehab Med (i tryck).