Упражнении на сгибание позвоночника: мифы, правда и проблемы, влияющие на здоровье и работоспособность

https://www.backfitpro.com/spine-flexion-exercise-myths-truths-issues-affecting-health-performance/

Профессор Стюарт Макгилл, доктор философии
Университет Ватерлоо, Канада, и компания Backfitpro Inc. (www.backfitpro.com)

Эта короткая статья призвана прояснить ситуацию с вопросом о сгибании позвоночника и неправильным цитированием нашей работы на эту тему. Сначала мы выскажем несколько общих соображений, а затем обсудим механизмы спортивных достижений, устойчивость к травмам и дадим рекомендации по организации тренировок.

Существует путаница между терминами «сгибание» в значении «движение» и «сгибание» в значении «момент». Сгибание в значении «движение» — это наклон позвоночника вперед, то есть сгибание позвоночника. Это кинематический термин. Сгибание в значении «момент» — это создание изгибающего момента или крутящего момента. Это кинетический термин. Он не зависит от того, происходит ли движение. При стоянии и толкании груза позвоночник должен напрягаться за счет активации передних мышц, то есть возникает изгибающий момент, требующий силы мышц брюшного пресса, но не движения.

Недавно мне показали цитату одного тренера, который сказал: «Я следовал рекомендациям Макгилла, избегал сгибаний и стал таким слабым, что едва мог сделать жим лежа». Помимо ужасного непонимания и неверной интерпретации того, чем мы занимаемся, этот человек не понимал разницы между сгибанием и моментом силы. Судя по всему, он избегал тренировок на развитие силы. Это и привело к такому результату.

Сгибательные движения позвоночника растягивают коллагеновые волокна в межпозвоночных дисках. При небольших нагрузках на позвоночник движения полезны. Мы часто рекомендуем упражнение «кошка-верблюд», при котором позвоночник совершает движения в ненагруженном диапазоне. Таким образом, сгибательным движениям есть место и время. При высоких нагрузках на позвоночник и повторяющихся сгибательных движениях коллагеновые волокна постепенно расслаиваются. Ядро межпозвоночного диска медленно проталкивается через расслоившиеся волокна, образуя грыжу. Чем больше нагрузка и чем больше повторений, тем быстрее это происходит (Tampier et al, 2007, Veres et al, 2009). В зависимости от степени растяжения связок позвоночника в крайних положениях сгибания происходит ряд других изменений. Например, при многократном полном сгибании накапливаются цитокины, связанные с острым и хроническим воспалением (D’Ambrosia et al, 2010).

Меня неверно процитировали, написав: «Макгилл утверждает, что грыжа межпозвоночного диска возникает из-за XXXXX циклов сгибания». Дело не в каком-то конкретном числе — это переменная. На скорость развития грыжи влияет множество факторов. Например, форма межпозвоночного диска влияет на то, будет ли грыжа локализованной (Йейтс и Макгилл, 2010) и поддающейся лечению с помощью реабилитационных упражнений по методу Маккензи (Сканнелл и Макгилл, 2009). Такие диски имеют преимущественно форму лимакона. Диски овальной формы, напротив, лучше переносят циклы скручивания. Толщина позвоночника также влияет на скорость постепенного образования грыжи: чем толще позвоночник, тем выше нагрузка при сгибании и тем быстрее образуется грыжа при сгибательных циклах. Например, полузащитнику Национальной футбольной лиги нужны диски большего диаметра, чтобы выдерживать компрессионную нагрузку, но эти же диски не справятся с 1000 приседаний. В то же время мне указали на то, что в Бразилии есть парень, который на Youtube каждый день делает по 1000 подъемов корпуса, из чего логично следует, что я ошибаюсь. Но вы же видите, что у него очень тонкий позвоночник, поэтому нагрузка на него невелика.

