Rygg- och bukmuskelträning samt bålstabilitet

Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 4 * 1998

ter

Rygg- och bukmuskelträning samt bålstabilitet

Inom 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 styrketrä- nas 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 sta- bilitet av rygg och bäcken? I vilka träningsövningar aktiveras olika rygg- och höftmuskler i hög grad?

Inom idrotten är ofta en hög invol- vering vid styrketräning önskvärd, medan i rehabiliteringssarnnian- hang en mer måttlig nivå är att före- dra. Kunskap om aköveringsgmd i djupare liggande rygg-, buk- och bäckenmuskler har ödigare varit mycket knapp pga deras svåråtkom- liga läge. En metod utvecklades för att säkerställa att rätt djupare mus- kel nås, med samödig ultraljudsim- dersökning då man socker in tunna trådelektroder med hjälp av nålar (Andersson och medarbetare 1989, - 91, Andersson 1994,-97).

Eva Andersson Läkare, Med dr.

Institutet för Neurovetenskap, Karolinska Institutet och Idrottshögskolan, Stockholm

Rygg- och bäckenmuskler

Diopsoasmuskeln (Fig. 1) har två poröoner, dels psoas som går på var sida om hela ländryggraden, dels ili- acus som urspringer från bäckenets insida. Båda musklerna fäster gemensamt på övre lårets insida.

Inplantering av elektroder i psoas- muskeln (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. I iliacus (IL i Fig.

1) sker inplanteringen framifrån i ljumsken I figur 2 ses trådelektro- dema 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 akövi- tetsregistrering från olika ryggmus- kler. 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) stude- rades även en bakomliggande fyr- kanög muskel, quadratus lumbo- ELEKTRODPLACERINGAR I ILIOPSOASIW

I

FigwrI.

EkkfrodpZacenng i psoas- (PS) odi ffi- acusTrfusÄJerrw (7L)

MswfpJ A) en gcmemztist bf'W, rgspeÄ^fug B) eff

sneff LYngssMfff fagef med zmzgrfef- kamera genom cen- frafa ifiopsoos. för

(wrig fMJbrTTMffoM se fezf.

Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 4 • 1998

- t e * TRADELEKTRODER INPLANTERADE I PSOAS OCH ILIACUS

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 &I2 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 buk- musklerna vid olika vridningsöv- ningar (se n e d a n ) .

Styrketräningsövningar

Hur styrketränas de olika djupa och ytliga bål- och höftmusklema? I en ödigare arökel i Svensk Idrottsforsk- ning redovisades hur akövitetsgra- den för olika buk- och höftböjarmus- kler varierar under situps och benlyft (Andersson 1994, -97 Andersson och medarb, 1997a, -98). Här nedan pre- senteras 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 träningsöv- ningar 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).

Ingen nämnvärd akövitet ses i QL, PS och IL under dessa övningar.

"Dubbelt ben- och armlyft i maglig-

gande" gav högre akövitetsnivåer för ES-s än de vanligt förekomman- de 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 djupa- re 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 för- sökspersoner vid sidböjning av bålen uppåt i sidliggande posiöon med stöd för benen (Fig. 5c). Båda ELEKTRODPLACERING OCH TRÄNINGSÖVNINGAR

QL

ES-d

PS IL

"Url+W

# ^ * W f

&_/*% r\^a

f+fftk

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).

I

-)%Z*

-fl

' P ^ 32 S3 40 36 56

SE. 5 13 11 5 5

% ] / 2 9 0 4 18 3L 1 4 G 3 7

TRÄNINGSÖVNINGAR OCH LYFT

OL ES-d ES-s PS IL QL ES-d FS-s =>S IL QL CS-d ES r. PS I. QL ES-d ES : f S IL

ip% 100 7B 43 54

SF O 16 13 9 41 45 16 13 24

h I

2 2 7 41 O O 1 12 9 O U 4W GB 39 I I

Figur 5. En sektens oo /xifon av ofika sfwdemde özmingar. Mede/värden (±SE) ao akfioifefsnitxlema /or s/w försöksperso- ner #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 sidliggan- de posiöon (Fig. 5d,e).

Iliopsoasmuskeln med dess två por- öoner (PS och IL) styrketränas vid sit-ups då hela bålen lyfts med böjda ben och stöd, samt vid benlyft i lig- gande eller stående posiöon (Fig.

