Flexia coloanei vertebrale și numeroasele sale variații au fost mult timp considerate un exercițiu de bază în programele de fitness. Aceste exerciții implică flexia dinamică a coloanei vertebrale în plan sagital și sunt efectuate pentru a crește forța și dezvoltarea abdominală , în special în musculatura lui rectus abdominis și obliquus. Antrenorii includ frecvent astfel de exerciții ca o componentă a rutinelor atletice concepute pentru a îmbunătăți performanța sportivă.
Recent, totuși, unii profesioniști au pus sub semnul întrebării înțelepciunea efectuării exercițiilor pentru coloana vertebrală bazate pe flexie, cum ar fi crunch-ul. Preocupările sunt de obicei bazate pe credința, că coloana vertebrală are un număr finit de cicluri de îndoire și că depășirea acestei limite va grăbi apariția leziunilor discului. Susținătorii teoriei susțin că, prin urmare, flexia coloanei vertebrale ar trebui să fie păstrată pentru activitățile vieții de zi cu zi, cum ar fi legarea pantofilor, mai degrabă decât „irosirea” cu abdomene și alte exerciții abdominale bazate pe flexie. Oponenții teoriei susțin că există o discrepanță alarmantă între rezultatele de laborator și ceea ce se întâmplă în sălile de sport și facilitățile sportive din întreaga lume în ceea ce privește ciclurile totale de flexie și leziunile coloanei vertebrale. Prin urmare, scopul acestei lucrări va fi triplu: În primul rând, să revizuiască cercetările relevante referitoare la riscurile efectuării exercițiilor dinamice de flexie a coloanei vertebrale; în al doilea rând, să exploreze potențialele beneficii asociate cu exercițiile de flexie a coloanei vertebrale; și în al treilea rând, să discutăm despre aplicarea acestor constatări la proiectarea programului de exerciții.
Prezentare generală a discului degenerativ
Discurile intervertebrale formează articulații cartilaginoase între vertebrele adiacente, care stabilizează coloana vertebrală prin ancorarea vertebrelor una de alta. Discurile facilitează, de asemenea, mișcarea multiplanară a coloanei vertebrale și ajută la absorbția șocului vertebral. Discurile sunt compuse din trei porțiuni distincte: un strat exterior fibros inelar, un nucleu pulpos central și două plăci terminale de cartilaj hialin. Inelul, care are o componentă interioară și exterioară, constă din mai multe straturi de fibrocartilaj, în principal o combinație de colagen de tip I și tip II. Inelul servește pentru a rezista presiunii externe, cunoscute și sub denumirea de tensiuni de tracțiune în timpul compresiei axiale și pentru a stabiliza articulația vertebrală în timpul mișcării. Inelul servește, de asemenea, pentru a conține nucleul interior, care este o structură asemănătoare gelului, compusă dintr-un amestec de condrocite, colagen, elastină și proteoglicani. Proteoglicanii servesc in a rezista încărcării compresive datorită conținutului lor de glicozaminoglicani (GAG). GAG-urile sunt polizaharide cu ramuri lungi care atrag și se leagă de apă și asigură presiune osmotică. Nucleul funcționează ca o „pernă de apă”, ajutând la amortizarea vertebrelor de sarcinile axiale și la distribuirea uniformă a presiunilor peste plăcile terminale vertebrale adiacente. Plăcile terminale conțin în principal colagen de tip II, au o grosime mai mică de 1 mm și conțin fibre care se extind în disc. Pe lângă faptul că împiedică ieșirea nucleului în vertebrele adiacente, plăcile terminale ajută și la absorbția presiunii hidrostatice cauzate de încărcarea coloanei vertebrale și permit difuzarea nutrienților.
Boala degenerativă a discului este un proces multifactorial care implică factori genetici, mecanici, biologici și de mediu. Primele semne comune de degenerare a discului apar adesea între 11-16 ani, aproximativ 20% dintre adolescenți prezentând o degenerare ușoară a discului. Cu toate acestea, semne minore de degenerare, cum ar fi forme ușoare de despicare și modificări granulare ale nucleului apar la discul copiilor de 2 ani. Discurile tind să se deterioreze progresiv odată cu vârsta, majoritatea discurilor prezentând semne de degenerare până la vârsta de 70 de ani. Degenerarea legată de vârstă implică o reducere a nivelurilor de proteoglican și colagen, o reducere de cinci ori a densității de încărcare fixă - o măsură a puterii mecanoelectrochimice – a GAG-urilor din nucleu și o scădere de două ori a hidratării între discurile adolescenților și persoanele de 80 de ani, ceea ce diminuează înălțimea discului și capacitatea de încărcare. Bărbații au tendința de a prezenta mai multă degenerare a discului decât femeile, ceea ce se crede că se datorează unei combinații de rezistență crescută a trunchiului, brațe cu rezistență crescută care măresc forțele și stresul coloanei vertebrale, încărcarea crescută și distanța crescută pentru alimentarea cu nutrienți.
Degenerarea discului intervertebral se poate manifesta printr-o perturbare structurală a inelului, nucleului sau plăcii terminale. Îmbătrânirea, apoptoza, anomaliile de colagen, creșterea vasculară, încărcarea mecanică și anomaliile proteoglicanilor pot contribui toate la degenerarea discului. Pe măsură ce discurile degenerează, apar defecte focale în placa terminală a cartilajului, nucleii devin din ce în ce mai consolidați și mai fibroși, iar numărul de straturi din inel scade. S-a demonstrat că acest lucru modifică înălțimea discului, biomecanica coloanei vertebrale și capacitățile portante și în cele din urmă, poate duce la stenoză spinală – o formă avansată de boală degenerativă a discului care provoacă comprimarea conținutului canalului spinal, în special a structurilor neuronale. Calcificarea plăcii terminale contribuie, de asemenea, la degenerarea discului prin scăderea difuziei nutrienților, care interferează cu echilibrul pH-ului și crește răspunsurile inflamatorii din nucleu. Cu toate acestea, în ciuda unei asocieri clare între modificările degenerative ale coloanei vertebrale și o incidență crescută a durerilor de spate (LBP), mulți indivizi afectați sunt totuși asimptomatici.
Flexia coloanei vertebrale provoacă leziuni ale discului?
Au fost folosite o varietate de abordări de cercetare pentru a elucida biomecanica coloanei vertebrale și impactul lor asupra patofiziologiei discului, inclusiv utilizarea de modele animale și umane in vivo (adică în vii), modele animale și umane in vitro (adică în sticlă). În special, cercetările in vitro au implicat flexia lombară repetitivă ca mecanism principal al herniei de disc (protruzia materialului discului dincolo de limitele căptușelii inelare) și al prolapsului (o bourtare a nucleului pulpos prin inelul fibros), deoarece dovezile arată că aceste patologii se dezvoltă progresiv din interior spre exterior prin migrare nucleară către cea mai slabă regiune a inelului – porţiunea posterolaterală.
Cele mai multe studii in vitro privind biomecanica coloanei vertebrale care sunt aplicabile exercițiului de flexie au folosit modele porcine cervicale. Aceste modele presupun montarea segmentelor de mișcare a coloanei vertebrale în aparate personalizate care aplică sarcini compresive continue combinate cu momente dinamice de flexie și extensie. Ciclurile totale de îndoire au variat între 4.400 și 86.400, cu sarcini de compresie echivalente cu aproximativ 1.500 N. Având în vedere că Axler și McGill au descoperit că o variație de bază a crizei a provocat aproximativ 2.000 N de compresie, cantitățile de compresie din diferitele studii sunt rezonabile pentru a face comparații cu exercițiul de flexie, În fiecare dintre studiile menționate mai sus, majoritatea discurilor au suferit fie hernii complete, fie parțiale, în special la nivelul inelului posterior. Acest lucru sugerează o relație cauză-efect între flexia coloanei vertebrale și deteriorarea discului.
Deși studiile menționate mai sus par să acorde credibilitate riscurilor potențiale ale îndoirii repetate a coloanei vertebrale, există mai multe probleme în încercarea de a extrapola concluziile dintr-un cadru de laborator la sală. În primul rând, studiile în cauză au fost efectuate in vitro, ceea ce este limitat de îndepărtarea musculaturii și nu reproduce răspunsul in vivo la coloana vertebrală umană în timpul mișcării normale. Ca și în cazul tuturor țesuturilor vii, vertebrele și structurile sale de susținere se remodelează atunci când sunt supuse la stres aplicat. În conformitate cu legile lui Wolff și Davis, deformarea țesuturilor celulare este îndeplinită de o creștere corespunzătoare a rigidității matricei, care la rândul său ajută la rezistența deformării viitoare. Vertebrele și discurile intervertebrale nu fac excepție, deoarece s-a demonstrat că se întăresc adaptiv atunci când sunt expuse la exerciții progresive. Țesutul cadaveric nu are capacitatea de a se remodela.