Но его хрупкий позвоночник не выдержал бы нагрузки, характерной для одного матча Национальной футбольной лиги. Эти элементы биологической вариативности не позволяют рекомендовать какой-либо подход к тренировкам только на том основании, что он подошел другому человеку. Кроме того, на частоту возникновения грыж влияет время суток. После того как человек встает с постели, пульпозное ядро межпозвоночного диска полностью насыщено влагой и испытывает гораздо большую нагрузку при сгибании. Поэтому выполнять повторяющиеся сгибания в начале дня более рискованно. Исследования показали, что отказ от сгибательных движений по утрам снижает риск возникновения болей в спине, приводящих к потере трудоспособности (например, Snook et al, 1998). Разный тип позвоночника означает разные механизмы возникновения травм, разную устойчивость к движениям и разные подходы к тренировкам. Выбирайте родителей (геометрия межпозвоночных дисков и, соответственно, характер нагрузки зависят от родителей), а затем выбирайте оптимальный для себя способ тренировок!

Согласно некоторым недавним исследованиям, существуют разные подтипы коллагена, из которых состоит фиброзное кольцо межпозвоночного диска. Один из них более устойчив к многократному сгибанию, что объясняет, почему некоторые люди могут выдержать гораздо больше циклов сгибания, прежде чем начнется расслоение коллагеновых волокон. Скорее всего, это влияет на то, как адаптируются люди, например гребцы. У одних людей на протяжении всей жизни не бывает болей в спине, и гребля даже укрепляет их, в то время как другие годами борются с симптомами, чтобы продолжать заниматься. Несомненно, в будущем мы узнаем больше о том, как «включить» ген устойчивости.

Мне показывали цитаты, в которых говорилось, что «Макгилл использует свиные спинные хребты», чтобы дискредитировать нашу работу. Эти цитаты принадлежат людям, которые либо не знают о нашей работе, либо намеренно искажают ее суть. За 30 лет мы опубликовали сотни экспериментов в медицинских изданиях, и примерно в 10% из них использовались животные. Это важные исследования, в ходе которых мы можем протестировать 40 одинаковых спинов, чтобы установить взаимодействие и влияние некоторых из перечисленных выше переменных. Разумеется, эти механизмы адаптированы для применения на людях (например, Yingling et al, 1999).

Почему «упражнения на сгибание» вызывают такой ажиотаж? Тренировка мышц кора, пресса, повышение их жесткости и стабильности — все это важные составляющие для борьбы с болями, улучшения спортивных результатов и снижения риска травм. Но главный вопрос заключается в том, нужны ли позвоночнику сгибательные движения или тренировка на сгибание. В следующем разделе мы расскажем об основах спортивных достижений, которые состоят из четырех компонентов:
1) Проксимальная жесткость (то есть жесткость поясничного отдела позвоночника и мышц кора) повышает атлетизм и скорость движений в дистальных отделах;
2) Для того чтобы гибкий позвоночник успешно выдерживал нагрузку, необходима система мышечных «тросов»;
3) Соактивация мышц создает жесткость, устраняя микродвижения в суставах, которые приводят к болям и дегенерации тканей;
4) Для некоторых профессиональных спортсменов, бойцов и тех, кто занимается ударными видами спорта, необходима «бронежилетка» для брюшного пресса. Логично, что теперь мы должны обсудить приоритетность сгибательных движений.

Во-первых, как жесткость корпуса влияет на скорость и силу движений конечностей? Рассмотрим пример с плечом и большой грудной мышцей: она прикрепляется к грудной клетке в проксимальной части, пересекает плечевой сустав и прикрепляется к плечевой кости в дистальной части. Когда мышцы сокращаются, они пытаются укоротиться. Рассмотрим конкретный пример: сокращение большой грудной мышцы приводит к сгибанию руки в плечевом суставе за счет укорочения мышцы в дистальной части. Но из-за того же укорочения грудная клетка изгибается в сторону руки в проксимальном конце мышцы — другими словами, происходит изгиб корпуса. Таким образом, простое сокращение грудных мышц не приведет к быстрому и сильному толчку или удару.

