مقدمه
ثبات تنه، حفظ راستای ستون فقرات و کنترل مناسب حرکات در فعالیتهای فانکشنال را فراهم میکند و برای پیشگیری و درمان آسیبهای ناحیه لومبار از جمله کمردرد حیاتی است [2 ،1]. عضلات ناحیه مرکزی بدن از جمله عضلات مورب داخلی، عضلات عرضی شکم، مولتی فیدوس و عضلات مورب خارجی در مکانیسم ثبات تنه نقش دارند. عضله مورب داخلی به عنوان یکی از عضلات ناحیه مرکزی بدن با اتصال به مهرههای کمری و از طریق کنترل سفتی بین مهرهای به ثبات تنه کمک میکند. همچنین عضله مورب خارجی با عملکرد خود در کنترل جهتگیری ستون فقرات و نیروهای خارجی واردشده، بار را از اندام فوقانی به لگن منتقل میکند [3]. از این رو، تمریناتی که باعث افزایش فعالیتهای عضلات مورب داخلی و خارجی میشوند، برای کنترل موقعیت خنثی ستون فقرات در طی فعالیتهای فانکشنال ضروری هستند. یکی از تمرینات رایج به منظور افزایش استقامت، قدرت و ثبات عضلات ناحیه مرکز، حرکت پلانک از پهلو است.
در انجام این حرکت عضلات ناحیه مرکزی به صورت ایزومتریک انقباض دارند [4]. عضلات ناحیه مرکزی جهت انتقال قدرت در فعالیتهای بدنی نقش حیاتی دارند و افزایش قدرت و ثبات در این عضلات به طور معناداری سبب کاهش مشکلات ستون فقرات ناحیه مرکزی و همچنین افزایش عملکرد ورزشی میشود [1]. یکی از روشهای تمرینی عضلات مرکزی که مورد توجه بسیاری قرار گرفته است، استفاده از شرایط بیثباتی است [5]. تمرینات بیثباتی یک روش تمرین مقاومتی رایج است که امروزه در برنامههای تمرینی و آمادگی جسمانی مورد استفاده قرار میگیرد [6]. قرار گرفتن در وضعیت بیثباتی در تمرین میتواند با استفاده از تکنیکهای مختلف یا استفاده از ابزار ناپایدار مثل بوسو بال، سوئیسبال یا TRX حاصل شود [7]. برخی تحقیقات گزارش کردند که قرار گرفتن در وضعیت بیثباتی تأثیری بر اکتیویشن عضلات تنه نداشته است [8].
اما در همین راستا تحقیقات متعددی گزارش کردند که تمرین روی سطوح ناپایدار با افزایش فعالیت عضلانی همراه بوده است [10 ،9]. تحقیقات مارشال و مورفی (2006) حاکی از افزایش معنادار فعالیت الکترومایوگرافی عضله رکتوس فموریس در انجام حرکات Push-up با توپ سوئیسبال بود، اما افزایشی در سایر عضلات ناحیه مرکزی نشان نداد [11]. در تحقیق دیگری لمن و همکاران (2005) به بررسی میزان فعالیت عضلات تنه در انواع حرکات Bridging با و بدون سوئیسبال پرداختند که نتایج نشان داد در حرکت پلانک روی سوئیسبال تفاوت معناداری در فعالیت عضلانی عضلات مورب داخلی و رکتوس شکمی به نسبت سطح پایدار وجود دارد [1]. همچنین اسنر و همکاران (2014) به مقایسه EMG عضلات منتخب در حرکت پلانک با یا بدون وسایل ناپایدار (مقایسه حرکت پلانک روی زمین، TRX و Ball) پرداختند که نتایج حاکی از افزایش میزان فعالیت عضلات رکتوس فموریس، ارکتور اسپاین و مورب داخلی حین انجام حرکت با وسایل ناپایدار بود [4].