Un alt punct important de luat în considerare atunci când se interpretează rezultatele studiilor in vitro care implică încărcare ciclică a coloanei vertebrale este faptul că fluxul natural de fluid este compromis. Van der Veen și colab. a constatat că, în timp ce segmentele de mișcare lombară porcină au arătat o ieșire de lichid în timpul încărcării, fluxul nu a avut loc în timpul descărcarii, scăzând astfel înălțimea discului și interferând cu biomecanica normală a discului.
Comparațiile in vitro sunt și mai complicate de utilizarea modelelor animale. În timp ce modelele animale au asemănări structurale cu coloana vertebrală umană, în special coloana cervicală porcină, în comparație cu coloana lombară umană, există totuși numeroase variații anatomice și fiziologice. De o relevanță deosebită pentru studiile de flexie este faptul că intervalele absolute de mișcare sunt mai mici la subiecții porcini în comparație cu oamenii. Aceste variații sunt cele mai proeminente în flexie și extensie, ceea ce poate atenua capacitatea de a trage concluzii aplicabile exercițiilor dinamice ale coloanei vertebrale umane.
Mai mult, studiile în cauză au încercat să imite modelele de încărcare ale lucrătorilor ocupaționali prin supunerea segmentelor coloanei vertebrale la mii de cicluri continue de îndoire, ceea ce este mult peste ceea ce este efectuat în mod normal în cursul unui program de exerciții dinamice. Rutinele tipice de întărire de bază folosesc un număr limitat de repetări dinamice, iar după finalizarea unui set, cursanții se odihnesc pentru o anumită perioadă de timp înainte de a efectua un alt set. Astfel, ciclurile totale de îndoire pe sesiune se ridică în cele din urmă la o fracțiune din cele utilizate în protocoalele de cercetare menționate și aceste cicluri sunt efectuate mai degrabă intermitent decât continuu. Rodacki şi colab. au constatat că, în ciuda valorilor moderate de compresie asociate cu crunch-ul tradițional; natura tranzitorie a sarcinii (adică perioada scurtă de vârf a forței spinale compresive) nu a indus pierderea de lichid. De fapt, exercițiul de flexie abdominală s-a dovedit a fi de fapt superior poziției Fowler– o poziție semi-înclinată folosită în terapie pentru a atenua presiunea asupra coloanei vertebrale – în ceea ce privește descărcarea coloanei vertebrale, probabil mediată de o rată de aflux mai mare de fluide decât atunci când se susține o postură statică în decubit .
De asemenea, trebuie remarcat faptul că, în urma unui exercițiu, țesuturile coloanei vertebrale au voie să se recupereze până la următoarea sesiune de antrenament, atenuând astfel stresul discului și oferind structurilor timp să se remodeleze. Deteriorarea discului indusă de efort rezultă atunci când eșecul oboselii depășește rata de remodelare adaptivă, care depinde de intensitatea sarcinii, de viteza creșterii acesteia, de vârsta și starea de sănătate a cursantului . Cu condiția ca exercițiile dinamice ale coloanei vertebrale să fie efectuate într-o manieră care să nu depășească capacitatea individuală de încărcare a discului, dovezile ar părea să sugereze o adaptare pozitivă a țesuturilor de susținere. În sprijinul acestei afirmații, Videman și colab. au descoperit că încărcarea fizică moderată a dus la cea mai mică patologie a discului, cea mai mare degenerare observată la niveluri extreme de activitate și inactivitate.
În plus, trebuie luat în considerare rolul geneticii. În ciuda credinței obișnuite că degenerarea coloanei vertebrale este cauzată cel mai adesea de uzura cauzată de încărcarea mecanică, aceasta pare să joace doar un rol minor în acest proces . În schimb, s-a demonstrat că aproximativ 74% din variație este explicată de factori ereditari . Battie şi colab. au identificat forme specifice de gene asociate cu degenerarea discului care grăbesc modificările degenerative vertebrale în absența traumei repetitive. Factorii ereditari, cum ar fi dimensiunea și forma structurilor coloanei vertebrale și constituenții biochimici care construiesc sau descompun discul pot influența în mare măsură patologia discului, la fel ca interacțiunile genă-mediu .
Într-un studiu caz-control care a implicat 45 de perechi de gemeni de sex masculin monozigoți, Battie și colab. au descoperit că subiecții care au petrecut de cinci ori mai multe ore la volan și au manipulat de peste 1,7 ori mai multă ridicare profesională nu au prezentat creșteri ale degenerării discului în comparație cu frații lor gemeni și deși valorile nu au atins semnificație statistică, au prezentat de fapt mai puține hernii de disc lombare inferioare. În plus, Varlotta și colab. au descoperit că riscul relativ de hernie de disc lombară înainte de vârsta de douăzeci și unu de ani este de aproximativ cinci ori mai mare la subiecții care au un istoric familial pozitiv. În plus, persoanele active fizic par să sufere de mai puține dureri de spate decât persoanele sedentare.
Mai mult, studiile în cauză nu reproduc neapărat mișcarea coloanei vertebrale în timpul exercițiului dinamic de flexie lombară. De exemplu, exercițiul tradițional de crunch implică flexia trunchiului la aproximativ 30 de grade de flexie a coloanei vertebrale, astfel încât numai capul și umerii să fie ridicati de pe podea, făcând coloana toracală regiunea cu cea mai mare mișcare de flexie . Mai mult, Adams și Hutton (7) au arătat că coloana lombara flexata dintr-un interval de flexie de la 13 grade până la 11 grade de flexie, o diferență de două grade, a dus la o reducere cu 50% a rezistenței la momentul de îndoire și prin urmare, o reducere cu 50% a tensiunii de îndoire a inelului posterior și a ligamentelor intervertebrale. Astfel, atât locația cât și gradul de flexie vor avea un impact semnificativ asupra cineticii coloanei vertebrale.
În cele din urmă, deși exercițiile abdominale creează forțe de compresie prin contracția musculară, ele cresc și presiunea intraabdominală (IAP). Modelele biomecanice tridimensionale prezic reduceri ale forțelor de compresiune de aproximativ 18% atunci când IAP este luată în considerare în eforturile de flexie a coloanei vertebrale. Prin urmare, IAP produsă în timpul exercițiului de flexie a coloanei vertebrale poate servi la moderarea forțelor de compresiune, ajutând la descărcarea coloanei vertebrale și la facilitarea absorbției fluidelor în discuri. Deoarece modelele de cercetare in vitro până în prezent nu au încorporat IAP, concluziile trase pot fi limitate în ceea ce privește siguranța exercițiilor de flexie a coloanei vertebrale. Trebuie remarcat, totuși, că efectele de descărcare ale IAP pot fi diminuate cu niveluri ridicate de co-activare a mușchilor abdominali. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a arunca o lumină suplimentară asupra acestui subiect, cu o atenție deosebită axată pe evaluarea efectelor IAP asupra forțelor de compresiune la subiecții care efectuează exerciții de flexie a coloanei vertebrale, inclusiv crunch.
De asemenea, trebuie remarcat faptul că unele studii epidemiologice arată un risc crescut de leziuni ale coloanei vertebrale la sportivii implicați în activități sportive care necesită flexii repetate ale coloanei vertebrale. S-a descoperit că leziunile coloanei vertebrale, inclusiv degenerarea discului și herniile, apar cu o frecvență mai mare la gimnaste, canotori și jucători de fotbal. În plus, sportivii de elită suferă astfel de leziuni mai frecvent decât sportivii care nu sunt de elită. Cu toate acestea, o relație cauză/efect între flexia coloanei vertebrale și accidentarea la acești sportivi nu a fost stabilită, iar natura balistică a unor astfel de activități sportive are o aplicabilitate redusă la exercițiile abdominale dinamice controlate.
