解剖学如何分析运动与健康

目的

运动动作的解剖学分析也是人体运动学的解剖学部分（见运动生物力学），其目的是从人体结构的角度分析运动动作的规律性，为学习和提高动作质量提供理论依据。

分析

运动动作虽然有多种多样，但从人体结构角度分析，它具有一定的规律性。任何动作都是以肌肉收缩为动力，牵引骨骼，围绕关节而运动的。骨与关节是运动的被动部分，肌肉则是主动部分。肌肉在人体运动中处于重要位置。分析运动动作时，其重点为肌肉。因此，在进行动作分析之前，必须先了解肌肉的功能。

肌肉由许多肌纤维构成。在做动作时，肌纤维可以缩短，也可以被动地伸长，还可以处于既不缩短也不伸长的状态。肌纤维处于缩短状态时所做的工作叫做克制工作，这是运动动作中较常见者，如三角肌纤维收缩就可使两臂侧平举。肌纤维处于伸长状态时所做的工作叫退让工作，在负重的情况下缓慢地屈肘关节，使上臂后面之肱三头肌纤维被拉长时所做的工作，就属此类。做克制工作和退让工作时，肢体是处于运动的状态，所以这种产生运动的工作又称为动力工作。与此相反的另一种工作为静力工作，即肌纤维长度不变，既不缩短也不伸长，可是肌肉的紧张程度（张力）增加，如两臂保持侧平举时，三角肌纤维长度不变，但其张力增加，以克服两臂下垂的重力，就属此类。

每个关节的运动，都不是单纯地由一块肌肉来完成，而是由一群肌肉完成的。而在这一肌群中各个肌肉所起的作用又不完全一样，其中直接完成动作的肌肉叫原动肌，与其作用相反的肌肉叫对抗肌。例如屈肘时，上臂前面的肱二头肌、肱肌和前臂外侧的肱桡肌是屈肘的原动肌，而上臂后面的肱三头肌是屈肘的对抗肌，其肌纤维被拉长，但保持一定的紧张度，使屈肘时的原动肌在收缩过程中免于因动作过猛而受伤。有时在做某个动作时，只需一个关节运动，要求邻近的关节固定不动。以便使活动这个关节的肌肉能充分发挥力量。这种使邻近关节固定不动的肌肉，叫固定肌。如用力屈肘时要求肩关节固定，所以肩关节周围的肌肉则称为固定肌。

在分析运动动作时除了要注意肌肉收缩力以外，还要注意重力和摩擦力等。这些力产生于身体外部，因而称为外力。肌肉收缩力产生于身体内部，所以称为内力或肌力。内力和外力往往同时作用于人体，其作用的方向可以相同，也可以相反。

如果在肢体上两种力的方向相反，肌力大于外力时，肢体则朝着与外力相反的方向运动。例如作高抬腿跑时，大腿于髋关节处做向上屈的动作，其原动肌就是与重力相反的一侧的髂腰肌、股直肌(图1)等。若负重蹲起时，身体需由蹲位伸直向上，这时为了克服杠铃和身体各部分向下运动，则蹲起的原动肌主要为臀大肌、股四头肌和小腿三头肌(图2)。如果作用于肢体的两种力的方向一致,肢体运动速度则快,其原动肌则是位于肢体运动方向同一侧的肌群。例如，排球运动员在跳起正面扣球时，上肢在肩关节处作伸与内收动作，其重力也有使上肢向下的作用，所以上肢内收和伸的速度要超过重力向下的速度。这时扣球动作的原动肌，就是使上臂在肩关节处伸和内收的肌群,即胸大肌、背阔肌和三角肌(图3)等。如果作用于肢体时两种力的方向相同，而肢体运动速度慢于重力，则原动肌是位于肢体运动方向相反的一侧的肌群。例如在双杠上做双臂屈伸慢落下时，上臂在肩关节处外展和伸,重力也是使上臂在肩关节处外展和伸;为了提高训练效果，使身体下落速度小于重力速度，原动肌就是位于与肢体运动方向相反的一侧，即使上臂在肩关节处内收和屈的胸大肌和背阔肌。