بررسی و ارزیابی میزان فعالیت الکترومایوگرافی عضلات در تمرینات مقاومتی مختلف در تحقیقات مختلفی به منظور آگاهی از عضلات درگیر به منظور طراحی برنامه تمرینی با اهداف متفاوت مورد توجه مربیان ورزشی و متخصصان توانبخشی قرار گرفته است. تحقیقات زیادی افزایش در فعالیت عضلات تنه و پاها را زمانی که حرکات اسکوات، پلانک، پل، پوشآپ و سایر تمرینات قدرتی بالاتنه روی سطوح ناپایدار انجام میشوند، گزارش کردهاند [6 ،4]. از طرفی طبق یافتههای بهم و همکاران (2005)، هر چند تمرینات مقاومتی با شرایط بیثباتی بهترین انتخاب برای همه شرایط تمرینی نیست، اما به طور کلی به عنوان بخش مهمی از هر برنامه ورزشی خوب شناخته شده است [6].
بنابراین با توجه به تناقضات نتایج مطالعات پیشین در مورد تفاوت میزان فعالیت عضلات ناحیه مرکزی در تمرینات ویژه این عضلات مانند تمرینات پل، کرانچ و پلانک و از طرفی خلأ تحقیقات پیشین در بررسی میزان فعالیت عضلات ناحیه مرکزی در حرکت پلانک از پهلو به عنوان یکی از تمرینات رایج در بهبود قدرت و عملکرد عضلات ناحیه مرکزی، هدف از تحقیق حاضر مقایسه فعالیت الکترومایوگرافی عضلات ناحیه مرکزی در حرکت پلانک از پهلو روی سطح ثابت و سوئیسبال بود. ما در مطالعه حاضر فرض کردیم که انجام حرکت پلانک از پهلو با توپ سوئیسبال باعث افزایش فعالیت الکترومایگرافی عضلات موردمطالعه نسبت به پلانک از پهلوی استاندارد خواهد شد. همچنین با توجه به گستردگی استفاده از توپ سوئیسبال در کلینیکهای توانبخشی و ورزشی، این سؤال مطرح شد که آیا توپ سوئیسبال میتواند روی فعالیت الکترومایوگرافی عضلات در حرکت پلانک از پهلو تأثیر بگذارد؟
روششناسی
با توجه به نرم افزار جیپاور (G*Power, Franz Faul University of Kiel, Germany) و با فرض 05/0=α و 90/0β=، یک گروه 15 نفر از دانشجویان مرد (25-18 سال) دانشگاه علامه طباطبایی، با توجه به معیارهای ورود به تحقیق و روش نمونهگیری دردسترس در نظر گرفته شدند و به مطالعه حاضر فراخوانی شدند (جدول شماره 1). معیارهای ورود به تحقیق شامل داشتن BMI نرمال بین 18 تا 24 و عدم شرکت در برنامههای توانبخشی در شش ماه گذشته بود [12]. معیارهای خروج از تحقیق شامل سابقه آسیبدیدگی عضلانی در دو ماه گذشته، سابقه آسیبدیدگی اندام تحتانی، لگن، زانو و مچ در شش ماه گذشته و سابقه جراحی در کمر و اندام تحتانی در یک سال گذشته بود [12]. همچنین قبل از شرکت در آزمون فرم رضایتنامه آگاهانه مورد تأیید دانشگاه، توسط آزمودنیها تکمیل شد.
به طور کلی فعالیت الکترومایوگرافی (سیستم الکترومایوگرافی سطحی: 16کاناله، bayamed ساخت کشور ایران) عضلات مورب خارجی، مورب داخلی، راست شکمی و سرینی میانی همه آزمودنیها در حین حرکت پلانک از پهلو با دو شرایط متفاوت با و بدون توپ سوئیسبال، دو ست به مدت پنج ثانیه و با فاصله 30 ثانیه استراحت بین هر ست ثبت شد. قبل از اجرای آزمون اصلی، در مرحله الکترودگذاری از الکترودهای سطحی نقره کلراید یکبارمصرف مدل Skintact استفاده شد، فاصله مرکز تا مرکز الکترودها تقریباً دو سانتیمتر بود که در ابتدا برای کاهش مقاومت پوست جهت افزایش کیفیت دریافت بیوسیگنالهای عضلانی، سطح پوست تراشیده و سمباده کشیده و با الکل 70 درصد تمیز شد.