Beneficiile exercițiilor de flexie a coloanei vertebrale
Dacă exercițiile dinamice de flexie de fapt nu prezintă un risc semnificativ de accidentare în absența patologiei coloanei vertebrale, întrebarea firească este atunci dacă efectuarea acestor mișcări conferă beneficii în plus față de exercițiile statice. Pot fi identificate următoarele beneficii potențiale. În primul rând, s-a demonstrat că mișcarea coloanei vertebrale facilitează livrarea de nutrienți către discurile intervertebrale. Se teoretizează că mecanismul de acțiune este legat de o acțiune de pompare care mărește transportul și difuzia moleculelor în discuri. Mișcarea face ca mai mult fluid să curgă din disc, care este inversat atunci când coloana vertebrală este descărcată. Fluxul de fluid este mai bun la transportul moleculelor mari, în timp ce difuzia este mai bună la transportul moleculelor mai mici. Acest lucru are o semnificație deosebită pentru țesutul coloanei vertebrale, dat fiind că scăderile legate de vârstă ale stării nutriționale ale discului sunt considerate o cauză principală a degenerării discului, ceea ce duce la o acumulare de deșeuri celulare, degradarea moleculelor matricei și o scădere a nivelului pH-ului care compromite și mai mult celulele si eventual initiaza apoptoza .
Posturile care implică flexia coloanei vertebrale sunt superioare posturilor neutre și extinse în ceea ce privește promovarea schimbului de fluide crescut în disc, în special în nucleul pulpos. O deficiență a posturii neutre este că favorizează difuzia în porțiunea anterioară a discului față de porțiunea posterioară. Posturile flexate inversează acest dezechilibru prin întinderea inelelor posterioare, scăzând astfel distanța de călătorie a nutrienților. Regiunea posterioară a discului conține o regiune care este deficitară de supliment nutritiv din toate sursele, iar flexia reduce grosimea porțiunii posterioare a discului cu 37%, ceea ce asigură un aport suficient de glucoză în întreaga regiune posterioară a discului. Flexia crește difuzia substanțelor dizolvate mici și fluxul de fluid al substanțelor dizolvate mari. Acest lucru este important având în vedere că degenerarea discului a fost legată de transportul inadecvat al metaboliților și că populațiile care adoptă posturi de flexie prezintă o incidență mai mică a bolii discului. Exercițiul de flexie produce tensiuni de tracțiune pe inelul posterior – în flexie s-a demonstrat că inelul posterior se extinde până la 60% din înălțimea sa inițială, iar efortul de tracțiune a demonstrat că exercită un efect protector asupra celulelor discului prin scăderea expresiei mediatorilor catabolici în timpul inflamației. Prin îmbunătățirea absorbției de nutrienți și limitarea catabolismului pe bază de inflamație, exercițiul de flexie reglat poate conferi de fapt un efect pozitiv asupra sănătății coloanei vertebrale pe termen lung și poate promova vindecarea discurilor la periferie. De fapt, cercetările sugerează că exercițiile de flexie și extensie a coloanei vertebrale pot fi valoroase în reducerea durerii de spate. Deși durerea sau lipsa durerii nu este neapărat un indicator al sănătății coloanei vertebrale, este totuși interesant de speculat că mișcările de flexie a coloanei vertebrale pot conferi de fapt beneficii terapeutice cu condiția ca exercițiul să nu depășească capacitatea de adaptare a țesutului.
În plus, exercițiile de flexie a coloanei vertebrale pot ajuta la îmbunătățirea flexibilității funcționale a coloanei vertebrale și prin urmare, la reducerea apariției LBP. Mai multe studii au descoperit că lipsa flexibilității coloanei în planul sagital este asociată cu o incidență crescută a LBP. S-a demonstrat că exercițiile de rezistență servesc ca o formă activă de antrenament de flexibilitate, ajutând la îmbunătățirea mobilității articulațiilor într-un interval funcțional de mișcare, iar exercițiile de flexie a coloanei vertebrale s-au dovedit că măresc mobilitatea coloanei în plan sagital. Flexibilitatea îmbunătățită asociată antrenamentului de rezistență a fost atribuită creșterii forței țesutului conjunctiv, creșterii forței musculare și îmbunătățirii învățării motorii și/sau coordonării neuromusculare. În același timp, întărirea dinamică a musculaturii de susținere și a țesutului ligamentar poate atenua hipermobilitatea coloanei vertebrale la cei afectați, care a fost, de asemenea, implicată ca o cauză a LBP. Prin urmare, se poate afirma că un program de antrenament de rezistență bine conceput, care include flexia dinamică a coloanei vertebrale, poate oferi un efect preventiv împotriva LBP. Trebuie remarcat, totuși, că unele studii nu au reușit să dezvăluie diferențe semnificative în flexibilitatea coloanei în plan sagital între subiecții fără durere și cei cu LBP și un studiu a indicat că flexibilitatea coloanei lombare este asociată cu degenerarea discului. Mai mult, nu putem determina neapărat o relație cauză/efect între un risc crescut de rănire la cei cu flexibilitate scăzută a coloanei vertebrale. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a trage concluzii pertinente asupra subiectului.
În cele din urmă, mișcările spinale bazate pe flexie ajută la optimizarea hipertrofiei mușchiului rectus abdominis. S-a demonstrat că exercițiul de crunch și variațiile sale vizează rectus abdominis într-o măsură mult mai mare decât ceilalți mușchi de bază. McGill a descoperit că o variantă a crizei a activat 50% din contracția voluntară maximă (MVC) a dreptului abdominal, dar doar 20%, 10%, 10% și 10% din MVC a oblicilor externi, oblicilor interni, transversus abdominis, și respectiv psoas major. Având în vedere că s-a observat o asociere directă între aria secțiunii transversale a mușchilor și forța musculară, hipertrofia musculară are o relevanță specifică pentru sportivii care necesită o forță de bază extinsă. Mai mult, hipertrofia musculară a lui rectus abdominis este, de asemenea, parte integrantă a aspectului estetic al musculaturii abdominale și prin urmare, este foarte dorită de culturisti și alți entuziaști de fitness.
Superioritatea hipertrofică a mișcării dinamice poate fi atribuită parțial componentei excentrice, care s-a dovedit a avea cel mai mare efect asupra promovării dezvoltării musculare. Exercițiul excentric a fost asociat cu o recrutare preferențială a fibrelor musculare cu contracție rapidă și probabil, cu recrutarea de unități motorii inactive anterior. Având în vedere că fibrele cu contracție rapidă au cel mai mare potențial de creștere, recrutarea lor ar contribui în mod necesar la creșterea mai mare a ariei secțiunii transversale a mușchilor.
Exercițiul excentric este, de asemenea, asociat cu leziuni musculare mai mari, care s-a dovedit că mediază un răspuns hipertrofic. Leziunile musculare induse de exercițiul excentric reglează expresia ARNm MyoD și a fost implicată în eliberarea diferiților factori de creștere care reglează proliferarea și diferențierea celulelor satelit.
În plus, s-a demonstrat că acțiunile musculare dinamice induc un stres metabolic semnificativ mai mare decât contracțiile statice. Mai exact, s-a demonstrat că acumularea de metaboliți precum lactat, ion de hidrogen și fosfat anorganic mediază un răspuns hipertrofic, iar unii cercetători au speculat că stresul metabolic poate fi mai important decât dezvoltarea forței în optimizarea dezvoltării musculare. Mecanismele induse de stres teoretizate pentru a crește hipertrofia musculară includ modificări ale mediului hormonal, umflarea celulelor, producția de radicali liberi și creșterea activității factorilor de transcripție orientați spre creștere. Russ a arătat că fosforilarea Akt, o protein kinază asociată cu semnalizarea căii mTOR și prin urmare, reglarea sintezei proteinelor, este semnificativ mai mare în contracțiile excentrice, comparativ cu contracțiile izometrice. Acest lucru se poate datora stresului metabolic crescut, leziunilor musculare mai mari sau unei combinații a ambelor.
Aplicații practice
Luând în considerare toți factorii, s-ar părea că exercițiile de flexie dinamică oferă un raport risc/recompensă favorabil, cu condiția ca cursanții să nu aibă leziuni ale coloanei vertebrale existente sau contraindicații asociate, cum ar fi hernia de disc, prolapsul de disc și/sau intoleranța la flexie. Cu toate acestea, mai multe avertismente trebuie luate în considerare pentru a maximiza sănătatea coloanei vertebrale. În primul rând, deoarece factorii ereditari au un impact extraordinar asupra degenerescentei discului, este dificil să se cunoască cantitatea exactă de volum, intensitate și frecvență suficiente pentru a stimula adaptările de întărire a țesuturilor moi, fără a depăși capacitatea de recuperare a coloanei vertebrale. S-a teoretizat că există o „fereastră sigură” de încărcare mecanică a țesuturilor care facilitează întreținerea sănătoasă a discurilor coloanei vertebrale. Există dovezi care susțin această teorie în ceea ce privește compresia coloanei vertebrale, totuși sunt necesare cercetări suplimentare pentru a determina dacă acest lucru se aplică altor tipuri de încărcare a coloanei vertebrale, inclusiv flexia.