Теперь зафиксируйте проксимальный конец прикрепления большой грудной мышцы — то есть зафиксируйте корпус и грудную клетку так, чтобы они не двигались. Теперь 100 % сокращения большой грудной мышцы направлено на движение в дистальном конце, что приводит к быстрому и сильному движению руки. Точно так же напряженный корпус фиксирует проксимальные концы мышц бедра, обеспечивая более быстрое движение ног. Из-за потери жесткости корпуса при спринте туловище наклоняется вперед, что приводит к потере скорости — часть силы, которая должна была быть направлена на скорость ног, теряется. Таким образом, проявляется универсальный закон движения человека: «проксимальная жесткость повышает дистальную подвижность и атлетизм». Для этого нужна тренировка на сгибание (жесткость корпуса), а не на движение.

Во-вторых, позвоночник представляет собой ряд позвонков, призванный выдерживать нагрузки, но при этом оставаясь гибким. Инженер не может спроектировать конструкцию, которая бы одинаково хорошо справлялась с обеими задачами. Стальная балка, стоящая вертикально, обладает жесткостью и способна выдерживать нагрузки, пытающиеся сжать, сдвинуть или скрутить её. Таким образом, балка выдерживает нагрузку, но не может двигаться. Гибкий стержень, допускающий движение, под нагрузкой будет изгибаться и деформироваться, но при этом поглощает удары. Наш позвоночник справляется со всем этим — он сгибается, позволяя лёгким наполняться воздухом, и даже даёт нам возможность танцевать. Позвоночник — это прекрасная конструкция, которая обладает гибкостью и обеспечивает плавные движения, но при этом требует трёхмерной системы растяжек для обеспечения жёсткости и стабилизации, когда от него требуется выдерживать нагрузки. Анализ мышечной системы вместе с связанными с ней фасциальными слоями показывает наличие продуманной системы растяжек, которая создает сбалансированную жесткость, исключая возможность изгиба и травм. Проблема заключается в том, что современный образ жизни не «настраивает» и не тренирует эту систему растяжек. У многих людей она приходит в запущенное состояние. Для этого требуется тренировка момента сгибания (жесткость кора), а не движение.

В-третьих, травма спины приводит к расшатыванию суставов. Например, повреждение межпозвоночного диска приводит к уменьшению его высоты, что позволяет возникать аномальным микродвижениям в суставах. Эти микродвижения раздражают сенсорные нервы, что приводит к боли в спине и отдающей боли. Жесткость позвоночника, обеспечиваемая совместным сокращением мышц туловища, сводит к минимуму эти микродвижения и контролирует боль. Обратите внимание, что это совместное сокращение «настроено» таким образом, чтобы создать достаточную жесткость. Для этого требуется тренировка момента сгибания (жесткость кора), а не движение.

В-четвертых, спортсменам, которым нужна защита для живота, чтобы выдерживать удары ногами и руками, необходимы тренировки на пресс. Лучшие спортсмены, занимающиеся единоборствами, обращаются ко мне за консультацией, чтобы избавиться от болей в спине. Как правило, они выполняют много повторений упражнений на пресс, чтобы укрепить мышцы, но со временем у них появляются боли в спине, из-за которых они вынуждены завершить карьеру. Я меняю подход к сгибательным движениям на сгибательные моменты (увеличение жесткости корпуса), предлагая им выполнять такие упражнения, как «помешивание в кастрюле». При этом позвоночник остается неподвижным. Увеличивается скорость нанесения ударов (Ли и Макгилл, готовится к публикации), а тренировочная выносливость восстанавливается. Их карьеры были спасены.

Наконец, есть практические / прикладные данные групповых испытаний. Например, группы военнослужащих сделали приседания на скорость обязательным компонентом ежегодных тестов на физическую форму. Солдаты тренируют тест. Признавая неприемлемую статистику травм поясницы в вооруженных силах США, Чайлдс и соавторы (2009) протестировали замену тренировки на сидячем положении досками и “помешиванием в кастрюле” в соответствии с тренировкой на момент сгибания (жесткость кора, а не движение). Группа солдат, прошедших экспресс-тренировку, показала лучшие результаты в тестах на пресс, хотя они их не тренировали. У них были более здоровые спины.

