下蹲动作中的运动力学对运动成绩的影响与应

髋关节

髋关节是一个球窝关节，它由股骨头和髋关节髋臼组成的关节。它可在所有3个运动平面中自由移动，在矢状平面中进行屈曲和伸展，在冠状面中进行内/外旋转和水平面的外展/内收。Hemmerich等人据报道，下蹲时髋关节的平均屈曲活动范围为95±27°。这意味着运动员可能需要提高臀部的灵活性来进行深蹲。

在下蹲过程中的髋关节扭矩随着髋关节屈曲的增加而增加，最大扭矩出现在动作的底部阶段。Fry等人证明向前倾斜对下蹲时臀部周围的力有显著影响。

主要参与了下蹲动作中的臀部肌肉的臀大肌与腘绳肌。腘绳肌是一个强大的髋伸肌，离心控制下蹲时的重力并向心克服上升时的外部阻力。考虑到它附着在髂胫带。腘绳肌的力臂在90°臀部角时具有最小值，这表明它在该范围内产生扭矩的能力降低。然而，臀部伸肌力已经显示在大约90°处达到峰值。

腘绳肌既可以作为髋伸肌，也可以作为膝屈肌，所以它们的长度在整个运动过程中保持不变，允许相当一致的力输出。腘绳肌活动峰值已被证明发生在屈曲10至70°之间的任何位置，外侧腘绳肌产生的活动大于内侧腘绳肌。

脊柱

脊柱由24个可移动的脊椎节段组成，每个节段3个活动度。并且每一个都是一个独立的单元，脊柱能够在矢状面弯曲和伸展，在额状面横向弯曲，并且在水平面旋转。脊椎节段从上到下呈锥形，椎体从颈部到腰部逐渐变大变厚。

椎间关节是特殊的联合关节，它包括夹在两个椎体之间的称为椎间盘的厚纤维软骨垫。每个椎间盘由一个叫做纤维环的外部纤维环组成，纤维环包围着一个叫做髓核的凝胶状内部物质。这些椎间盘用于将椎骨保持联合，并允许脊柱动态运动。

脊柱由一系列肌肉支撑，包括竖脊肌、腹横肌、腰方肌和后深层脊柱(多裂肌、旋转肌、棘间肌和横突间肌)。腰部竖脊肌(如髂骨、最长肌)在下蹲时它们有助于对抗外界对脊椎剪切并保持前后脊柱的完整性，为脊柱稳定提供了最大的帮助与贡献。

正确的下蹲技术需要一个刚性脊柱来消除任何水平面的运动阻力。这确保了在整个运动过程中保持稳定、直立的姿势。然而，考虑到腰椎-骨盆的协同关系，当个体在髋部屈曲时，脊柱的角度通常会增加。因此，在下蹲过程中，脊柱及其支撑肌肉受到很大的应力，尤其是在深蹲时。

Cappozzo等人确定了半蹲动作时的杠铃负荷在0.8至1.6倍体重之间时，在L3-L4节段上产生的力相当于6至10倍体重的压缩力，该力随着外部负荷的增加而增加。

脊柱屈曲和伸展已经显示出显著影响关节动力学在下蹲动作期间时，屈曲腰椎减少了腰部竖脊肌的力矩臂，降低了对压缩负荷的耐受性，并导致负荷从肌肉转移到被动组织，增加了椎间盘突出的风险。此外，已经发现下蹲期间的剪切力随着腰部屈曲将从中立位置增加而增加。伴随着竖脊肌纤维方向的改变，这降低了竖脊肌对抗剪切力的能力。

另外，研究表明，当脊柱过度伸展时，压力会增加。Adams等人报告说，从中立位置延伸2°会将后环的压力平均提高16%。因此，建议在整个动作过程中保持脊柱中立位，下蹲动作时避免任何过度屈曲或伸展脊柱。此外，因为对腰部的剪切力随着向前倾斜的增加而增加，所以尽可能保持接近直立的姿势是有益的。