Fig. 4b,a, Fig. 5f). PS är även mar- kant aköv vid sidböjning av bålen uppåt i sidliggande (Fig. 5c).

Intressant var att PS var aköv vid maximal vinkel i en skulderlyftsit- up 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 höftböj- ning, men även i ryggsträckning, är nedsatt för personer ländryggsbes- vär jämfört med friska. Dessa resul- tat talar emot den gängse uppfatt- ningen att normala personer ska för- söka undvika styrketräning av denna och andra höftböjarmuskler.

Dock bör styrketräningen allöd kombineras med töjningsträning.

För olika eliödrottskategorier har visats på en signifikant högre maxi-

mal styrka i bukmuskler och i höft- sträckning jämfört med ett normal- material (Andersson och medarbeta- re 1988). Därutöver sågs för elitgym- nastema en högre styrka även i höft- böjning. Ingen eliödrottsgrupp visa- de förvånande nog en signifikant högre styrka vid maximal sträck- ning i själva bålen

Vad gäller styrketräning av höft- sträckarmusklema 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 invol- vering i "knäfyrfota" på samma sida som bensträckningen utfördes på.

Lägre akövitet sågs för dessa mus- kler 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 resul- tat var att vid maximal framåtböj- ning av bålen i stående (Fig. 6), då den ytliga ryggmuskeln är tyst (ES- s), sågs den djupare liggande län- dryggs-mxiskulaturen vara aköv

(QL och ES-d), och därmed kan bidra öll ryggstabilitet genom att avlasta landryggens diskar och led- band, 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 ES- s i en mer framåtlutad posiöon).

Detta kan beaktas vid olika tillfällen, Lex. i utförsåkning eller i varierande arbetssituaöoner. De två olika por- öonema av iliopsoas (PS och IL) var inte aköverade alls under detta rörelseomfång.

Varken PS eller IL är aköv i normalt stående, som vissa ödigare har ansett. För de övriga ryggmusklerna QL, ES-d och ES-s noterades då gene- rellt inte heller någon aktivitet.

Således är ingen av dessa muskler vanligen posturala i normalt stående.

I sittande posiöon med avslappnad böjd rygg (Fig- 7) var ingen av mus- klema (QL, ES-d, ES-s, PS, IL) vanli- gen aköverade. Vid sittande med rak rygg var psoas (PS) den enda muskeln kring landryggen som var aköv. I detta läge är disktrycket lägre jämfört med vid böjd rygg.

Således om psoas aköveras erhålls

Svensk I d r o t t s f o r s k n i n g nr 4 * 1998

ter

en lägre belastning på landryggens diskar. Vid maximal framåtöppat bäcken med svank i landryggen (Fig. 7) aköverades PS och IL påtag- ligt 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 IL 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, ES- d, ES-s, PS och IL), medan i stående var de två poröonema av iliopsoas så gott som tysta. Ytterligare ett exempel då iliopsoas var aköv i sit- tande var vid bakåtlutning av över- kroppen då de tre andra musklerna var lågt eller inte alls involverade.

Således bidrar PS och IL öll bålsta- bilitet och rörelser i större utsräck- ning i sittande än i stående posiöon Vid lyft (Fig. 5h) av tunga vikter på 34 kg var ES-s högst aköverad vid lyft med två händer framfor krop- pen, medan ES-d generellt var mer måttligt involverad. QL var däremot lågt aköverad i framåtböjt läge och helt tyst i upprätt stående med vik- ten 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 lyf- tet av vikten utfördes på vid enhandslyft. Vad gäller PS och IL sågs generellt ingen involvering vid någon lyftsituaöon, förutom viss akövitet i psoas i en låg öll måttlig nivå på motsatt sida vid enhands-

Av olika benövningar var det intres- sant att notera att då PS och IL var högt involverade för att utföra ensi- digt 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), akövera- des på samma sida fr.a. ES-s men även ES-d Öll en måttlig nivå, samt QL öll en lägre grad. Intressant att notera var att på motsatt sida sågs fr.a. IL men även PS aköv (Fig. 4d,e).

FRAMATBÖJNING AV BALEN

,1 «f ^{r .£»}

Figur 6. /Ikfmifefsregisfrering p\*n QL, ES-d ock ES-s /or en represenfaffo för- söksperson 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 nfod- ema i andra /ignrer.

