Επίδραση της άσκησης στην ανισορροπία της λειτουργίας των μυών γύρω από την λεκάνη

Abstract

Muscle imbalances occur when the forces exerted by antagonistic muscle groups around a joint are altered, leading to an abnormal trajectory of motion which may be accompanied by either excessive joint laxity or a stiff joint. This thesis addressed three questions. The first aim was to identify potential imbalance patterns in strength, flexibility and function between muscles of the lower spinal and pelvis region using field tests. The second aim was to validate muscle imbalance patterns using musculoskeletal ultrasound. The third aim was to examine whether the implementation of an individualized exercise program would be particularly effective in reducing muscle imbalances identified in previous stages. The overall study was divided into three experimental studies. In the first study, simple field trials were used to detect any muscle imbalances in the general population. 169 people (69 men and 67 women) took part in this project, performing 8 field tests for measuring strength and flexibility of quadriceps, multifidus, transversus abdominis and the hamstrings. A frequency analysis was initially used to study the distribution of the scores in the measured sample and to group the sample on the basis of some common features. In a second step, Kmean cluster analysis was applied using various combinations of variables to distinguish the sample in individual discrete groups. The analysis showed that the sample could be divided into 2 distinct subgroups with criteria the scores of TRA contraction and Multifidus endurance (p < 0.05). The results of the analysis showed that the two groups differed statistically significantly between each of the two scores (p<0.05). Based on these findings, it was concluded that the use of selected field tests of testing core muscles provided a clear division of a typical population in two separate samples, i.e. one sample with low scores (high imbalance) and a sample with high scores (low imbalance). The second study, the validity of the results obtained from the first study was examined by measuring muscle thickness using ultrasound. Twenty (20) individuals participated in the study, of which ten (10) subjects (28.2±7.8 years of age) belonged to the group with low strength and endurance (high imbalance) and 10 (28.9±13.8 years) belonged to the group with high performance (low imbalance). The thickness of transversus abdominis (TRA), multifidus (LM), biceps femoris (BF), and vastus lateralis (VL), were measured at rest and contraction with US images. Independent Samples T-test was used to compare thickness at rest, contraction and their ratio (contraction ratio) between the two groups. The results showed a statistically significant higher thickness of TRA, LM, and VL (at rest and contraction) of the "low imbalance" group compared with “high imbalance” group (p<0.05), while there was no statistically significant difference in BF thickness between the two groups (p>0.05). In conclusion, the results confirmed that field tests of measuring core strength and endurance could be used to provide an initial screening of individuals with high muscular imbalances, thus requiring a different exercise programs than the rest of the typical population. The third study examined the effect of an intervention program on atrophy and activation of selected muscles of the lower spine and pelvis, in individuals with “low imbalance” identified from stages 1 and 2. Twenty-20 subjects were divided into two groups: the control group (N = 10, age 30.0±10.3 years) and the intervention group (N = 10, age 28.9 ±13.8 years). The intervention group followed a program of core and pelvic stability and flexibility program for a period of 5 weeks while the control group followed a general muscle strengthening exercise program. The thickness of transverse and multifidus (LM) thicknesses was measured using ultrasound before and after the intervention. Analysis of variance designs showed that the intervention group increased significantly (p <0.05) TRA thickness (at contraction and contraction ratio) and LM (under all conditions) than the control group. Based on these findings, it is concluded that a customized exercise program for people who display a low score in field tests of strength and endurance of the core musculature led to better hypertrophy of the core muscles in relation to a general muscle strengthening program. In conclusion, this thesis showed that field tests of core muscle strength and endurance can be used to provide an initial screening of individuals with higher muscle imbalances and, hence, a different exercise demands. This was validated using statistical K-Cluster analysis and then using a separate ultrasonography examination. The highest improvements observed for this particular group of individuals following 5 weeks of specific exercises compared to general trunk strength exercises also enforces the above suggestion. Based on the above results, screening of typical population that takes part in regular gym programs using core field tests and applying special exercise programs for these individuals may be a good prevention measure for low back and pelvic pain in typical asymptomatic population.