增加腹内压力可能有助于减轻外部对脊椎压力。根据Vakos等人的说法，通过呼吸在脊柱前形成一个“气球”，可以抵抗压迫。此外，它在腰部提供了抗屈曲力矩，减少了竖脊肌的主动收缩，从而减少了相关肌肉张力产生的脊柱压缩。McGill等人报告说，当受试者在运动过程中屏住呼吸增加腹内压时深蹲重量可以提升72.7到90.9公斤，腰部负荷显著降低。宫本等人报告称，腹内压的增加提高了竖脊肌的肌内压力，并使躯干变得稳定，有助于在动态下蹲过程中增强脊柱的稳定性。

下蹲时目光的方向也被发现影响脊柱的运动力学。唐纳利等人的研究表明，与目视前方或向上凝视相比，向下凝视增加脊柱屈曲的4.5倍，髋部屈曲大约8倍。考虑到躯干和臀部过度屈曲会在脊柱上施加过大的扭矩，这表明在进行下蹲动作中要保持目视前方或向上凝视对脊柱的保护是有益的。

下蹲动作中的各个变量

01负荷强度

下蹲动作可以只用个人的体重或外部负荷来完成。Sahli等人研究了各种不同外部负荷载下蹲时对胫股关节力的影响，发现峰值压力和剪切力随着载荷的增加而显著增加。负载等于%体重时，峰值压力为体重的%，而自重条件下的压力为58%。当外部负荷从50%重量增加到%时，内外侧和前后侧的峰值剪切力分别从8%重量增加到11%重量和46-67%重量。这些发现与马尔科夫等人的结论一致，然而，对于膝关节机能良好的人来说，这些增加的力量应该没什么大不了的。研究表明，即使在负重超过两倍体重的举重运动员中，后交叉韧带和前交叉韧带中的拉力也仅分别达到其极限估计强度潜力的约50%和25%。

在临床实验上下蹲动作中更重要的一个因素是负荷如何对脊柱来影响它的运动力学，Kellis等人发现，当受试者将负荷提升到1rm最大值的32%时，脊柱的绝对角度增加了6°(1RM)。然而，当使用40-70%1RM之间的重量时，注意到向前倾斜显著增加了16°。Hay等人报告了类似的发现，当受试者举起4RM的40%到80%之间的负荷时，躯干前倾明显增加。Walsh等人报告了脊柱压力和负荷之间的线性相关性，以及当受试者以较重的重量(60%和80%1RM)做下蹲动作时脊柱将过度伸展，这归因于稳定身体以免向前跌倒的代偿作用。

02脚的位置

脚的位置已经证明会影响下蹲过程中的动力学。Escamilla等人报告称，与宽站姿(定义为肩宽的%至%)相比，窄站姿(定义为肩宽的87%至%)的受试者的髌股压力和胫股压力分别增加了15%和16%。此外下蹲动作中的向下时产生的压力明显大于膝伸阶段。这表明，如果目的是最小化膝关节处的压力，宽姿态可能比窄姿态更可取。另一方面，窄站距下蹲时导致膝盖向前平移大约4到6厘米，因此与中等或宽的姿势相比，剪切更大。因此，对于那些寻求最小化膝关节剪切力的人来说，更宽的姿态可能更好。

几项研究表明下蹲时的站姿会改变肌肉募集方式与程度。Escamilla等人发现腓肠肌的活动在窄站距比宽站距大21%。麦卡和梅尔罗斯报道宽姿态显著增加了长收肌的收缩，最大的收缩程度发生在%的肩宽处。Ninos，Paoli，Escamilla等人还报道了在较宽姿势下蹲臀部伸肌和内收肌的肌肉扭矩增加。然而，站姿的宽度并没有显示出能改变股四头肌和腘绳肌的肌肉收缩刺激。

