足内肌疲劳对单腿静态平衡的急性影响:年轻健康成年人的生物力学研究

《BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation》:Acute effects of intrinsic foot muscle fatigue on single-leg static balance parameters in healthy young adults: a cross-sectional study

【字体: 时间:2025年11月08日 来源:BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation 2.1

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  本研究针对足内肌(IFMs)疲劳对静态平衡的影响机制不明问题,研究人员通过标准化疲劳方案和静态平衡测试,发现IFMs疲劳后睁眼单腿站立时内外侧压力中心(CoP)位移增加而摆动速度降低,闭眼时躯干摆动增加,揭示了IFMs不仅是结构支撑更是姿势控制的主动调节者,为运动康复训练提供新依据。

  
当我们单腿站立时,身体就像一座精密的陀螺仪,需要多个系统的协同工作来维持平衡。在这个复杂的平衡系统中,足部结构扮演着奠基者的角色,特别是那些深藏在足底的小肌肉——足内肌(Intrinsic Foot Muscles, IFMs)。这些肌肉虽然体积小巧,却是足弓的主要稳定者,不仅支撑着内侧纵弓,还参与吸收冲击力、控制内翻,并在静态和动态任务中维持姿势平衡。然而,当这些肌肉疲劳时,会对我们的平衡能力产生怎样的影响?这正是Fatmagül Varol及其团队在《BMC Sports Science, Medicine and Rehabilitation》上发表的最新研究试图解答的问题。
以往的研究多关注于外在足肌(Extrinsic Foot Muscles, EFMs)疲劳对平衡的影响,而对IFMs在疲劳状态下的作用了解甚少。特别是在单腿站立这种对稳定性要求更高的任务中,IFMs的功能显得尤为关键。研究人员指出,局部肌肉疲劳可能通过影响本体感觉反馈和结构支持来损害姿势稳定性,这与运动损伤风险增加密切相关。因此,阐明IFMs疲劳对静态平衡的急性影响,不仅具有理论价值,更能为运动训练和康复实践提供重要参考。
为了探究这一问题,研究人员招募了66名健康年轻人,设计了一个包含六项练习的标准化IFMs疲劳方案。通过静态平衡测试,他们比较了疲劳前后在睁眼和闭眼条件下单腿站立的平衡参数变化,揭示了IFMs在姿势控制中的独特作用。
本研究主要采用了标准化足内肌疲劳方案和静态平衡评估两大关键技术。疲劳方案包含反向串联行走、短足运动、脚趾展开等6个针对性动作,通过66名健康年轻人的队列研究,使用稳定计量平台(Prokin)定量测量单腿站立时的压力中心(CoP)位移、摆动速度和躯干运动等参数。

静态平衡评估

研究使用稳定计量平台记录单腿站立时的多项平衡参数。在睁眼条件下,疲劳后的测试显示内外侧压力中心(CoPx)位移显著增加(p=0.003),而内外侧(ML)和前後(FB)方向的平均摆动速度均显著降低,摆动周长也明显减少。这些变化表明,虽然疲劳后身体在内外方向上的调整幅度增大,但调整速度却变得更为缓慢,提示IFMs在精细姿势调节中的重要作用。

视觉剥夺条件下的平衡变化

在闭眼测试中,研究发现了不同的模式。唯一显著的变化是内外侧躯干摆动和总躯干摆动的增加,而其他参数未见显著改变。这一发现表明,在视觉信息缺失的情况下,身体可能通过增加躯干运动来补偿足部肌肉功能的下降,体现了姿势控制系统的适应性策略。

足内肌的功能特异性

研究结果支持了IFMs在内外侧稳定性中的特异性作用。拇外展肌(AbH)和趾短屈肌(FDB)等肌肉主要产生内外方向的力,这与观察到的CoPx变化方向一致。同时,摆动椭圆面积的减小可能与感觉输入刺激有关,表明疲劳练习可能增强了足部感觉在姿势控制系统中的参与。
本研究通过严谨的实验设计证实了IFMs疲劳对静态平衡的显著影响。在睁眼单腿站立时,IFMs疲劳导致内外侧CoP位移增加而摆动速度降低,反映了姿势控制策略从快速调整向幅度更大但更缓慢的补偿模式转变。在视觉剥夺条件下,躯干摆动的增加表明身体通过近端补偿来维持平衡。这些发现不仅证实了IFMs作为主动姿势调节器的角色,而非被动的结构支撑,更强调了在单腿平衡任务中IFMs对内外侧稳定性的特异性贡献。该研究为理解足部肌肉在姿势控制中的功能提供了新的视角,对运动训练、损伤预防和康复实践具有重要的指导意义。未来的研究可以进一步探索不同人群和更复杂平衡任务中IFMs的功能表现,以丰富我们对这一重要肌肉群的理解。
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