Η μυϊκή ανισορροπία εμφανίζεται όταν οι μυϊκές ομάδες (αντίθετες, αγωνιστές – ανταγωνιστές) κινούν την άρθρωση σε διαφορετικές κατευθύνσεις, έχοντας ένα μη φυσιολογικό εύρος τροχιάς της κίνησης, η οποία μπορεί να συνοδεύεται είτε από σχετικά μειωμένη σταθερότητα της άρθρωσης, είτε το αντίθετο (υπερβολικά «σκληρή» άρθρωση). Πρώτος σκοπός της συγκεκριμένης έρευνας ήταν να εξετάσει την ύπαρξη προτύπων μυϊκών ανισορροπιών ως προς τη δύναμη, την διατατικότητα και την αντοχή στον γενικό πληθυσμό χρησιμοποιώντας τεστ πεδίου. Δεύτερον, το κατά πόσο η ανίχνευση ανισορροπιών με δοκιμασίες πεδίου είναι έγκυρη σε σχέση με εργαστηριακές μετρήσεις. Τέλος, εξετάστηκε εάν η εφαρμογή ενός κατάλληλου προγράμματος άσκησης, θα επιφέρει βελτίωση σε άτομα που εμφανίζουν μυϊκές ανισορροπίες. Η συνολική έρευνα χωρίστηκε σε τρεις υπο-έρευνες. Στην πρώτη έρευνα χρησιμοποιήθηκαν απλές δοκιμασίες πεδίου για την ανεύρεση τυχόν μυϊκών ανισορροπιών σε γενικό πληθυσμό. 169 άτομα (69 άνδρες και 67 γυναίκες) πήραν μέρος στην έρευνα, πραγματοποιώντας 8 τεστ για την μέτρηση της δύναμης και της διατατικότητας τεσσάρων μυών της λεκάνης (τετρακέφαλος, πολυσχιδής, εγκάρσιος κοιλιακός, οπίσθιοι μηριαίοι). Για τη στατιστική ανάλυση αρχικά χρησιμοποιήθηκε ανάλυση συχνοτήτων ώστε να μελετηθεί η κατανομή των σκορ στο μετρούμενο δείγμα και να γίνει ομαδοποίηση του δείγματος με βάση κάποια κοινά χαρακτηριστικά. Σε δεύτερη φάση, εφαρμόστηκε ανάλυση K-means cluster analysis χρησιμοποιώντας διάφορους συνδυασμούς των μεταβλητών ώστε το δείγμα να διακριθεί σε επιμέρους διακριτές ομάδες. Η ανάλυση έδειξε ότι το δείγμα θα μπορούσε να διαχωριστεί σε 2 διακριτές υπο-ομάδες με κριτήρια το σκορ σύσπασης του εγκάρσιου και της αντοχής του πολυσχιδή μυός. Τα αποτελέσματα της ανάλυσης έδειξαν ότι τα δύο γκρουπ διέφεραν στατιστικά σημαντικά μεταξύ τους σε κάθε ένα από τα δυο σκορ (p<0.05). Συμπερασματικά βρέθηκε ότι χρήση των δοκιμασιών πεδίου θα επιτρέψει την ανίχνευση μυϊκών ανισορροπιών και στον γενικό πληθυσμό. Στην δεύτερη έρευνα έγινε σύγκριση του πάχους με US ανάμεσα σε δύο ομάδες ατόμων οι οποίες διέφεραν ως προς στη δύναμη και αντοχή των αδρών μυών της λεκάνης και του κορμού με βάση δοκιμασίες πεδίου που παρουσιάστηκαν στην πρώτη εργασία. Είκοσι (20) άτομα πήραν μέρος στην έρευνα εκ των οποίων δέκα (10) άτομα (ηλικία 28.2±7.8 έτη) ανήκαν στην ομάδα με χαμηλή επίδοση δύναμης και αντοχής και δέκα (10) άτομα (ηλικία 28.9±13.8 έτη) με υψηλή επίδοση στα ίδια τεστ. Μετρήθηκε το πάχος του εγκάρσιου κοιλιακού (TRA), πολυσχιδή της οσφυϊκής μοίρας της σπονδυλικής στήλης (LM), του