Доказано, что «большая тройка» упражнений при болях в спине (Макгилл, 1998; Макгилл, 2014) повышает жесткость мышц, которая сохраняется и после завершения тренировки (Ли и Макгилл, готовится к публикации), регулируя натяжение поддерживающих тросов. Для людей с травмами спины и нестабильностью позвоночных суставов повышение жесткости с помощью тренировки на сгибание в сочетании с избеганием сгибательных движений крайне важно для контроля и устранения микродвижений, вызывающих боль (Икеда и Макгилл, 2012). Эти упражнения следует выполнять каждый день. Это основа, на которой можно выстраивать более сложные упражнения для оптимального снижения болевых ощущений и повышения спортивных результатов. Эти упражнения будут направлены на развитие выносливости, силы и мощности, а также на повышение стрессоустойчивости, скорости реакции и других качеств, необходимых для достижения наилучших результатов.

Есть те, кто утверждает, что их вид спорта основан на сгибательных движениях и что они должны тренировать именно их — например, спортсмены, занимающиеся джиу-джитсу. Но я снова проконсультировался с несколькими ведущими спортсменами по джиу-джитсу. Они не могли тренироваться из-за болей в спине, которые возникали у них со временем из-за повторяющихся сгибательных движений. Без возможности тренироваться без боли их карьера была бы окончена.

Мы изменили подход к тренировкам, заменив сгибание позвоночника на сгибание с отягощением, что позволило спортсменам сгибать позвоночник без боли, но при этом сохранить возможность сгибать позвоночник при работе на ринге и восьмиугольнике. Их способность к тренировкам восстановилась. И снова некоторым удалось сохранить карьеру и даже добиться успеха.

Как применить эти знания на практике? Зависит от ситуации! Ответ зависит от анамнеза: есть ли у человека эпизодические боли в спине, хронические боли или, возможно, он никогда не испытывал боли. Если человек — мастер пауэрлифтинга и у него никогда не было болей в спине, я бы посоветовал ему не менять свой стиль тренировок. Но если у него были проблемы со спиной, подход должен быть другим. Во-первых, если позвоночник находится под нагрузкой, лучше его не сгибать, а держать в неподвижном положении. Этот принцип не подлежит обсуждению. Второй вариант: если позвоночник должен согнуться, как, например, у силача, поднимающего камень, позвоночник напрягается в изометрически согнутом положении. Камень удерживается бедрами, руками и грудными мышцами, а позвоночник изгибается над камнем. Позвоночник не двигается, так как движение сосредоточено в тазобедренных суставах до самого последнего момента. Таким образом, позвоночник сгибается под нагрузкой, но не двигается.

Худший вариант — снова и снова сгибать позвоночник, так как сочетание нагрузки с движением приводит к постепенному и кумулятивному расслоению коллагена межпозвоночного диска. В этом случае позвоночник устает раньше мышц. Объем тренировки сокращается. Было бы эффективнее наращивать тренировочный объем, снижая нагрузку на позвоночник, по-настоящему тренировать мышцы и беречь позвоночник. Благодаря моему подходу многие травмированные спортсмены восстановились и смогли вернуться к соревнованиям на Олимпийских играх, в UFC, НБА, НХЛ, НФЛ и т. д. и одержать победу.

Помимо анамнеза, при оценке состояния пациента необходимо учитывать и другие факторы. Я бы оценил геометрию тазобедренных суставов, их функциональность и поискал бы возможности улучшить механику за счет связи с тазом и позвоночником. Затем я бы провел провокационные тесты, чтобы определить механизм возникновения боли. Если боль возникает при сгибании или сгибании в сочетании с определенной компрессионной нагрузкой, то стратегия тренировок, которая позволит продолжать занятия без боли, будет только одна — избегать сгибания. Затем я изучаю образ жизни пациента и остальную часть программы тренировок. Например, если человек по роду деятельности много сидит за компьютером, то, скорее всего, в первую очередь нужно будет устранить последствия длительного сгибания позвоночника. Затем мы вместе определяем цели тренировок, оцениваем текущее состояние пациента и подбираем оптимальные упражнения для достижения этих целей.

Читатель понимает, что вопрос «сгибания позвоночника» с точки зрения механики получения травм и рекомендаций по физическим упражнениям является сложным.