همچنین الکترودها در جهت فیبرهای عضلات بر اساس پروتکل SENIAM قرار گرفتند. محل نصب الکترود در عضله مورب خارجی در فاصله 15 سانتیمتری از ناف و در نصف فاصله بین ستیغ خاصره و آخرین دنده قفسه سینه و با زاویه تقریباً 25 درجه در راستای فیبرهای عضلانی بود (تصویر شماره 1). در عضله مورب داخلی، در مرکز هندسی مثلث فرضی تشکیل شده از رباط مغبنی در سمت راست، نیام عضله رکتوس و خط فرضی بین ناف و ASIS و در راست شکمی، تقریباً در دو سانتیمتر بیرون از ناف و عضله سرینی میانی در نصف فاصله بین تروکانتر بزرگ و خارجیترین قسمت تاج خاصره نصب شد. همچنین الکترود رفرنس روی اپیکندیل خارجی زانو نصب شد [3].
در پردازش سیگنالهای الکترومایوگرافی جهت امکان مقایسه بین عضلات مختلف و آزمودنیهای متفاوت پیش از انجام مطالعه اصلی نیاز بود که تست MVIC با استفاده از دستگاه الکترومایوگرافی به عنوان یک منبع استاندارد محاسبه شود تا اطلاعات حاصل از مطالعه به صورت درصدی از MVIC نرمالیز شود؛ به این صورت که RMS دادهها حاصل از تحقیق بر RMS حداکثر انقباضات ایزومتریک ارادی (MVIC) تقسیم و در عدد 100 ضرب شد [13]. جهت اندازهگیری MVIC عضلات موردمطالعه از آزمون عضلانی دستی استاندارد استفاده شد [14].
برای هر عضله، دو MVIC به مدت پنج ثانیه انجام شد که جهت کاهش اثر خستگی بین هر تکرار یک دقیقه استراحت وجود داشت و میانگین آن به عنوان MVIC در نظر گرفته شد [15]. در ابتدا یک MVIC جهت آشنایی آزمودنیها با روش تست انجام شد. جهت ارزیابی MVIC عضله سرینی میانی، ابتدا فرد در وضعیت به پهلو، در حالی که پای تستگیری در بالا و پای زیرین جهت افزایش استبیلیتی در حالی که ران در 45 درجه فلکشن و زانوی در 90 درجه فلکشن خم است، قرار میگیرد. در این وضعیت آزمونگر، در حالی که پای تستگیری آزمونشونده در 50 درصد ابداکشن و وضعیت نوترال و اکتنشنن هیپ قرار دارد از طریق مچ پا نیرویی را در جهت اداکشن اعمال میکند [16].
جهت ارزیابی MVIC عضله راست شکمی، ابتدا فرد در وضعیت سوپاین، در حالی که ران و زانو در 90 درجه فلکشن و پا ساپورت است، تنه خود را در حداکثر فلکشن قرار میدهد در همین وضعیت آزمونگر نیرویی را در جهت باز کردن تنه از طرق اعمال نیرو به هر دو شانه فرد اعمال میکند. جهت ارزیابی MVIC عضلات مورب داخلی و خارجی، فرد مانند وضعیت ارزیابی عضله راست شکمی قرار میگیرد، برای عضله مورب خارجی در همین حین آزمودنی در حداکثر فلکشن و چرخش به راست قرار گرفته و آزمونگر نیرویی را در جهت باز شدن و چرخش به چپ تنه وارد میکند و برای عضله مورب داخلی آزمودنی در حداکثر فلکشن و چرخش به چپ قرار گرفته و آزمونگر نیرویی را در جهت باز شدن و چرخش به راست تنه وارد میکند [3].
دادههای حاصل از ثبت فعالیت الکترومایوگرافی عضلات با فرکانس نمونهبرداری هزار هرتز و با پهنای باند 10 تا 450 Hz فیلتر (band-pass filtered) و عضلات موردمطالعه به شکل پارامتر RMS و به صورت درصدی از MVIC با گذاشتن در فرمول محاسبه و نرمالیزه شدند. همچنین برای تحلیل سیگنالهای خام از نرم افزار LabVIEW (National Instruments, Austin, TX) استفاده شد. سپس دادههای خام حاصل از تحقیق، در برنامه Excel جمعبندی شد و با برنامه SPSS نسخه 21 مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت، بدین منظور، برای بررسی نرمال بودن توزیع دادهها از آزمون شاپیرو ویلک و از آزمون تی زوجی جهت مقایسه نتایج بهدستآمده بین دو شرایط متفاوت پلانک در تحقیق حاضر استفاده شد. سطح معناداری در تحقیق حاضر در سطح 95 درصد با میزان آلفای کوچکتر و یا مساوی با 0/05 در نظر گرفته شد.