Un studiu epidemiologic al lui Mundt et al. au descoperit că participarea la sporturi precum baseball, softball, golf, înot, scufundări, jogging, aerobic, sporturi cu rachetă și ridicarea greutăților nu sunt asociate cu risc crescut de hernie de disc lombară și chiar pot oferi un efect protector împotriva herniei. Kelsey şi colab. au raportat constatări similare cu privire la prolapsul discului. Multe dintre aceste sporturi implică o frecvență ridicată a mișcării coloanei vertebrale, inclusiv flexia, ceea ce pune la îndoială teoria conform căreia oamenii au un număr limitat de cicluri de flexie. Din păcate, nu există nicio modalitate de a determina când volumul și/sau intensitatea antrenamentului unui individ se încadrează în afara acestui interval și astfel, predispune coloana vertebrală la leziuni localizate de supraîncărcare.
Având în vedere că coloana vertebrală și musculatura de bază sunt încărcate în timpul exercițiilor fizice care nu sunt bazate pe aparate, cum ar fi în timpul genuflexiunilor, flotărilor, majoritatea antrenamentelor pot fi considerate „antrenament de bază”. Prin urmare, cel mai bine este să greșiți din partea precauției și să limitați cantitatea de exercițiu de flexie lombară pentru a vă asigura că țesutul rămâne în „estress” și nu devine „distressat”. Pe baza datelor actuale, autorii recomandă ca o rutină de întărire a miezului sănătos să nu depășească aproximativ 60 de repetări de cicluri de flexie lombară per sesiune de antrenament. Indivizii neantrenați ar trebui să înceapă cu un volum substanțial mai mic. O estimare conservatoare ar fi să începeți cu 2 seturi de 15 repetări și să construiți treptat toleranța.
În plus, este important să se permită odihnă suficientă între sesiunile de flexie dinamică a coloanei vertebrale. Cursul de timp al sintezei proteinelor musculare după exercițiu durează aproximativ 48 de ore. Antrenarea unui grup muscular înainte ca sinteza proteinelor să-și încheie cursul poate afecta dezvoltarea musculară și poate duce la supraantrenament localizat. Astfel, ideea că este optim să se efectueze zilnic exerciții abdominale dinamice este greșită. Deoarece discurile intervertebrale sunt slab vascularizate cu niveluri scăzute de transport al metaboliților, rata lor de remodelare este în urmă cu cea a altor țesuturi scheletice, ceea ce poate necesita un timp și mai mare pentru recuperare. Luând în considerare toți factorii, ar trebui să se acorde un minim de 48 de ore între sesiunile de exerciții dinamice de flexie a coloanei vertebrale și poate fi prudent să se acorde 72 de ore sau mai mult, în funcție de răspunsul individual.
Deși unele programe de antrenament de bază includ seturi de repetare ultra-înaltă de flexi, de exemplu seturi multiple de o sută de repetări sau mai mult, acest tip de protocol are o aplicabilitate funcțională mică. La urma urmei, când are nevoie un individ să flexeze continuu coloana vertebrală în viața de zi cu zi? Prin urmare, se recomandă ca exercițiile spinale bazate pe flexie să fie rezervate pentru îmbunătățirea forței și/sau hipertrofia musculaturii abdominale, spre deosebire de creșterea rezistenței musculare. Pentru atingerea acestui obiectiv se recomandă un interval de aproximativ 6 până la 15 repetări. Rezistența externă ar trebui utilizată atunci când este necesar pentru a provoca un răspuns la suprasarcină în acest interval de repetiție țintă. Cei care caută îmbunătățiri ale rezistenței musculare locale ar fi cel mai bine prin efectuarea de exerciții de postură statică, neutră, care sunt ținute pentru perioade lungi de timp. Orientările specifice vor varia dramatic în funcție de nevoile și abilitățile individului, dar o recomandare generală pentru persoanele neantrenate ar fi să efectueze 3-4 seturi de 10-15 secunde în mai multe planuri. Practicanții avansați care doresc creșteri ale rezistenței statice pot efectua 3-4 seturi de 60 de secunde sau mai mult în mai multe planuri, în timp ce cei avansați care doresc creșteri ale puterii statice ar putea să rămână la 10-15 secunde, dar să efectueze variații mai provocatoare sau să crească rezistența externă pentru a promova adaptarea în continuare. Sportivii care se angajează în sporturi în care exercițiul de flexie a coloanei vertebrale sau alte mișcări inerent periculoase pentru discuri, cum ar fi rotația coloanei vertebrale, sunt proeminente și volumele de cicluri de flexie și frecvențele de antrenament peste recomandările noastre, ar trebui să ia în considerare posibilitatea de a exclude exercițiul de flexie a coloanei vertebrale din rutina lor.
Tempo-ul exercițiului este un alt aspect important. Mai multe studii au arătat că repetările efectuate la o viteză de o secundă provoacă o mai mare activare musculară decât cele efectuate mai lent, iar repetările mai rapide pot recruta în mod selectiv rectus abdominis (Norris, 2001). Având în vedere principiul specificității, vitezele rapide de mișcare ar tinde, de asemenea, să aibă un transfer mai mare către activitățile atletice care necesită putere dinamică de bază, cum ar fi luptele (Iwai et al. 2008), aruncarea unei mingi de baseball, tenis, gimnastică, fotbal, înot și pistă. Cu toate acestea, o viteză crescută de repetiție ar putea supune țesuturile coloanei vertebrale la forțe excesive care pot duce la accidentări. Pentru populațiile non-atletice, riscurile de repetări mai rapide ar părea să depășească recompensele potențiale și astfel, un tempo ușor mai lent de aproximativ două secunde poate fi mai potrivit în ceea ce privește menținerea sănătății coloanei vertebrale. În ceea ce privește populațiile sportive, sunt necesare mai multe cercetări pentru a arăta dacă exercițiile de bază dinamice explozive duc la adaptări pozitive care întăresc țesuturile și previn rănirea sau dacă supun sportivul unui risc mai mare de rănire prin adăugarea de mai mult stres asupra țesuturilor.
De asemenea, este important să se ia în considerare efectele variației diurne asupra cineticii coloanei vertebrale. În timpul somnului, încărcarea discurilor este redusă, permițându-le să absoarbă mai mult lichid și să crească în volum. Lichidul este apoi expulzat pe parcursul zilei pe măsură ce apare o încărcare normală zilnică a coloanei vertebrale. Dimineața devreme, presiunea intradiscală este cu 240% mai mare decât înainte de a merge la culcare, iar tensiunile de îndoire sunt crescute la discuri cu 300% și la ligamentele arcului neural cu 80% datorită hidratării și absenței fluajului. Pe măsură ce ziua trece, discurile se umflă mai mult, devin mai rigide la compresie, devin mai elastice și mai flexibile la îndoire, afinitatea pentru apă crește și riscul de prolaps de disc scade. După doar 30 de minute de trezire, discurile pierd 54% din pierderea zilnică a înălțimii discului și a conținutului de apă și 90% în prima oră. Din acest motiv, exercițiile de flexie a coloanei vertebrale trebuie evitate în cel puțin 1 oră de la trezire. Pentru a fi conservatori, sportivii pot dori să lase cel puțin 2 ore sau mai mult înainte de a se angaja în exerciții care implică flexia coloanei vertebrale.
Există unele dovezi că exercițiile de flexie a coloanei vertebrale ar trebui, de asemenea, evitate după o intindere(decubit dorsal) prelungită. S-a demonstrat că discurile câștigă de fapt înălțime după intindere(decubit dorsal) și scade gama de mișcare a coloanei vertebrale lombare, ceea ce reduce slăbiciunea structurilor rezistente la flexie, inclusiv ligamentele și inelul posterior, crescând în același timp riscul de rănire a acestor structuri. Cu toate acestea, după cum au menționat Beach și colab. , diferențele individuale în postura de șezut conduc la variații mari în răspunsul țesuturilor. Unii indivizi câștigă de fapt gama de mișcare a coloanei vertebrale lombare din șezut, ceea ce poate crește și riscul de rănire din cauza fluajului vâscoelastic, relaxării stresului sau pierderii de lichide, ceea ce crește laxitatea articulațiilor. Având în vedere că aproximativ 50% din rigiditate este recâștigată în 2 minute de la ridicare după 20 de minute de flexie completă, pare prudent să se lase cel puțin câteva minute să treacă, poate 5 sau mai mult, înainte de a te angaja în exerciții de flexie a coloanei vertebrale după o perioadă prelungită de șezut, și să se plimbe pentru a facilita deshidratarea discului.