δικέφαλου μηριαίου (BF) και του έξω πλατύ (VL) κατά την ηρεμία και στην σύσπαση με US απεικονίσεις. Πραγματοποιήθηκε στατιστική ανάλυση με χρήση T-test ανεξάρτητων δειγμάτων (Independent Samples T-test), όπου συγκρίθηκε η τιμή του πάχους στην ηρεμία, στη σύσπαση και ο λόγος σύσπασης προς ηρεμία, για κάθε μυ ξεχωριστά. Τα αποτελέσματα έδειξαν στατιστικά σημαντική διαφορά στους ΜΟ όλων των τιμών στην ομάδα «υψηλής επίδοσης», στο πάχος του TRA ,LM και VL και στην ηρεμία και στην σύσπαση (p< 0.05), ενώ στον BF δεν υπήρχε στατιστικά σημαντική διαφορά στους ΜΟ του πάχους ανάμεσα στις δύο ομάδες (p>0.05). Συμπερασματικά, τα αποτελέσματα επιβεβαιώνουν ότι αυτές οι δοκιμασίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την κατηγοριοποίηση ενός ασκούμενου ως «δυνατό» ή «αδύναμο» και επομένως να χρησιμοποιηθούν ως εργαλεία θέσπισης εξατομικευμένων στόχων ενός προγράμματος άσκησης για το κορμό και τη λεκάνη. Τέλος στη τρίτη έρευνα εξετάστηκε η επίδραση ενός προγράμματος παρέμβασης στην ατροφία και την ενεργοποίηση επιλεγμένων μυών του συμπλέγματος ισχίου- σπονδυλικής στήλης και λεκάνης σε άτομα με χαμηλά επίπεδα δύναμης των μυών του «πυρήνα». Είκοσι 20 άτομα χωρίστηκαν σε δυο ομάδες: την ομάδα ελέγχου (Ν = 10, ηλικία 30.0±10.3 έτη) και την ομάδα παρέμβασης (Ν =10, ηλικία 28.9±13.8 έτη). Η ομάδα παρέμβασης ακολούθησε ένα πρόγραμμα ενδυνάμωσης-ενεργοποίησης των μυών του «πυρήνα», για διάστημα 5 εβδομάδων ενώ η ομάδα ελέγχου ακολουθούσε ένα απλό πρόγραμμα γενικής γυμναστικής. Μετρήθηκε το πάχος του εγκάρσιου κοιλιακού (TRA) και του πολυσχιδή (LM) χρησιμοποιώντας υπέρηχο, πριν και μετά την παρέμβαση. Ανάλυση διακύμανσης για εξαρτημένα δείγματα έδειξε ότι η ομάδα παρέμβασης αύξησε στατιστικά σημαντικά (p<0.05) το πάχος του TRA (κατά τη σύσπαση και τον λόγο σύσπασης) και του LM (σε όλες τις συνθήκες). Τα αποτελέσματα έδειξαν ότι ένα εξατομικευμένο πρόγραμμα άσκησης με βάση την αρχική αξιολόγηση των μυϊκών ανισορροπιών οδήγησε σε καλύτερη υπερτροφία των μυών του πυρήνα σε σχέση με ένα γενικό πρόγραμμα γυμναστικής. Το γενικό συμπέρασμα δείχνει ότι τα λειτουργικά τεστ για ανίχνευση μυϊκών ανισορροπιών στους αδρούς μύες της λεκάνης, αφορούν μόνο τους μύες του «πυρήνα». Η μέτρηση της αλλαγής του πάχους στους μύες αυτούς, με υπερηχοτομογραφικές απεικονίσεις, μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την σύγκριση δύο διαφορετικών ομάδων, στη δύναμη κι αντοχή τους. Τέλος οι ασκήσεις των μυών του «πυρήνα» βοηθούν στην αύξηση του πάχους αυτών των μυών και συνεπώς θα πρέπει να ενσωματωθούν σε όλα τα προγράμματα εκγύμνασης.