نتایج
دادههای فعالیت الکترومایوگرافی از عضلات موردمطالعه حین حرکت پلانک از پهلو با و بدون توپ سوئیسبال بر اساس آزمون تی زوجی در جدول شماره ۲ نشان داده شده است. نتایج این آزمون تفاوت معنیداری را در میزان فعالیت الکترومایوگرافی عضله راست شکمی، مورب خارجی و سرینی میانی در افراد سالم نشان داد (0/05>P) و نتایج حاکی از افزایش فعالیت الکترومایوگرافی این عضلات در حرکت پلانک با توپ سوئیسبال نسبت به بدون توپ سوئیسبال بود، اما تفاوت معناداری در میزان فعالیت الکترومایوگرافی عضله مورب داخلی در حرکت پلانک از پهلو بین دو شرایط با و بدون توپ سوئیسبال مشاهده نشد (0/05
بحث
هدف مطالعه حاضر بررسی تأثیر توپ سوئیسبال بر فعالیت الکترومایوگرافی عضلات ناحیه مرکزی بدن در حرکت پلانک از پهلو در افراد سالم بود. نتایج حاصل از این تحقیق حاکی از افزایش فعالیت الکترومایوگرافی عضلات راست شکمی، مورب خارجی و سرینی میانی در حرکت پلانک از پهلو با توپ سوئیسبال نسبت به بدون توپ سوئیسبال بود.
هریس و همکاران (2017) در تحقیقی گزارش کردند که انجام حرکات در سطوح ناپایدار باعث افزایش فعالیت عضلات نسبت به سطح پایدار میشود [17]. در همین راستا گارسیا و همکاران (2000) گزارش کردند که انجام حرکت شنا بر روی توپ gymball موجب افزایش فعالیت عضله مورب خارجی و راست شکمی نسبت به سطح پایدار میشود [18]. همچنین لمن و همکاران (2006) تمرینات متفاوت شنا سوئدی را با استفاده از توپ تمرینی و بدون استفاده از آن مورد بررسی قرار دادند و نتایج حاصل از آن تحقیق نشان داد وضعیت ناپایدار در این تمرین باعث افزایش فعالیت عضلات مورب خارجی و عضله راست شکمی میشود [1]، اما در این تحقیق عضله مورب خارجی شکم توسط تمرین روی توپ سوئیسبال تحت تأثیر قرار نگرفت. در همین راستا لمن (2008) در تحقیقی با عنوان «یک سطح حمایتی ناپایدار برای افزایش فعالیت عضلانی در تمرینهای بازتوانی کافی نیست» بیان میکند که افزایش فعالسازی عضلات در سطوح ناپایدار در همه عضلات صورت نمیگیرد و اضافه کردن سطوح ناپایدار برای افزایش فعالیت عضلانی برای همه عضلات و همه افراد کافی نیست [19].
مارشال و همکاران (2006) بیان کردند که کاهش تعادل مربوط به تمرین روی سطوح ناپایدار باعث میشود که نیروی ساختمان عضلانی مفاصل نقش بزرگتری را در پایداری بر عهده بگیرد و در کل استفاده از توپ تمرینی میتواند به عنوان وسیله مفیدی برای تمرینات پایداری ناحیه مرکزی محسوب شود [11]. با توجه به ماهیت حرکت پلانک در حرکت استفادهشده در این تحقیق، ایمی و همکاران (2010) گزارش کردند که انجام حرکات به پهلو در سطح ناپایدار نسبت به سطح پایدار به طور کلی موجب افزایش فعالیت و چالش در عضلات اکستنسور و روتیتور تنه میشود که این افزایش فعالیت با کنترل این حرکت مرتبط است [20].