Concluzie
Pe baza cercetărilor actuale, este prematur să se concluzioneze că coloana vertebrală umană are un număr limitat de cicluri de îndoire. Afirmația că exercițiile dinamice de flexie sunt dăunătoare coloanei vertebrale la indivizi altfel sănătoși rămâne foarte speculativă și se bazează în mare parte pe extrapolarea datelor animale in vitro, care este de o relevanță îndoielnică pentru biomecanica coloanei vertebrale umane in vivo. Deși se pare că un număr mare de cicluri continue de îndoire pot avea în cele din urmă un efect dăunător asupra țesuturilor coloanei vertebrale, nu există dovezi că o rutină de exerciții cu volum redus, bazată pe forță, care include mișcări dinamice de flexie a coloanei vertebrale, va grăbi apariția degenerării discului și poate face ca astfel de exerciții să producă de fapt un efect benefic în ceea ce privește sănătatea discului. Contraindicațiile pentru mișcările de flexie a coloanei vertebrale ar părea aplicabile numai în ceea ce privește cei cu patologie a coloanei vertebrale existente, cum ar fi hernia/prolapsul de disc sau intoleranța la flexie.
Până în prezent, autorii nu cunosc niciun studiu care să fi investigat efectele exercițiului de flexie a coloanei vertebrale asupra coloanelor vertebrale umane in vivo. Sunt necesare cercetări suplimentare pentru a evalua atât efectele acute, cât și cele cronice ale exercițiilor dinamice de flexie a coloanei vertebrale la subiecții umani in vivo, astfel încât să se poată trage concluzii mai definitive pe această temă. Această cercetare ar trebui să includă imagistica prin rezonanță magnetică a discurilor intervertebrale pentru a evalua starea de sănătate a discului înainte și după protocoalele de flexie a coloanei vertebrale umane cu sarcini diferite, repetări, tempo și intervale de mișcare. Sperăm că această lucrare va servi la declanșarea unor noi cercetări în acest domeniu.
În ceea ce privește proiectarea programului, forța de bază și rezistența de bază vor fi realizate prin efectuarea majorității exercițiilor care nu sunt bazate pe aparate, cum ar fi genuflexiuni,deadlift și flotări. Acestea fiind spuse, exercițiile de bază direcționate pot contribui la îmbunătățirea performanței sportive, a capacității funcționale și a esteticii fizice. În concordanță cu principiul specificității, proiectarea programului de bază ar trebui să țină cont de obiectivele și abilitățile individuale ale celui care face exerciții în ceea ce privește nevoia de hipertrofie musculară, putere, forță și/sau rezistență și tipurile de acțiuni comune implicate în sportul său. O varietate de exerciții abdominale sunt necesare pentru a lucra suficient musculatura abdominală și aceste exerciții vor diferi în funcție de obiectivele de antrenament. Varietatea încărcării coloanei vertebrale este asociată cu un risc mai scăzut de patologie a coloanei vertebrale. O abordare echilibrată, multiplană a antrenamentului de bază, care încorporează o combinație de exerciții izometrice și dinamice, este garantată pentru a preveni stresul accentuat de la orice segment al coloanei vertebrale și pentru a asigura o biomecanica adecvată de stabilizare a coloanei vertebrale.
By.Bitanu-Alexandru Sebastian-Alin
Referințe:
1. Adams MA, Dolan P. (1997). Could sudden increases in physical activity cause degeneration of intervertebral discs? Lancet, 6;350(9079):734-5.
2. Adams, M.A., Dolan, P., & Hutton, W.C. 1987. Diurnal variations in the stresses on the lumbar spine. Spine, 12 (2), 130–37.
3. Adams A, Dolan P, Hutton W, Porter R Diurnal changes in spinal mechanics and their clinical significance. The Journal of Bone and Joint Surgery 1990;72B:266-70.
4. Adams MA, Dolan P. Time-dependent changes in the lumbar spine’s resistance to bending. Clin Biomech 1996;11:194–200.
5. Adams MA, McNally DS, Dolan P. (1996). Stress distribution inside intervertebral discs: the effects of age and degeneration. Bone Jt Surg 78: 965-72.
6. Adams MA, Hutton WC. (1983).The effect of posture on the fluid content of lumbar intervertebral discs. Spine, 8:665–71.
7. Adams MA, Hutton WC. The effect of posture on diffusion into lumbar intervertebral discs. J. Anat. 1986. (147) 121-134.
8. Adams MA, May S, Freeman BJ, Morrison HP, Dolan P. (2000a) Mechanical initiation of intervertebral disc degeneration. Spine. 25(13), 1625-36.
9. Adams MA, Stefanakis M, Dolan P. Healing of a painful intervertebral disc should not be confused with reversing disc degeneration: implications for physical therapies for discogenic back pain. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2010 Dec;25(10):961-71
10. Alini M, Eisenstein SM, Ito K, Little C, Kettler AA, Masuda K, Melrose J, Ralphs J, Stokes I, Wilke HJ. (2008). Are animal models useful for studying human disc disorders/degeneration? Eur Spine J. 17(1):2-19
11. Althoff I, Brinckmann P, Frobin W, Sandover J, Burton K. An improved method of stature measurement for quantitative determination of spinal loading. Spine 1992;17:68293.
12. Arjmand N, Shirazi-Adl A. Role of intra-abdominal pressure in the unloading and stabilization of the human spine during static lifting tasks. Eur Spine J. 2006 Aug;15(8):1265-75.
13. Axler CT, McGill SM. (1997). Low back loads over a variety of abdominal exercises: searching for the safest abdominal challenge. Med Sci Sports Exerc.; 29(6):804-11.
14. Barbosa AR, Santarém JM, Filho WJ, Marucci Mde F. Effects of resistance training on the sit-and-reach test in elderly women. J Strength Cond Res. 2002 Feb;16(1):14-8.
15. Battié MC, Videman T. Lumbar disc degeneration: epidemiology and genetics. J Bone Joint Surg Am. 2006 Apr;88 Suppl 2:3-9
16. Battié MC, Videman T, Kaprio J, Gibbons LE, Gill K, Manninen H, Saarela J, Peltonen L. The Twin Spine Study: contributions to a changing view of disc degeneration. Spine J. 2009 Jan-Feb;9(1):47-59.
17. Battié MC, Videman T, Gibbons LE, Manninen H, Gill K, Pope, M, and Kaprio J. (2002). Occupational driving and lumbar disc degeneration: a case-control study. Lancet. 360:1369-74.
18. Beach TA, Parkinson RJ, Stothart JP, Callaghan JP. Effects of prolonged sitting on the passive flexion stiffness of the in vivo lumbar spine. Spine J. 2005;5(2):145–154.
19. Boden SD, Davis DO, Dina TS, Patronas NJ, Wiesel SW: (1990). Abnormal magneticresonance scans of the lumbar spine in asymptomatic subjects. A prospective investigation. J Bone JointSurg [Am], 72:403-408.
20. Boos N, Rieder R, Schade V, Spratt KF, Semmer N, Aebi M. (1995). 1995 Volvo Award in clinical sciences. The diagnostic accuracy of magnetic resonance imaging, work perception, and psychosocial factors in identifying symptomatic disc herniations. Spine, 20:2613-2625.
21. Boos N, Weissbach S, Rohrbach H, Weiler C, Spratt KF, Nerlich AG. Classification of age-related changes in lumbar intervertebral discs. Spine. 2002;27:2631-44.
22. Boxberger J, Orlansky A, Sen S, Elliot D. Reduced nucleus pulposus glycosaminoglycan content alters intervertebral disc dynamic viscoelastic mechanics. J Biomech. 2009. 42(12) 1941-46.
23. Boyle, M. Advances in Functional Training: Training Techniques for Coaches, Personal Trainers and Athletes. On Target Publications, 2010, p. 88
24. Brickley-Parsons D, Glimcher MJ. Is the chemistry of collagen in intervertebral discs an expression of Wolff’s Law? A study of the human lumbar spine. Spine, 9:148–163, 1984
25. Bridges CR, Clark BJ, Hammond RL, Stephenson LW. (1991). Skeletal muscle bioenergetics during frequency dependent fatigue. American Journal of Physiology, 1260 (Cell Physiol. 29):C643 C651.