健身中核心力量及核心肌肉群的定义和作用分析

　核心力量的概念最早源于核心稳定性 ,核心稳定性的提出源于脊柱稳定性。1985 年 Panjabi 首次提出脊柱稳定性的概念 ,他认为脊柱稳定性包括被动脊椎骨、 主动脊柱肌肉和神经控制单元三个系统;1992 年 ,在脊柱稳定性的启发下 ,核心稳定性随之被其提出。Kibler首次将核心稳定性的概念引人竞技运动训练 ,其认为核心稳定性有产生力量、 传递力量和控制力量三方面功能。核心稳定性是核心力量的结果 ,核心力量是核心稳定性的具体表现形式。

一、核心力量的定义探究

　1以人体的重心为角度 ,阐述了核心肌群的范围

　IanHasegawa以腹部、 臀部、 腰骶部、 胸部和背部上的肌肉称为核心肌肉; Travis Brown 则以位于腹部和脊柱附近的大肌肉为核心肌肉 ,其中腹直肌、 腹外斜肌、 腹内斜肌、 腹横肌和竖脊肌等是最主要的核心肌肉; Paul J· G oodman 以联合体上的腹直肌、 腹外斜肌、 腹内斜肌、 腹横肌、 胸腰筋膜、 腰方肌、 髂腰肌、 臀大肌、 臀中肌和竖脊肌等 29 块肌肉称为核心肌肉。

　纵观以上学者 ,核心肌群的范围是从胸的中部到大腿中部 ,包括正面、 两侧、 后面能够调控人体重心达到维持躯干平衡稳定的肌肉的统称。

　2以脊柱为角度 ,阐述了核心肌群的范围

　MARJORIE ,JOHN D WILLSON , J EFFREY M WILLARDSON , KIM MSAMSON等学者将核心肌群确定在腰椎 - 骨盆 - 髋关节部位 ,认为核心部位的顶部为膈肌 ,底部为骨盆底肌和髋关节肌。KATHL EEN R LUST学者认为核心肌群包括胸廓和整个脊柱 ,将整个躯干视为人体的核心区域。

　3以人体的腰椎、 骨盆和髋关节联合的周围与重心位置的关系为角度 ,阐述了核心肌群的范围

　王卫星等学者将核心肌群界定在人体膈肌以下至盆底肌之间的区域 ,将膈肌 - 盆底肌区域之间的肌群称为核心肌群 ,位于大腿上股直肌、 肌二头肌也被列为核心肌群。这些肌群分别从人体的矢状面、 额状面、 水平面三个层面包裹腰椎、 髋关节和骨盆。李文霞等学者认为核心部位是由腰部和腹部肌肉组成的 ,包括腹横肌、 腹内斜肌、 腹外斜肌、 腹直肌和竖脊肌等。

　4以整体肌群与局部肌群的关系为角度 ,阐述了核心肌群的范围

　J· H Pilates 认为 ,核心是指人体肋骨以下至骨盆的部位 ,它所包含的肌群有腹肌群、 背肌群、 横隔肌、 骨盆底肌、交错骨盆及下肢的肌肉群。其认为核心是腰、 骨盆、 髋关节形成的一个整体 ,是指人体的中间环节。竖脊肌是腰 - 骨盆- 髋关节之中的一块肌肉 ,对脊柱和骨盆的稳定性具有重要意义。竖脊肌与腹肌互相配合完成人体在技术动作开始前的预备姿势及运动过程中的躯干动作维持 ,在此骨盆肌群也参与工作。骨盆带对于稳定骨盆的正常位置非常重要 ,特别是对于下肢加速、 减速和髋关节内收外展运动的项目。

　仁者见仁 ,智者见智。本研究以人体的核心部位与非核心部位之间的关系为视角 ,综合国内外学者对核心力量的不同观点 ,根据人体解剖学核心肌群的结构特点 ,本研究认为核心力量是能够稳定机体的脊柱、 骨盆 ,保持正确的身体姿态 ,提高身体的控制力和平衡能力 ,提高运动时由核心向四肢及其他肌群的能量输出的整体肌群 ,即从胸的中部到大腿中部 ,包括正面、 两侧和后面能够调控人体重心达到维持躯干平衡稳定的肌肉的统称。