در تحقیق حاضر استفاده از توپ سوئیسبال در این تمرین موجب افزایش معناداری در فعالیت عضلات سرینی میانی، راست شکمی و مورب خارجی نسبت به سطح پایدار شد که با نتایج محققانِ ذکرشده، همسو است. با توجه به نتایج بهدستآمده میتوان عنوان کرد که اجرای تمرین پلانک از پهلو در سطح ناپایدار به وسیله توپ سوئیسبال، تغییراتی را در فعالیت الکترومایوگرافی عضلات موردمطالعه نسبت به سطح پایدار به وجود میآورد و وضعیت ناپایداری که در این تحقیق بررسی شد، عضلات کمری لگنی مؤثر در پایداری ناحیه مرکزی را در حد بالایی درگیر میکند؛ بنابراین، تمرین پلانک به پهلو در وضعیتهای پایدار و ناپایدار در یک برنامه پیشرونده که هدف آن افزایش تدریجی فشار تمرینی است، میتواند در تقویت و بهکارگیری انقباضات عضلات مؤثر در پایداری ناحیه مرکزی مؤثر باشد.
نتیجهگیری نهایی
در تحقیق حاضر، افزایش فعالیت عضلات سرینی میانی، راست شکمی و مورب خارجی در حرکت پلانک در وضعیت ناپایدار (توپ سوئیسبال) نسبت به وضعیت پایدار مشاهده شد؛ بنابراین نتایج حاصل میتواند اطلاعاتی مفیدی را جهت طراحی تمرین با اهداف توانبخشی و تمرینی در اختیار مربیان و تراپیستها قرار دهد. همچنین از این نتایج میتوان در یک برنامه پیشرونده که هدف آن افزایش تدریجی تمرینی است در تقویت و بهکارگیری عضلات موردنظر با اهداف متفاوت در افراد سالم استفاده کرد.مداخله مورداستفاده در این تمرین موجب معناداری در فعالیت عضلات مورب داخلی نشد.
مطالعه حاضر با محدودیت هایی روبهرو بود. در مطالعه حاضر افراد سالم برگزیده شدند، بنابراین نتایج حاصل از این تحقیق احتمالاً برای بیماران مبتلا به اختلالات کمری ـ لگنی قابل تعمیم نیست. این یک مطالعه مقطعی بود به این ترتیب، اثرات طولانیمدت این تمرینات را نمیتوان تعیین کرد و در آخر ممکن است به دلیل نزدیکی عضلات موردمطالعه و استفاده از الکترودهای سطحی بین سیگنالهای عضلات، crosstalk اتفاق افتاده باشد.
ملاحظات اخلاقی
پیروی از اصول اخلاق پژوهش
تمامی آزمودنیها به طور داوطلبانه و با تکمیل رضایتنامه شخصی در تحقیق حاضر شرکت داشتند.
حامی مالی
این پژوهش حاصل از طرح تحقیقاتی متعلق به دانشگاه علامه طباطبایی است.
مشارکت نویسندگان
تمام نویسندگان در آمادهسازی این مقاله مشارکت داشتهاند.
تعارض منافع
بنا به اظهار نویسندگان این مقاله تعارض منافع ندارد.