26. Broberg KB (1983) On the mechanical behaviour of intervertebral discs. Spine 8:151165
27. Buckwalter J.A., (1995). Aging and degeneration of the human intervertebral disc, Spine, 20 1307–1314
28. Burton, A. K., Tillotson, K. M. and Troup, D. G. (1989). Variations in lumbar sagittal mobility with low back trouble. Spine 14(3): 584-590
29. Busscher I, Ploegmakers JJ, Verkerke GJ, Veldhuizen AG. Comparative anatomical dimensions of the complete human and porcine spine. Eur Spine J. 2010 Jul;19(7):110414.
30. Callaghan JP, McGill SM. (2001a). Intervertebral disc herniation: studies on a porcine model exposed to highly repetitive flexion/extension motion with compressive force. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2001 16(1):28-37.
31. Callaghan JP, McGill SM. (2001b). Low back joint loading and kinematics during standing and unsupported sitting. Ergonomics, 44:280–94.
32. Cholewicki J, Ivancic P, Radebold A. (2002) Can increased intra-abdominal pressure in humans be decoupled from trunk muscle co-contraction during steady state isometric exertions ? Eur J Appl Physiol. 87 : 127-133.
33. Chow JW, Shim JH, Lim YT. Lower trunk muscle activity during the tennis serve. J Sci Med Sport. 2003 Dec;6(4):512-8.
34. DeWald RL (ed): Spinal Deformities: The Comprehensive Text. New York, Thieme , 2003, p. 213
35. Drake JD, Aultman CD, McGill SM, Callaghan JP. The influence of static axial torque in combined loading on intervertebral joint failure mechanics using a porcine model. Clin Biomech, 2005. 20(10)1038-45.
36. Drake JD and Callaghan JP. Intervertebral neural foramina deformation due to two types of repetitive combined loading. Clin Biomech. 2009. 24(1)1-6.
37. Dvorak, J., Panjabi, M. M., Novotny, J. E., Chang, D. G. and Grob, D. (1991). Clinical validation of functional flexion-extension roentgenograms of the lumbar spine. Spine 16(8): 943-950.
38. Elnagger IM, Nordin M, Sheikhzadeh A, Parnianpour M, Kahanovitz N. Effects of spinal flexion and extension exercises on low-back pain and spinal mobility in chronic mechanical low-back pain patients. Spine, 1991. 16(8):967-72.
39. Eyre DR, Muir H. Quantitative analysis of types I and II collagens in human intervertebral discs at various ages. Biochim Biophys Acta. 1977 May 27;492(1):29-42.
40. Fahrni, W. H. & Trueman, G. E. (1965). Comparative radiological study of the spines of a primitive population with North Americans and Northern Europeans. Journal of Bone and Joint Surgery 47B, 552-555.
41. Farthing, J. P. & Chilibeck, P. D. (2003). The effects of eccentric and concentric training at different velocities on muscle hypertrophy. European Journal of Applied Physiology, 89(6), 578-586. 42. Fitts, R.H., McDonald, K.S., Schluter, J.M. The determinants of skeletal muscle force and power: Their adaptability with changes in activity pattern. J. Biomech. 24:111–122. 1991
43. França FR, Burke TN, Hanada ES, Marques AP. Segmental stabilization and muscular strengthening in chronic low back pain: a comparative study. Clinics (Sao Paulo). 2010;65(10):1013-7.
44. Frymoyer JW. Epidemiology. In: Frymoyer JW, Gordon SL eds. New Perspectives in Low Back Pain. Park Ridge, IL: American Academy of Orthopaedic Surgeons; 1989;1934.
45. Gadeken, SB (1999). Off-season strength, power, and plyometric training for Kansas State volleyball. Strength Cond. J. 21(6):49–55. 1999
46. Gainor BJ, Hagen RJ, Allen WC. Biomechanics of the spine in the polevaulter as related to spondylolysis. Am J Sports Med. 1983 Mar-Apr;11(2):53-7.
47. Haddad, F., & Adams, G. R. (2002). Selected contribution: acute cellular and molecular responses to resistance exercise. Journal of Applied Physiology, 93, 394–403
48. Haughton VM, Schmidt TA, Keele K, An HS, Lim TH. Flexibility of lumbar spinal motion segments correlated to type of tears in the annulus fibrosus. J Neurosurg 2000;92:81–6.
49. Higbie, E. J., Cureton, K. J., Warren, G. L. 3rd., & Prior, B. M. (1996). Effects of concentric and eccentric training on muscle strength, cross-sectional area, and neural activation. Journal of Applied Physiology, 81(5), 2173-2181.
50. Holm S, Nachemson A. Variations in the nutrition of the canine intervertebral disc induced by motion. Spine (Phila Pa 1976). 1983 Nov-Dec;8(8):866-74.
51. Holm S, Nachemson A: Nutritional changes in the canine intervertebral disc after spinal fusion. Clin Orthop 1982, 169:243-258.
52. Horner HA, Urban JP. (2001). 2001 Volvo Award Winner in Basic Science Studies: Effect of nutrient supply on the viability of cells from the nucleus pulposus of the intervertebral disc. Spine (Phila Pa 1976). 1;26(23):2543-9.
53. Hortobágyi, T., Barrier, J., Beard, D., Braspennincx, J., & Koens, J. (1996). Greater initial adaptations to submaximal muscle lengthening than maximal shortening. Journal of Applied Physiology, 81(4), 1677-1682.
54. Iwai K, Okada T, Nakazato K, Fujimoto H, Yamamoto Y, Nakajima H. Sport-specific characteristics of trunk muscles in collegiate wrestlers and judokas. J Strength Cond Res. 2008 Mar;22(2):350-8.
55. Jackson, AR and Gu, WY. Transport properties of cartilaginous tissues. Current Rheumatology Reviews. 2009. 5:40-50.
56. Jacobs, P. (1987). The overhand baseball pitch. A kinesiological analysis and related strength-conditioning programming. NSCA Journal, 9(1), 5-13, 78-79
57. Jensky, N. E., Sims, J. K., Dieli-Conwright, C. M., Sattler, F. R., Rice, J. C., & Schroeder, E. T. (2010). Exercise does not influence myostatin and follistatin messenger RNA expression in young women. Journal of Strength and Conditioning Research, 24(2), 522-30.
58. Kelsey JL, Githens PB, O’Conner T, Weil U, Calogero JA, Holford TR, White AA 3rd, Walter SD, Ostfeld AM, Southwick WO. Acute prolapsed lumbar intervertebral disc: an epidemiologic study with special reference to driving automobiles and cigarette smoking. Spine. 1984;6:608–13.
59. Larson J, Levicoff E, Gilbertson L, Kang J. Biologic modification of animal models of intervertebral disc degeneration. The Journal of Bone and Joint Surgery, 2006. (88)83-87.
60. Lawrence, JS. The epidemiology of rheumatic diseases. In: Textbook of the Rheumatic Disease. Edited by WSC Copeman, Edinburgh, Churchill Livingstone, 1969: 163-81.
61. Leivseth G, Drerup B. Spinal shrinkage during work in a sitting posture compared to work in a standing posture. Clin Biomech 1997; 12:409–18.
62. Li, SZ, Hu, YG, and Chen, PX. (1994). Study on the collagen on the different regions of disc and different sigmental disc. Zhonghua Wai Ke Za Zhi (Chinese Journal of Surgery). 32(11):670-2.
63. Lotz JC. Animal models of intervertebral disc degeneration: lessons learned. Spine, 2004. 29(23) 2742-50.
64. Lotz JC, Hsieh AH, Walsh AL, Palmer EI, Chin JR. (2002). Mechanobiology of the intervertebral disc. Biochem Soc Trans. 30(Pt 6):853-8.
65. Luoma K, Riihimäki H, Raininko R, Luukkonen R, Lamminen, A, Viikari-Juntura E. (1998). Lumbar disc degeneration in relation to occupation. Scand J Work Environ Health. 24: 358−366
66. Luoma K, Riihimaki H, Luukkonen R, Raininko R, Viikari-Juntura E, Lamminen A. Low back pain in relation to lumbar disc degeneration. Spine. 2000;25:487–492.