二、核心力量的作用机制分析

　1核心力量的解剖学作用机制分析

　骨盆带是由骨组成的一个环状的架构 ,附着上的肌肉对于稳定骨盆的'正常位置非常重要 ,特别是对于下肢加速、 减速和髋关节内收外展运动的项目。这些骨在前面相接融合 ,形成耻骨联合。由于骨盆和骶髂关节的柔韧性较差 ,在运动时肌肉收缩和拉长对其施加的压力增加 ,加上内收肌力的薄弱 ,对耻骨极易造成损伤。因此 ,只有稳定住骨盆才能保证髋关节肌群有效的工作。腰- 骨盆 - 髋关节包括的肌肉位于人体的核心部位 ,这些肌肉在人体运动中起到稳定、 传导力量、 发力减力等作用。竖脊肌是腰 - 骨盆 - 髋关节之中的一块肌肉 ,对脊柱和骨盆的稳定性具有重要意义。同时 ,竖脊肌与腹肌互相配合 ,为人体在静止和运动中的各种技术动作的完成提供支持和保证。例如 ,在投掷项目的最后用力过程中 ,运动员强有力的左腿支撑和右腿的积极蹬、 转、 挺 ,促进骨盆、 髋关节、 腰部相关肌群参与工作 ,形成肌肉动量由下而上的转移。强有力的核心肌肉对投掷运动中的身体姿势、 运动技能和专项技术动作起着稳定和支持作用。椎体、 椎间盘及前后纵韧带组成脊柱的前柱 ,起传递重心的作用;后柱包括椎弓根、 椎板、 横突、 小关节突、棘间韧带和棘上韧带在脊柱运动中起张力带作用。

　2核心力量的生理学作用机制分析

　根据脊柱的功能分类,可以将其分为稳定肌和运动肌两类,稳定肌通常位于脊柱深部,起于脊椎,多呈腱膜状,具有单关节或单一节段分布的特点,以慢肌为主,耐力性活动时被激活,稳定肌群主要有骶棘肌、 横突棘肌、 横突间肌、 棘突间肌、 多裂肌等,这些肌群通过离心收缩控制锥体活动和具有静态保持能力,控制脊柱的弯曲度和维持脊柱的机械稳定性。运动肌位于脊柱周围的表层,呈梭状,具有双关节或多关节分布,以快肌为主,在爆发性活动时被激活,这些肌肉收缩通常可以产生较大的力量,通过向心收缩控制锥体的运动,如背阔肌、 腹外斜肌、 竖脊肌及腰部的腰大肌,这些肌肉控制脊柱运动并且应付作用于脊柱的外力负荷,它们都在某种程度上参与脊柱运动和稳定性调节。

　根据人体的解剖位置关系 ,可以将核心肌肉分为整体肌肉和局部肌肉。整体肌肉包括竖脊肌、 臀大肌 ,它们大多处于身体浅表位置 ,多为长肌 ,连接着胸廓和骨盆 ,这些肌肉收缩通常可以产生较大的力矩并引起大幅度的运动 ,它们负责脊柱运动和方向的控制。局部肌肉包括多裂肌、 椎旁肌 ,这些肌肉通常起于脊柱或分布于脊柱深层 ,它们控制脊柱的曲度以及维持腰椎的稳定性 ,收缩时一般不会造成肌肉长度的变化和运动范围的改变。

　3核心力量及核心肌肉群的定义和作用分析

　腹横肌是核心肌群的重要组成部分 ,腹横肌是腹部阔肌中最薄的肌肉 ,其纤维环绕腹部 ,经胸腰筋膜与各个椎体的横突、 棘突相连。腹横肌产生外侧的张力横向箍紧腰椎 ,通过增加腹内压对抗外力的作用以及增加腰椎的稳定性 ,在核心稳定性中起着重要作用。多裂肌是腰部椎旁肌群中最大和最内侧的肌肉 ,其位于棘突两侧 ,腰背筋膜的内侧缘。多裂肌的强直性收缩可以增加脊柱节段间的稳定性 ,对腰椎稳定性起着重要作用。运动过程中产生的收缩力 ,躯干深层的椎旁单关节肌肉 ,如横突间肌和棘突间肌有利于核心稳定性的维持。

　胸腰筋膜的后层主要为背阔肌筋膜 ,附着于棘突 ,维持矢状面的稳定性 ,胸腰筋膜中层附着于横突 ,可维持冠状面和矢状面的稳定性。腰方肌是腰椎稳定的一个重要肌肉 ,腰方肌的等长收缩可以帮助呼吸 ,增加腹内压 ,也可以维持脊柱在额状面和矢状面的稳定性。