En sannolik orsak öll att motsatta IL är involverad är funköonen att Öppa bäckenet framåt och därmed stabili- sera sacroiliacaledema. Samma fenomen ses vid maximal höftexten- sion i stående.

Bålvridningar

Kunskap om koordinaöon vid bålro- taöoner är av speciellt värde inom olika idrottsgrenar såsom hockey, golf och tennis. Hittills är informa- öonen mycket sparsam eller saknas vad gäller vilka muskler och hur mycket de är involverade vid bål- vridningar i olika kroppsposiöoner, ansträngningsgrad och vinklar. Det är känt att en nedsatt rotaöonsstyrka

i bålen samt ökad förekomst av dag- liga Wlvridningar är korrelerat öll ländryggsbesvär. Preliminära data under olika bålvridningar har fram- tagits. Dock ska dessa resultat kom- pletteras med ytterligare analyser.

I figur 3 och 8 åskådliggörs elektrod- placeringen i olika muskler för akö- vitetsregistrering xmder olika vrid- ningsövningar, inklusive de tre buk- musklerna: RA = raka främre (rectus abdominis), OE = yttre sneda (obli- quus extemus) och OI inre sneda bukmuskeln (obliquus intemus). Då bålen hölls vriden lätt i ytterposiöon i sittande, sågs en högre akövitet för OI på samma sida (34% av max) och för OE på motsatt sida (21%) jämfört

PS IL

SITTANDE POSITIONER

W M * V

Is

\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 Idrottsforskning nr 4 » 1998

- t e *

BALVRIDNINGAR

Vriden position - lätt

1 8 ± 9 Q L /

'

• 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 ferfd- gef ses Wr /Ör I ] /Ör- sökspersoner medefak- fivifefsnivdema (±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 sfd- ende position (övre respektive nedre vdr- den). Mnskfema /rdn vifka registrering nf/Ördes med frddefek- froder var fmkmns- kfema OE, Of ock RA ocfz ryggynnskfema PS, QL, ES-d ock ES- s samf Mckenmnskefn JL. För övrig in/brma- fion sefezf.

I

rotaöonsriköngen En högre involve- ring på motsatt sida framkom även för QL (18%) och PS (11%) i sittande.

Dessa två musklers akövitet minska- de påtagligt eller uteblev i stående posiöon Vid jämförelse mellan de två olika poröonema av erector spi- nae sågs en viss akövitet av ES-d på samma sida som man vrider åt, medan ES-s visade akövitet på mot- satt sida. Vid en maximal ansträng- ning i ytterläget förtärktes generellt det ovannämnda mönstret med högre relaöva akövitetsnivåer. Vid yttre motstånd mot axlama vid max- imal bålvridning i neutral kroppspo- siöon förändrades mönstret så att samtliga muskler, förutom OE, visa- de högst akövitet på samma sida som rotaöonsriktningen

Således visar hitölls insamlade data om bålrotaöoner att aktiverings- mönstret 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 sittan-

de, 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 rehabi- literings-sammanhang, samt för utformande av olika test- och trä- ningsövningar for att stärka dessa muskler. Studierna har öll vissa delar finansierats av Centrum for Idrottsforskning och Karolinska Insötutets 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 Int Soc Biomech (ISB), USA, 254-

Andersson E, Grundström H, Oddsson L, Thorstensson A. 1991. Psoas and iliacus act in concert or selectively during natural movements in man. XHIth Congr Int Soc Biomech (ISB), Australia, 254-255.

Andersson E. 1994. Analys av träningsöv- ningar för buk och höflböjarmuskler. Svensk Idmttsfbrskning, 3,16-18.

Andersson E, Oddsson L, Grundström H, Thorstensson A. 1995. The role of the psoas and iliacus muscles for stability and move- ment of the lumbar spine, pelvis and hip.

Scand J Med Sci Sports, 5,10-16.

Andersson EA, Oddsson LIE, 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. d i n Biomech, 11, 392-400.

Andersson EA, Nilsson J, Ma Z,

Thorstensson A. 1997a. Abdominal and hip Eexor muscle activation during various trai- ning exercises. Eur J Appl Physiol, 75,115-

Andersson EA, Nilsson J, Thorstensson A.

1997b. Intra-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 Institutet samt sammanfattning i Svensk

Idrottsforskning, 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).