67. MacDougall, J. D., Gibala, M. J., Tarnopolsky, M. A., MacDonald, J. R., Interisano, S. A., & Yarasheski, K. E. (1995). The time course for elevated muscle protein synthesis following heavy resistance exercise. Canadian Journal of Applied Physiology, 20(4), 480-486.
68. Magnusson SP, Constantini NW, McHugh MP, Gleim GW. Strength profiles and performance in Masters’ level swimmers. Am J Sports Med. 1995 Sep-Oct;23(5):626-31.
69. Maroudas A, Stockwell RA, Nachemson A, Urban J. (1975) Factors involved in the nutrition of the human lumbar intervertebral disc: cellularity and diffusion of glucose in vitro. J Anat 120:113-30. 70. Marshall LW, & McGill SM. (2010) The role of axial torque in disc herniation. Clinical Biomechanics. 25(1), 6-9.
71. Martin MD, Boxell CM, Malone DG. (2002). Pathophysiology of lumbar disc degeneration: a review of the literature. Neurosurg Focus. 15;13(2):E1.
72. Maughan, R. J., Watson, J. S., Weir, J. (1983). Strength and cross-sectional area of human skeletal muscle. Journal of Physiology, 338, 37-49.
73. Mayer, T., Tencer, A., Kristiferson, S. and Mooney, V. (1984). “Use of noninvasive techniques for quantification of spinal range-of-motion in normal subjects and chronic low back dysfunction patients.” Spine 9(6): 588-595.
74. McGill, SM. (2010). Core Training: Evidence Translating to Better Performance and Injury Prevention. Strength and Conditioning Journal. Vol 32(3):33-45
75. McGill SM, Brown S. Creep response of the lumbar spine to prolonged full flexion. Clin Biomech 1992; 7:43–6.
76. McGill SM. (2002) Low Back Disorders. Human Kinetics; Champagne, Illinois. p. 105.
77. McKenzie R, Donelson R. Mechanical diagnosis and therapy for low back pain. Toward a better understanding. In: Weisel SW, Weinstein JN, Herkowitz H, et al. eds. The Lumbar Spine. 2nd ed. Philadelphia, PA: W. B. Saunders; 1996;998–1011.
78. McHugh, M. P., Connolly, D. A., Eston, R. G., & Gleim, G. W. (2000). Electromyographic analysis of exercise resulting in symptoms of muscle damage. Journal of Sport Sciences, 18(3), 163-72.
79. Miller J, Schmatz C, Schultz A. Lumbar disc degeneration: Correlation with Age, Sex, and Spine Level in 600 Autopsy Specimens. Spine. 1988;13:173–178.
80. Mookerjee S, Ratamess NA. Comparison of strength differences and joint action durations between full and partial range-of-motion bench press exercise. J Strength Cond Res. 1999;13:76-81
81. Moore RJ. The vertebral endplate: disc degeneration, disc regeneration. Eur Spine J. 2006; 15(S3):S333–S337.
82. Mundt DJ, Kelsey JL, Golden AL, Panjabi MM, Pastides H, Berg AT, Sklar J, Hosea T. An epidemiologic study of sports and weight lifting as possible risk factors for herniated lumbar and cervical discs. Am J Sports Med. 1993;21:854–60.
83. Nachemson, A., Lewin, T., Maroudas, A. & Freeman, MAR. (1970). In vitro diffusion of dye through the end-plates and the annulus fibrosus of human intevertebral discs. Acta orthopaedica scandinavica 41, 589-607.
84. Nardone, A., Romanò, C., & Schieppati, M. (1989). Selective recruitment of highthreshold human motor units during voluntary isotonic lengthening of active muscles. Journal of Physiology, 409, 451-71.
85. Nardone, A., & Schieppati, M. (1988). Shift of activity from slow to fast muscle during voluntary lengthening contractions of the triceps surae muscles in humans. Journal of Physiology, 395, 363-381
86. Norris, CM (1993). Abdominal muscle training in sport. British Journal of Sports Medicine, 27(1), 19-27.
87. Norris CM. Functional load abdominal training: part 1. Phys There Sports 2001;2:29–39
88. Ong A, Anderson J, Roche J. A pilot study of the prevalence of lumbar disc degeneration in elite athletes with lower back pain at the Sydney 2000 Olympic Games. Br J Sports Med. 2003;37(3): 263–6.
89. Pearcy, M. J. (1985). “Stereo radiography of lumbar spine motion.” Acta Orthopaedica Scandinavica 212: 1-45.
90. Pearcy MJ, Tibrewal SB. Lumbar intervertebral disc and ligament deformations measured in vivo. Clin Orthop Relat Res. 1984;191:281–286.
91. Peltonen JE, Taimela S, Erkintalo M, Salminen JJ, Oksanen A, Kujala UM. Back extensor and psoas muscle cross-sectional area, prior physical training, and trunk muscle strength: a longitudinal study in adolescent girls. Eur J Appl Physiol 1998;77:66–71
92. Porter RW, Adams MA, Hutton WC. (1989). Physical activity and the strength of the lumbar spine. Spine 14:201-03.
93. Postacchini F: Management of lumbar spinal stenosis. J Bone Joint Surg (Br) 78:154164, 1996
94. Rae, P., Venner, R. M. and Waddell, G. (1981). “A simple clinical technique of measuring lumbar flexion.” Journal Royal College of Surgeons 29(281-284).
95. Reilly, T., Tyrrell, A., Troup, J.D.G., 1984. Circadian variation in human stature. Chronobiology International 1, 121–126.
96. Revel M. Rehabilitation of low back pain patients. Revue du Rhumatisme, 1995. 62(1) 35-44.
97. Rodacki NCL, Rodacki LFA, Ugrinowitsch C, Zielenski D, Budal da Costa R. Spinal unloading after abdominal exercises. Clin Biomech, 2008. 23(1) 8-14.
98. Rohlmann A, Bauer L, Zander T, Bergmann G, Wilke HJ. Determination of trunk muscle forces for flexion and extension by using a validated finite element model of the lumbar spine and measured in vivo data. J Biomech. 2006;39:981–989
99. Rohlmann A, Zander T, Schmidt H, Wilke HJ, Bergmann G. Analysis of the influence of disc degeneration on the mechanical behaviour of a lumbar motion segment using the finite element method. J Biomech. 2006;39(13):2484-90.
100. Roig M, O’Brien K, Kirk G, Murray R, McKinnon P, Shadgan B, Reid WD. The effects of eccentric versus concentric resistance training on muscle strength and mass in healthy adults: a systematic review with meta-analysis. Br J Sports Med 2009(43)556558.
101. Rooney, K. J., Herbert, R. D., & Balnave, R. J. F. (1994). Fatigue contributes to the strength training stimulus. Medicine and Science in Sports and Exercise. 26(9), 11601164.
102. Rubin L, Schweitzer S. The use of acellular biologic tissue patches in foot and ankle surgery. Clin Podiatr Med Surg. 2005 Oct;22(4):533-52
103. Ruff C, Holt B, Trinkaus E. Who’s afraid of the big bad Wolff?: “Wolff’s law” and bone functional adaptation. Am J Phys Anthropol. 2006 Apr;129(4):484-98.
104. Russ DW. (2008). Active and passive tension interact to promote Akt signaling with muscle contraction. Med Sci Sports Exerc. 40(1):88-95.
105. Sands WA, McNeal JR. (2002). A kinematic comparison of four abdominal training devices and a traditional abdominal crunch. J Strength Cond Res. 2002 Feb;16(1):135
106. Santos E, Rhea MR, Simão R, Dias I, de Salles BF, Novaes J, Leite T, Blair JC, Bunker DJ. Influence of moderately intense strength training on flexibility in sedentary young women. J Strength Cond Res. 2010 Nov;24(11):3144-9.
107. Sowa G and Agarwal S. (2008) Cyclic tensile stress exerts a protective effect on intervertebral disc cells. Am J Phys Med Rehabil. 87(7): 537-44.
108. Scannell J and McGill SM. Disc prolapse: evidence of reversal with repeated extension. Spine, 2009. 34(4) 344-50.
109. Schoenfeld, BJ. (2010). The mechanisms of muscle hypertrophy and their application to resistance training. J Strength Cond Res 24(10): 2857-2875,
110. Schott, J., McCully, K., & Rutherford, O. M. (1995). The role of metabolites in strength training. II. Short versus long isometric contractions. European Journal of Applied Physiology, 71, 337–41. 31 ACCEPTED FOR PUBLICATIONRUNNING HEAD: Spinal Flexion
111. Schuler, L, Cosgrove, A. The New Rules of Lifting for Abs: A Myth-Busting Fitness Plan for Men and Women Who Want a Strong Core and a Pain-Free Back. Avery; New York, 2010, p. 20.