　4核心力量的神经学作用机制分析

　a“三亚系模型” 作用机制学说

　在脊柱稳定的生理机制的研究中 ,1992 年 Panjabi 提出了 “三亚系模型” 理论 ,即被动亚系、 主动亚系和神经控制亚系。被动亚系特指关节和韧带 ,主要由锥体、 椎骨关节突和关节囊和脊柱韧带等组成。主动亚系特指相关肌肉和肌腱 ,受神经系统的控制 ,它通过深层和浅层肌群间( 即稳定肌和运动肌) 协调活动来维持脊柱的稳定性。神经亚系特指神经肌肉运动控制系统 ,它接受来自主动亚系和被动亚系的反馈信息 ,判断用以维持脊柱稳定性的特异性需要 ,然后控制主动亚系的有关肌肉实现稳定性的维持 ,脊柱就是通过 3 个亚系之间相互协调作用实现稳定性。

　椎骨、 椎间盘、 脊韧带构成了被动亚系 ,也称为内源性稳定系统;脊柱周围的肌肉、 肌腱、 内压构成了主动亚系 ,亦称外源性稳定系统;神经控制亚系控制被动亚系和主动亚系 ,使它们协调起来实现脊柱稳定 ,这三个子系相互依存 ,互为代偿。

　被动亚系是由椎体、 椎间关节、 关节囊、 脊柱韧带、 椎间盘等结构组成。它们在脊柱活动中起着支撑作用。在脊柱的中心区域 ,被动亚系作为本体感受器感觉椎体位置的变化 ,并为神经控制亚系提供反馈信息。对于同一部位的不同运动形式 ,被动亚系的作用机理也不尽相同。如 ,在躯干前屈过程中 ,后韧带、 椎骨关节突及其关节囊和椎间盘是主要的稳定性维系结构;在躯干后伸过程中 ,前纵韧带、 纤维环、 前部纤维和椎骨关节突是主要的稳定性维系结构;在躯干水平旋转运动中 ,椎间盘和椎骨关节突是主要的稳定性维系结构。

　无论脊柱是静止还是运动 ,主动亚系都在神经控制亚系的协调下共同维持着脊柱的稳定。有无腰椎所能承受的压力大小 ,说明了肌肉收缩产生的力和肌肉的紧张性起到了稳定腰椎的作用。

　神经控制亚系主要接收来自主动亚系和被动亚系的反馈信息 ,判断用以维持脊柱稳定性的特异性需要 ,然后启动相关肌肉活动 ,实现稳定性控制的作用。如 ,在上肢运动发生之前 ,多裂肌和腹横肌活动能够先行启动 ,而下腰痛的患者的肌肉启动时间相对较慢 ,表现出明显的神经功能障碍。在人体的核心力量整个系统中 ,被动亚系、 主动亚系和神经控制亚系是相互依靠的 ,共同维持核心力量的稳定性并应对核心力量的变化以及静态与动态负荷。

　b神经控制作用机制学说

　人体核心区域主动稳定的实现取决于多块肌肉的协同工作 ,该工作是在神经支配下的一个复杂和精细的过程。对于复杂的竞技运动来说 ,核心部位的稳定并不是运动的目的 ,稳定是给不同肢体的运动创造支点 ,为不同部位肌肉力量的传递建立通道。Hodges等人运用肌电图仪对人体做全身运动时的上肢肌、 下肢肌和核心肌肉进行了测试。结果表明 ,核心肌肉(腹横肌、 腹内斜肌、腹外斜肌、 腹直肌和多裂肌)肌电的发生早于上下肢肌肉 ,尤其是腹横肌的肌电明显早于三角肌和下肢主要肌肉。因此 ,他们认为 ,核心肌群的提前动员使身体的核心部位首先做好准备 ,为四肢的发力建立支点。核心部位的力量不单纯涉及到单块肌肉收缩力的大小 ,更重要的是神经对多块肌肉的支配和控制能力。