Наиболее оправданный подход не может быть основан на результатах какого-то одного исследования, будь то исследование на свиньях, людях или в таких учреждениях, как армия. Но все эти исследования важны по отдельности. Интерпретация результатов этих работ требует много времени и опыта. Я привел несколько ссылок, но их немного, чтобы не перегружать читателя. Я обобщил результаты этих многочисленных исследований и изложил их в своем учебнике «Идеальная подготовка и функциональность спины» (пятое издание, 2014 г., www.backfitpro.com). Многие из оригинальных научных работ перечислены в моем резюме которое можно скачать в этом PDF-файле.

Ссылки:

1. Каллаган Дж. П. и Макгилл С. М. (2001). Грыжа межпозвоночного диска: исследования на свиной модели, подвергавшейся многократному сгибанию/разгибанию с компрессионной нагрузкой. Clin. Biom. 16(1): 28–37.
2. Чайлдс Дж. Д., Джордж С. З., Райт А., Дуган Дж. Л., Бенедикт Т., Буш Дж., Фортенберри А., Престон Дж., Маккуин Р., Тейхен Д. С. (2009) Влияние традиционных упражнений на пресс и упражнений на стабилизацию корпуса на результаты в упражнениях на пресс у солдат армии США: кластерное рандомизированное исследование, J. Orthop. Sports Phys. Ther., 39(1): A18.
3. D’Ambrosia, P., King, K., Davidson, B., Zhou, B., Lu, Y., Solomonow, M., (2010) Повышение экспрессии провоспалительных цитокинов после циклической нагрузки низкой и высокой интенсивности на связки поясничного отдела, Eur. Spine J., doi 10.1007/s00586‐010‐1371‐4.
4. Ikeda, D., McGill, S.M. (2012) Могут ли изменения в движениях, позах и нагрузках обеспечить немедленное облегчение боли в пояснице: исследование четырех случаев с изучением нагрузки на позвоночник, позы и стабильности. SPINE. 37 (23): E1469‐E1475
5. Ли Б. и Макгилл С. М. (готовится к публикации) Упражнения на стабилизацию «Большой тройки» повышают жесткость позвоночника.
6. Макгилл С. М. Приглашенная статья. (1998) Упражнения для поясницы: доказательства эффективности физических нагрузок. Физическая терапия 78(7): 754–765.
7. Макгилл С.М. Идеальная подготовка и тренировка спины, Backfitpro Inc., Ватерлоо, Канада, ISBN 0–9736018–0–4 (www.backfitpro.com). Пятое издание, 2014.
8. Сканнелл Дж. П., Макгилл С. М. (2009) Пролапс межпозвоночного диска: доказательства обратного развития при многократном разгибании. SPINE, 34(4): 344–350.
9. Снук С.Х., Вебстер Б.С., МакГарри Р.У., Фоглман Д.Т., Макканн К.Б. (1998) Уменьшение хронической неспецифической боли в пояснице за счет контроля утреннего сгибания поясницы: рандомизированное контролируемое исследование, SPINE, 23(23):2601–2607.
10. Тампье, К., Дрейк, Дж., Каллаган, Дж., Макгилл, С. М. (2007). Прогрессирующая грыжа межпозвоночного диска: исследование механизма с использованием рентгенологических, гистохимических и микроскопических методов препарирования. SPINE, 32(25): 2869–2874.
11. Верес, С. П., Робертсон, П. А., Брум, Н. Д. (2009) Морфология острой грыжи межпозвоночного диска: клинически значимая модель, определяющая роль сгибания. SPINE: 34(21):2288‐2296.
12. Йейтс Дж. П., Джангрегорио Л. и Макгилл С. М. (2010) Влияние формы межпозвоночного диска на развитие задней/заднебоковой частичной грыжи. SPINE. 35 (7):734‐739.
13. Инлинг В. Р., Каллаган Дж. П. и Макгилл С. М. (1999) Шейный отдел позвоночника свиньи как адекватная модель поясничного отдела позвоночника человека: анатомическое, геометрическое и функциональное сравнение. J. Spinal Disorders 12(5): 415–423.