112. Schuenke M, Schulte E, Schumacher U. Atlas of Anatomy: General Anatomy and Musculoskeletal System New York, NY: Thieme, 2006, p. 93
113. Shepstone, T. N., Tang, J. E., Dallaire, S., Schuenke, M. D., Staron, R. S., Phillips, S. M. (2005). Short-term high- vs. low-velocity isokinetic lengthening training results in greater hypertrophy of the elbow flexors in young men. Journal of Applied Physiology, 98(5):1768-1776.
114. Shinohara, M., Kouzaki, M., Yoshihisa T., & Fukunaga T. (1998). Efficacy of tourniquet ischemia for strength training with low resistance. European Journal of Applied Physiology, 77, 189–191.
115. Singh, K., Masuda K, Thonar E, An H, and Cs-Szabo G. (2009) Age related changes in the extracellular matrix of nucleus pulposus and annulus fibrosus of human intervertebral disc. Spine 34(1): 10-16.
116. Skrzypiec D, Tarala M, Pollintine P, Dolan P, Adams MA. (2007). When are intervertebral discs stronger than their adjacent vertebrae? Spine (Phila Pa 1976). 15;32(22):2455-61.
117. Smith, R. C, & Rutherford, O. M. (1995). The role of metabolites in strength training. I. A comparison of eccentric and concentric contractions. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 71(4), 332-336. 32 ACCEPTED FOR PUBLICATIONRUNNING HEAD: Spinal Flexion
118. Sternlicht E, Rugg S. (2003). Electromyographic analysis of abdominal muscle activity using portable abdominal exercise devices and a traditional crunch. J Strength Cond Res. 2003 Aug;17(3):463-8.
119. Stokes IA, Iatridis JC. (2004). Mechanical conditions that accelerate intervertebral disc degeneration: overload versus immobilization. Spine, 1;29(23):2724-32
120. Stokes IA, Gardner-Morse MG, Henry SM. Intra-abdominal pressure and abdominal wall muscular function: Spinal unloading mechanism. Clin Biomech (Bristol, Avon). 2010 Nov;25(9):859-66
121. Swärd L, Hellström M, Jacobsson B, Nyman R, Peterson L.. Disc degeneration and associated abnormalities of the spine in elite gymnasts. A magnetic resonance imaging study. Spine. 1991;16(4):437–43.
122. Takarada, Y., Takazawa., H, Sato, Y., Takebayashi, S., Tanaka, Y., & Ishii, N. (2000b). Effects of resistance exercise combined with moderate vascular occlusion on muscular function in humans. Journal of Applied Physiology, 88(6), 2097-2106.
123. Tall RL, DeVault W. Spinal injury in sport: epidemiologic considerations. Clin Sports Med. 1993;12(3):441–8.
124. Tampier C, Drake JD, Callaghan JP, McGill SM. (2007). Progressive disc herniation: an investigation of the mechanism using radiologic, histochemical, and microscopic dissection techniques on a porcine model. Spine (Phila Pa 1976). 1;32(25):2869-74. 33 ACCEPTED FOR PUBLICATIONRUNNING HEAD: Spinal Flexion
125. Thomas TR, Ridder MB. (1989). Resistance exercise program effects on abdominal function and physique. J Sports Med Phys Fitness. 29(1):45-8.
126. Togari, H. and Asami, T. (1972). A study of throw-in training in soccer. Proceedings of the Department of Physical Education (College of General Education, University of Tokyo), 6, 33–8.
127. Toigo, M., & Boutellier, U. (2006). New fundamental resistance exercise determinants of molecular and cellular muscle adaptations. European Journal of Applied Physiology, 97(6), 643-663
128. Tsuji H, Hirano N, Ohshima H, Ishihara H, Terahata N, Motoe T. Structural variation of the anterior and posterior anulus fibrosus in the development of human lumbar intervertebral disc. A risk factor for intervertebral disc rupture. Spine 18:204–210, 1993
129. Urban, JPG, Holm, S, Maroudas, A, & Nachemson, A. (1982). Nutrition of the intervertebral disc: effect of fluid flow on solute transport. Clinical Orthopaedics 170, 296.
130. Urban JP, McMullin JF. Swelling pressure of the lumbar intervertebral discs: influence of age, spinal level, composition, and degeneration. Spine 1988; 13: 179-87.
131. Urban JP, Roberts S. (2003). Degeneration of the intervertebral disc. Arthritis Res Ther. 5(3):120-30. 34 ACCEPTED FOR PUBLICATIONRUNNING HEAD: Spinal Flexion
132. Urban J.P., Smith S., Fairbank J.C. (2004). Nutrition of the intervertebral disc. Spine 29, 2700–2709
133. Van der Veen A, Mullender M, Smit T, Kingma I, Van Dieen J. Flow-related mechanics of the intervertebral disc: the validity of an in vitro model. Spine, 2005. 30(18) E5340-E539.
134. Varlotta GP, Brown MD, Kelsey JL, Golden AL. Familial predisposition for herniation of a lumbar disc in patients who are less than twenty-one years old. J Bone Joint Surg Am. 1991;73:124–128.
135. Vera-Garcia FJ, Flores-Parodi B, Elvira JL, Sarti MA. (2008). Influence of trunk curl-up speed on muscular recruitment. J Strength Cond Res. 22(3):684-90.
136. Videman T, Nurminen M, Troup JD. (1990). 1990 Volvo Award in clinical sciences. Lumbar spinal pathology in cadaveric material in relation to history of back pain, occupation, and physical loading. Spine. 15:728–40.
137. Videman T, Battié MC, Gibbons LE, Manninen H, Gill K, Fisher LD, Koskenvuo M.. Lifetime exercise and disk degeneration: an MRI study of monozygotic twins. Med Sci Sports Exerc. 1997;29(10):1350–6.
138. Vierck, J., O’Reilly, B., Hossner, K., Antonio, J., Byrne, K., Bucci, L., & Dodson, M. (2000). Satellite cell regulation following myotrauma caused by resistance exercise. Cell Biology International, 24(5), 263-272. 35 ACCEPTED FOR PUBLICATIONRUNNING HEAD: Spinal Flexion
139. Walker J III, El Abd O, Isaac Z, Muzin S. Discography in practice: a clinical and historical view. Curr Rev Musculoskelet Med. 2008 June; 1(2): 69–83.
140. Wiesel SW, Tsourmas N, Feffer HL, Citrin CM, Patronas N.. (1984). A study of computer-assisted tomography. I. The incidence of positive CAT scans in an asymptomatic group of patients. Spine, 9:549–51.
141. Wilke HJ, Neef P, Caimi M, Hoogland T, Claes L. New intradiscal pressure measurements in vivo during daily activities. Spine. 1999;24:755–762.
142. Wilke HJ, Rohlmann A, Neller S, Schultheiss M, Bergmann G, Graichen F, Claes LE. Is it possible to simulate physiologic loading conditions by applying pure moments? A comparison of in vivo and in vitro load components in an internal fixator. Spine. 2001;26(6):636–642
143. Wilke HJ, Wolf S, Claes LE, Arand M, Wiesand A. Influence of varying muscle forces on intradiscal pressure: an in vitro study. J Biomech, 1996. 29(4)549-55.
144. Wilke HJ, Wolf S, Claes LE, Wiesend A. Stability increase of the lumbar spine with different muscle groups. Spine. 1995;20(2):192–198.
145. Wilson F, Gissane C, Gormley J, Simms C. A 12-month prospective cohort study of injury in international rowers. Br J Sports Med. 2010 Feb;44(3):207-14
146. Wuertz K, Godburn K, MacLean JJ, Barbir A, Donnelly JS, Roughley PJ, Alini M, Iatridis JC. In vivo remodeling of intervertebral discs in response to short- and longterm dynamic compression. J Orthop Res. 2009. 27(9):1235-42. 36 ACCEPTED FOR PUBLICATIONRUNNING HEAD: Spinal Flexion
147. Yingling VR, Callaghan JP, and McGill, SM. (1999). The porcine cervical spine as a reasonable model of the human lumbar spine: an anatomical, geometric, and functional comparison, J. Spinal Disorders 12, 415–423
148. Zander T, Rohlmann A, Calisse J, Bergmann G. Estimation of muscle forces in the lumbar spine during upper-body inclination. Clin Biomech, 2001. 16 Suppl 1: S73-80.