　骨盆作为脊柱稳定的根基 ,同样遵循神经肌肉反射机制 ,它的稳定性保持除盆带肌外 ,还依靠核心部位的腰肌、 腹肌的配合下共同完成的 ,这些肌群间的协调作用使脊柱和骨盆合为一个整体 ,所以在核心稳定性训练中不能割裂骨盆和脊柱之间的关联 ,不然将会失去了核心稳定性训练的真正意义。神经系统主要通过两种方式对核心力量进行干预 ,一种是通过运动前期的预兴奋反射性提高参与肌肉的力量 ,为姿态的调整和承受外部负荷做好准备;神经对肌肉的支配能力是影响核心力量的重要因素 ,人体核心部位的稳定、 稳定程度的变换以及稳定与运动之间的动态交替都需要多块肌肉的参与和配合 ,神经系统对肌肉的募集和协调是完成多块肌肉共同运动的关键。另一种是在运动的过程中通过肌梭和腱梭反馈式调整肌肉的力量并协调不同肌肉之间的用力 ,解决核心部位的稳定、 稳定程度和稳定与不稳定交替转换的问题。神经系统基于肌梭、 高尔基键器和脊柱韧带的本体感受 ,根据运动需求在时间和空间两个方面连续不断地监控并调节核心肌肉的力量以及不同肌肉之间力量的配比 ,尤其是支配与控制核心大肌群与核心小肌群在核心稳定与运动上的不同功能 ,小肌群主要起固定作用 ,而大肌群除固定作用之外还具有运动功能 ,核心部位稳定程度的变化和稳定与不稳定之间的交替转换主要取决于大肌群的收缩。

　核心稳定性的训练首先是动态下的核心稳定肌的本体感受性训练 ,通过激活、 募集核心稳定肌的方式来提高对核心部位稳定的控制能力。训练时力的作用点基于一个不稳定的支撑面上 ,身体就是在这个动态的支撑面下完成。第二 ,核心稳定性训练是本体感觉性的力量训练。在上面肌群本体感受性训练的同时进行负重力量训练 ,渐进性从开始负重部分或全部身体重量到增加体外负荷 ,实现了提高核心大肌肉群力量的同时提高了脊柱深层稳定肌的力量。

　4核心力量的生物力学作用机制分析

　有关生物力学研究结果表明 ,人体在两臂下垂的对称站立姿势中 ,身体重心位于第 1 至第 5 骶椎的某一水平面上 ,大约在髋关节额状轴上方 4～5 cm 处 ,接近人体正中央的矢状面稍向右偏的骶骨与耻骨之间;取卧姿时 ,身体总重心向头部偏移。身体重心会随人体的姿势的变化而改变 ,运动时变化范围更大 ,有时会移出体外。重心在一定范围内随着运动姿势变化而改变的特性 ,是确定核心肌肉的主要依据。

　人体分为头、 躯干、 上臂、 前臂、 手、 大腿、 小腿和足等多个环节 ,各个环节可动地连接起来构成生物运动链 ,力作用在生物运动链上 ,各环节发生相对位置改变 ,于是产生了人体姿势和运动状态的变化。躯干是人体生物运动链上的枢纽环节 ,在运动中对技术动作的发挥和能量的传递起着至关重要的作用。由于躯干由多块骨骼组成 ,关节较多且结构复杂 ,要充分发挥躯干在生物运动链中的作用 ,躯干的平衡稳定性尤为关键。在运动中 ,躯干的平衡与稳定影响着各种动作技术发挥和运动环节间能量传递。人体在运动期间 ,重心起伏不定 ,姿势不断变化 ,躯干始终处于一种平衡稳定 — — — 非平衡不稳定— — — 平衡稳定的动态变化中 ,在这个变化过程中人体依靠核心力量来调整姿势和维持躯干的平衡稳定。核心力量训练中的非平衡不稳定支撑练习就是为提高躯干的平衡稳定性而进行的身体练习方法。这种在不稳定的支撑而上进行的核心力量训练 ,能够创造独特的动态训练环境 ,练习者进行训练时必须依靠核心力量保持身体的平衡与稳定 ,这增加了神经肌肉的训练负荷。实践证明 ,在这种动态非平衡不稳定环境中进行的核心力量训练不仅对核心肌群的力量增加有明显作用 ,而且能够增强人体的平衡能力及躯干的稳定性 ,从而达到提高运动能力的目的。

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运动解剖学是人体解剖学的一个分支，它是在人体解剖学基础上研究体育运动对人体形态结构产生的影响和发展规律，并探索人体结构与体育技术动作关系的一门新兴科学。通过学习，了解体育运动对人体形态结构的影响及其规律，才能运用运动解剖学基本理论和基本知识解决体育运动中的实际问题，让自己避免运动带来的潜在伤害。