想要掌握伏地挺身,先搞懂伏地挺身的生物力學

介紹

一直以來，伏地挺身都被作為一種評估局部上肢肌耐力的方法。各種各樣限時與不限時的伏地挺身測試通常也被用來作為健身評估的一個部分，並且這些測試已經在廣泛的人群中得到驗證。此外，研究顯示伏地挺身能力與平板臥推的重複次數（以自身體重的百分比來完成）相關性非常高，因此伏地挺身可作為一種有效且不昂貴的自由重量測試選擇。

在健身計劃中，伏地挺身被廣泛用來發展上肢力量、爆發力以及肌耐力，可謂是計劃中的主要動作。伏地挺身也被力量與體適能專業人士用來訓練棒球運動運、拳擊運動員以及武術運動員，並且也是美國軍事基礎訓練計劃中的主要動作。超等長伏地挺身（增強式訓練的一種）也被認為能夠最優化上肢牽張縮短循環帶來的適應。

雖然伏地挺身中的負重會由於個體的體重和人體測量學而受到限制，但是該動作有很多生物力學上的變式，可以通過給目標肌群帶來較少或者較大的刺激來改變肌肉活性。這些變式通常包含了改變手和腳的位置，這就會影響肌肉募集模式以及關節壓力。其他的變式還有使用不同的工具，比如不穩定平面，懸掛設備以及特殊制定的伏地挺身器械。然而，就個體需求以及客戶目標而言，這些變式的影響通常都沒有被很好地理解。因此，本文的目的有兩點：首先，查閱有關伏地挺身生物力學方面的研究；其次，對其在運動表現上的應用給出實際的建議。

伏地挺身的生物力學

標準的伏地挺身要求從頭到腳膝關節，髖關節，骨盆以及脊柱保持在一條直線上，同時屈曲和伸展肩膀和手肘來使身體上下活動，並且肩胛骨前伸後縮來加大盂肱關節的活動範圍。

下表展示了在文獻中發現的標準伏地挺身動作中的生物力學數據：

伏地挺身可以通過各種各樣的形式完成，以此帶來不同的肌肉募集模式。跪姿伏地挺身縮短了力臂，在頂部負重降低至自身體重的54%，在底部負重降低至自身體重的62%，並且很大程度上降低了主動肌和核心肌群的要求。

可能最流行的變式就是改變手的位置了。雖然可以有很多種手的位置，但是最常見的分類是寬距（150%肩寬）、正常握距（肩寬）、窄距（50%肩寬）（9）。通常都認為寬距會比其他的位置對於胸大肌的激活程度更高，而窄距最大化了肱三頭肌的激活程度（8）。這與應用解剖學的基礎原則是一致的。胸大肌是主要的水平屈肌，將手肘打開就會改善肌肉的長度張力關係，因此提高產生更大力量的能力。另一方面，窄距並且手肘靠近身體會讓胸大肌處於生物力學的不利位置，這樣就會對肱三頭肌的要求更高。然而，評估伏地挺身中肌肉募集模式的肌電圖（EMG）研究發現窄距伏地挺身不僅比寬距對於肱三頭肌的激活更高，而且同樣對胸大肌的胸骨部激活更高。

在這些研究中還不太清楚的是動作是在水平面（手肘打開）進行的，還是矢狀面（手肘靠近身體）。與常規認知相反的是，當手處於非常窄的位置時，手肘就比較容易打開，將動作導向至水平面。如果這些研究確實發現了在矢狀面內胸大肌胸骨部激活更高，那麼就需要更多的研究來解釋這個悖論。此外，由於胸大肌鎖骨部是主要的肩膀屈肌，我們就能猜測在矢狀面內的伏地挺身能最大化地激活這塊肌肉。

此外，將軀幹相對於手向前或者向後也會影響肌肉募集模式。將軀幹相對於手向前移會增加胸大肌的激活程度並且降低肱三頭肌的激活程度；將軀幹相對於手向後移會導致胸大肌和肱三頭肌的激活程度輕微提高。