References
Lehman GJ, Hoda W, Oliver S. Trunk muscle activity during bridging exercises on and off a swissball. Chiropractic & osteopathy. 2005; 13:14. [DOI:10.1186/1746-1340-13-23] [PMID] [PMCID]
Kim MJ, Oh DW, Park HJ. Integrating arm movement into bridge exercise: Effect on EMG activity of selected trunk muscles. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2013; 23(5):1119-23. [DOI:10.1016/j.jelekin.2013.07.001] [PMID]
Kim SY, Kang MH, Kim ER, Jung IG, Seo EY, Oh J. Comparison of EMG activity on abdominal muscles during plank exercise with unilateral and bilateral additional isometric hip adduction. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2016; 30:9-14. [DOI:10.1016/j.jelekin.2016.05.003] [PMID]
Snarr RL, Esco MR. Electromyographical comparison of plank variations performed with and without instability devices. ournal of Strength and Conditioning Research. 2014; 28(11):3298-305. [DOI:10.1519/JSC.0000000000000521] [PMID]
Cuğ M, Ak E, Özdemir RA, Korkusuz F, Behm DG. The effect of instability training on knee joint proprioception and core strength. Journal of Sports Science & Medicine. 2012; 11(3):468-74. [PMID] [PMCID]
Byrne JM, Bishop NS, Caines AM, Crane KA, Feaver AM, Pearcey GEP. Effect of using a suspension training system on muscle activation during the performance of a front plank exercise. Journal of Strength and Conditioning Research. 2014; 28(11):3049-55. [DOI:10.1519/JSC.0000000000000510] [PMID]
Santana JC, Vera-Garcia FJ, McGill SM. A kinetic and electromyographic comparison of the standing cable press and bench press. Journal of Strength and Conditioning Research. 2007; 21(4):1271. [DOI:10.1519/R-20476.1] [PMID]
Goodman CA, Pearce AJ, Nicholes CJ, Gatt BM, Fairweather IH. No difference in 1RM strength and muscle activation during the barbell chest press on a stable and unstable surface. Journal of Strength and Conditioning Research. 2008; 22(1):88-94. [DOI:10.1519/JSC.0b013e31815ef6b3] [PMID]
Fowles JR. What I always wanted to know about instability training. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 2010; 35(1):89-90. [DOI:10.1139/H09-134] [PMID]
Behm DG, Leonard AM, Young WB, Bonsey WAC, MacKinnon SN. Trunk muscle electromyographic activity with unstable and unilateral exercises. Journal of Strength and Conditioning Research. 2005; 19(1):193-201. [DOI:10.1519/1533-4287(2005)192.0.CO;2] [PMID]
Marshall P, Murphy B. Changes in muscle activity and perceived exertion during exercises performed on a swiss ball. Applied Physiology, Nutrition, and Metabolism. 2006; 31(4):376-83. [DOI:10.1139/h06-006] [PMID]
Boling M, Padua D, Troy Blackburn J, Petschauer M, Hirth C. Hip adduction does not affect VMO EMG amplitude or VMO: VL ratios during a dynamic squat exercise. Journal of Sport Rehabilitation. 2006; 15(3):195-205. [DOI:10.1123/jsr.15.3.195]
Nathan AJ, Scobell A. How China sees America: The sum of Beijing’s fears. Foreign Affairs. 2012; 91(5):32-47. https://www.rand.org/pubs/external_publications/EP66518.html
Slater LV, Hart JM. Muscle activation patterns during different squat techniques. The Journal of Strength & Conditioning Research. 2017; 31(3):667-76. [DOI:10.1519/JSC.0000000000001323] [PMID]
da Silva JJ, Schoenfeld BJ, Marchetti PN, Pecoraro SL, Greve JMD, Marchetti PH. Muscle activation differs between partial and full back squat exercise with external load equated. The Journal of Strength & Conditioning Research. 2017; 31(6):1688-93. [DOI:10.1519/JSC.0000000000001713] [PMID]
Lee JH, Cynn HS, Kwon OY, Yi CH, Yoon TL, Choi WJ, et al. Different hip rotations influence hip abductor muscles activity during isometric side-lying hip abduction in subjects with gluteus medius weakness. Journal of Electromyography and Kinesiology. 2014; 24(2):318-24. [DOI:10.1016/j.jelekin.2014.01.008] [PMID]
Harris S, Ruffin E, Brewer W, Ortiz A. Muscle activation patterns during suspension training exercises. International Journal of Sports Physical Therapy. 2017; 12(1):42-52. [PMID] [PMCID]
Vera-Garcia FJ, Grenier SG, McGill SM. Abdominal muscle response during curl-ups on both stable and labile surfaces. Physical Therapy. 2000; 80(6):564-9. [DOI:10.1093/ptj/80.6.564] [PMID]
Lehman GJ, Gilas D, Patel U. An unstable support surface does not increase scapulothoracic stabilizing muscle activity during push up and push up plus exercises. Manual Therapy. 2008; 13(6):500-6. [DOI:10.1016/j.math.2007.05.016] [PMID]
Imai A, Kaneoka K, Okubo Y, Shiina I, Tatsumura M, Izumi S, et al. Trunk muscle activity during lumbar stabilization exercises on both a stable and unstable surface. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy. 2010; 40(6):369-75. [DOI:10.2519/jospt.2010.3211] [PMID]