研究发现改变脚的位置(即胫骨旋转)的影响下蹲动作从30°的向内旋转到80°向外旋转，股四头肌、腘绳肌或腓肠肌的肌肉活动几乎没有变化。考虑到胫骨的过度旋转会改变正常的髌骨轨迹，并会潜在地引起内翻或外翻动作力矩，在闭合链运动中避免过度站距较宽的位置，比如在下蹲动作中。

03动作速度

研究发现的影响下蹲动作中关节动力学揭示了更快的动作速度与关节力之间的正相关关系。Hattin等人让受试者重复半蹲动作并且使用15-30%1RM的外部负荷并在每个动作做功时间为1秒或2秒。更快的节奏显著增加了膝关节的前后剪切力和压力(分别为50%和28%)，并显示出内外侧剪切力增加的趋势。这些发现与达尔克维斯等人的发现一致，他还报告了在更高的运动速度下胫股关节力量的增加。在下蹲动作中蹲至最底部通常伴随着快速向上的运动模式，并且显示出膝关节剪切力增加了33%。此外，如果负荷快速提升，脊柱处的峰值压力会加倍。因此，尽管更快的动作速度有利于许多专项项目中，但是对于那些寻求减小关节剪切力和压力的人来说，更慢的节奏是可取的。

04疲劳

疲劳会对下蹲动作中的运动力学。疲劳刚开始时会导致蹲姿动作技术变形，这可能是造成急性损伤和慢性损伤的一个因素。在拉坦齐奥等人的一项研究中，疲劳将导致膝关节本体感觉显著降低，大概是因为肌肉和关节感觉神经活动减少。作者接着得出结论，疲劳时或接近疲劳时的训练运动这个可能会降低韧带机械感受器功能，潜在地导致膝关节不稳定。

脊椎特别容易受到疲劳的影响。当疲劳开始时，椎体的受损发生几率将高得多，并且它们的负重做功在10次重复次数后高达原来基础上的30%。Trafimow等人证明了受试者在四头肌疲劳后将蹲姿技术从直立腰椎段变为屈曲的腰椎，从而增加了腰椎区域的压力。Sasaki等人也发现了类似的结果，世卫组织报告说，股四头肌的严重疲劳导致腰部负荷增加，并随后增加腰部损伤的风险。鉴于这些发现，认识脊柱的运动力学是非常重要的，因为当下肢肌肉疲劳时，如果出现，就会停止运动成绩的提升。当执行重复最大测试时，这一点尤其重要，在重复最大肌力测试中，重复做1RM的负荷有时会超过潜在风险。

05负载位置

下蹲动作可以在各种位置进行负载装置。研究最多的变化是低杠位下蹲，杠略低于肩峰水平，高杠位下蹲，杠略高于肩峰水平，杠铃前蹲，杠在锁骨处保持在胸前。

低杆位与高杆位相比由于躯干向前倾斜较大，力量举运动员在下蹲动作中采用典型的低杆位置，因为低杆位可以产生更大的臀部伸肌力矩和更小的膝关节伸肌力矩。这将可以降低外部负荷对髌股压力和交叉韧带的剪切力。然而，杆在任何一个位置，负载数值都不会接近超过这些动作的强度阈值。因此，除非现有损伤禁忌，这两种姿势都适合大多数举重运动员。

Gullett等人研究了动力学中前蹲和后蹲。发现与后蹲起相比，前蹲在膝关节处产生明显较低的关节压力，并且降低了腰部应力，剪切力几乎没有差异。这表明对于韧带或半月板损伤的人来说，前蹲可能是比后蹲更好的选择。更重要的是，前蹲的可以比背蹲更大程度地孤立训练股四头肌，使其成为那些寻求与臀肌相比更在意优化大腿前部发展的人。

实际应用

根据研究的下蹲动作中的数据，可提出以下建议，以确保最佳蹲姿和安全性:

①.下蹲深度应该与个人的目标和能力相一致。因为髌股压力峰值出现在最大膝关节屈曲处或附近，所以患有髌股疾病的人应避免下蹲动作中出现高度屈曲角度。对于那些存在损伤或先前重建后交叉韧带的患者，最好将屈曲限制在50°至60°之间，以使后剪切力最小化。股四头肌的发展通过蹲至平行而最大化，在较高的屈曲角度下看不到额外的活动。臀部伸肌力矩随着下蹲的幅度增加而增加，所以完全下蹲可能对那些寻求臀部肌肉组织力量最大化的人有益。

②.动作速度应根据基于力-速度曲线的目标特性。然而，鉴于更快的动作速度已被证明显著增加了压力和剪切力，在最佳速度和受伤风险之间存在权衡。尤其是在下降的离心阶段，快速减速会在膝关节处产生极高的关节压力。无法控制下降会导致腘绳肌腱和小腿肌肉之间的弹道接触，这可能会导致对膝关节韧带产生脱位效应。因此，除非运动目标有明确规定，下蹲时下降阶段应是时刻控制的方式进行，2到3秒的离速度被认为是标准的指导方式。

③.宽站距下蹲对于寻求髋内收肌和髋伸肌最佳发展的人来说是适合的，而窄站距更适合于腓肠肌的发展。站距可以改变关节和之相关的力:宽站距减少了较少的向前膝关节平移，从而减少剪切力。

④.与高杆位下蹲相比，低杆位下蹲倾向于产生更大的臀部伸肌力矩和更小的膝关节伸肌力矩。然而，两种动作的力的大小被相关联的关节结构很好相容，使得任一负载位置都适合大多数下蹲动作。前蹲与后蹲相比，产生明显较低的膝关节压力和腰部压力，使其成为患有各种膝关节和背部疾病的人的适合选择。前蹲对举重项目的参赛者也特别有益，因为这是高翻运动的一个重要组成部分。

⑤.疲劳会对蹲姿技术产生有害影响，可能导致膝关节不稳定和增加的腰椎的剪切力。

除了上述针对具体下蹲动作的建议之外，以下面提出一些针对具体下蹲动作一些相关性变量。

01踝关节

脚踝需要足够的力量和灵活性在下蹲动作中。脚应该以舒适的姿势放置，并且膝膝关节与脚趾成一直线移动。因为脚在解剖位置向外旋转大约7°，这可以被认为是确保髌骨正确跟踪的良好起点。如果运动员的脚跟在离心阶段从地板上抬起，应努力提高距骨骨和距下关节周围的柔韧性。如有必要，可以在鞋跟下面放置杠铃板或其他扁平物体，以帮助保持稳定性。

02膝关节

在下蹲动作中考虑到在离心阶段，当膝关节超过脚趾时剪切力会随之增加，应尽量避免下降时膝关节向前平移。然而，这不应该以牺牲髋部和脊柱的姿势为代价，这会使腰椎段处于生物力学上不利的位置，并显著增加脊柱剪切力。为了减少胫股和髌股力矩。

03髋关节

考虑到下蹲运动期间臀部、骨盆和腰椎的运动之间的密切关系，髋部的活动度对身体的正常活动极其重要，特别是在较高的屈曲角度下。关节活动度差会导致更大的前倾，从而增加脊柱剪切力。专门针对臀部肌肉组织的柔韧性训练有助于增加髋部的灵活性，并有助于更好地进行下蹲动作的训练。

04脊柱

在下蹲动作中，脊椎是最容易受伤的关节。因为腰椎剪切力更能承受压力，所以在这个区域应该保持正常的脊柱前凸曲线，脊柱在整个运动过程中保持刚性的稳定。下蹲过程中目光保持笔直向前或向上，有助于正确的脊柱稳定排列，这减少了脊柱屈曲趋势。虽然有时向前倾斜对保持稳定性是必要的，特别是在深蹲时，但应尽量保持躯干直立，以减少剪切力。任何时候都不应该发生横向运动。

转载自季大师训练文摘

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