腳的位置通常也被用來改變肌肉募集模式。Ebben等人評估了伏地挺身變式的垂直於地面的峰值反應力，包含了標準伏地挺身，跪姿伏地挺身，腳分別抬高30.5cm和60.5cm的伏地挺身以及手分別抬高30.5cm和60.5cm的伏地挺身。腳抬高式伏地挺身比其他的伏地挺身變式產生了更高的地面反應力。當以全身體重百分比來表達時，負重從最低到最高的順序是手抬高60.5cm的伏地挺身（自身體重的41%）、跪姿伏地挺身（49%）、手抬高30.5cm的伏地挺身（55%）、常規伏地挺身（64%）、腳抬高30.5cm的伏地挺身（70%）、以及腳抬高60.5cm（74%）的伏地挺身。

另外一種伏地挺身變式就是使用不穩定平面。與標準伏地挺身相比，BOSU球伏地挺身能夠提高一些肩胛骨穩定肌的激活程度，有斜方肌上中下束，但是前鋸肌的活性卻降低了。Lehman 等人的研究發現腳的位置比手的位置高的伏地挺身與將手放在不穩定平面上（穩定球）的伏地挺身相比，對於肩胛胸椎穩定肌群的刺激更大。從訓練的角度來看，與手放在穩定球腳放在地上做伏地挺身相比，做腳抬高式的伏地挺身對於肩帶穩定肌的挑戰以及要求更大。

Lehman等人還發現手在穩定球上做伏地挺身會顯著提高肱三頭肌的激活程度。與相同角度在板凳上做伏地挺身相比，穩定球伏地挺身還能提高胸大肌、腹直肌、腹外斜肌的激活程度。而與腳放在相同角度板凳上做伏地挺身相比，腳放在穩定球上做伏地挺身並不影響肌肉活性。另外，Marshall和Murphy發現在穩定球上做伏地挺身會比穩定平面有更高的肱三頭肌和腹部肌電圖活性。這些結果表明只有當不穩定平面是主要支撐點時才會增加動作中的肌肉激活程度。從肌肉激活的角度來看，只要軀幹角度保持一致並且手（而不是腳）放在不穩定平面設備上，做穩定球或者BOSU球伏地挺身似乎就會比穩定平面伏地挺身更高效。

伏地挺身還能在懸吊設備上完成，並且專門用來改變手的位置。Beach 等人發現懸吊伏地挺身比標準伏地挺身對於核心肌群的刺激更大。有一種設備，就是我們常見的伏地挺身把手，被認為能從生物力學上給伏地挺身帶來更好的結果。Youdas等人做研究調查了該說法的有效性，他用肌電圖檢測了在寬距、中等距離和窄距下用這種把手做伏地挺身和標準伏地挺身的肌肉活性。被研究的肌肉有肱三頭肌、胸大肌、前鋸肌以及三角肌後束。兩組之間的肌電圖分析並沒有什麼顯著性差異，因此研究者們認為這種把手與標準伏地挺身相比似乎不能增加肌肉的募集。

最後，還可以調整動作的速度來改變伏地挺身的生物力學。就胸大肌和肱三頭肌活性而言，擊掌伏地挺身比標準，慢速離心，一手在藥球上，手一前一後，手在兩個球上，兩隻手在一個球上，單臂，交替增強式的伏地挺身變式都要好。進階形式的增強式伏地挺身對背部有問題的人可能不太好，因為使用藥球的交替增強式伏地挺身被發現能夠給腰椎帶來6224N的壓縮力。

也還有其他的方法能用來降低或者提高動作的難度。比如，牆壁伏地挺身（手放在牆上做）和跪姿伏地挺身對於上肢力量有限的人就比較合適，而單臂或者單腿伏地挺身就可以讓動作挑戰性變高。另外，負重背心、彈力帶、鐵鏈以及各種不穩定平面也可以被用來進一步挑戰上肢肌肉。下表展示了一些伏地挺身變式，以動作難度水平來分類：

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

小結

伏地挺身可以是改善上肢力量和耐力非常好的動作，但是從業者對於不同伏地挺身的變式必須有足夠的知識儲備，這樣才能在沒有動作變形以及受傷風險下去最優化刺激目標肌群。這裡提到的生物力學信息能夠作為設計合理進階和退階來達到預期結果的指南。