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組織受損及傷害的原理及過程

已更新:2022年2月19日








身體的肌肉、骨骼、筋膜等等的主動即被動組織,會隨著時間及壓力的方向漸漸地改變結構。著個過程可能慢到我們不易察覺,但卻是許多急性或慢性傷害的元兇。此篇文章將討論肌肉組織活動與受損的關係 (I=NF/AR)、受傷循環 (Injury Cycle)、以及不同狀況下組織的功能性比較 (Single-Loop Negative Feedback Control System)。



我們的身體隨時都在適應

許多讀者或許會好奇,為甚麼我的駝背無法靠我的意志力控制,即使當下努力地將脊椎打直,過一陣子又會不由自主地回到不良姿勢,又或者為甚麼會有"骨刺"的發生。這些皆源自於肌肉骨骼筋膜組織的適應以及不正常生長。


以骨骼為例,骨骼會朝著壓力需求的方向做生長,此定律稱為沃夫定律(Wolff's Law),這就解釋了當骨骼長時間承受著不正常壓力時,他會為了保護自己而因應壓力方向生長出新的骨骼組織,這就是骨質增生 (exostosis),而骨刺即為其中一種。


肌肉筋膜也是一樣,當身體因為外在或內在因素長期處於一個不成長的姿勢底下時,肌肉筋膜的結締組織為了適應壓力就會朝著不正常的方向生成。這樣不正常生長的結果就會造成結締組織向四處亂長,進而為這些不良姿勢定型。甚至會有新的疤痕組織來代替原有健康組織而形成纖維化 (Fibrosis)。


而這接筋膜組織形成的時間非常久,從數月到數年不等,這就是為甚麼不良的姿勢都是不知不覺中長久形成,但卻不容易改善的原因。





組織損害與日常活動的關係

為了讓讀者能更容易了解日常習慣與身體組織損害的關係,筆者在這邊分享一個簡單的小公式 - I=NF/AR:

I: 組織損傷程度 (Insult to the tissues)

N: 動作的重複度 (Number of repetitions)

F: 動作的力度 (Force of each repetition)

A: 動作的幅度 (Amplitude of each repetition)

R: 休息時間 (Relaxation time btw repetitions)


簡而言之,組織受傷的程度與動作的重複次數和動作力度成正比,但和動作幅度與休息時間成反比。其實是一個非常簡單的道理,舉例,當一位工程師一天在電腦前面坐10 小時,我們專注於他的髖關節,髖關節將成90度彎曲10 小時。因此:


N: 動作重複度極大,因為髖關節在10小時內維持一樣動作。

F: 動作力度看似不大,卻是在極為不正常的壓力下持續十小時,對於組織來說力度是非常大的。

A:動作幅度不大,10 小時內維持相似動作。

R: 假設工作間並沒有起來走動,則休息時間為零。


由此可輕易理解職業傷害或運動傷害的發生原因,而我們自我的簡易解決方法也可以從公式上來看:

- 必須減少動作重複度和增加動作幅度:儘量多起來走動或伸展,或甚至站著工作。

- 增加動作力度:可以每天去做一些重量訓練來平衡工作的壓力。

- 增加休息時間:等同第一點,吃好,睡好,運動。




受傷循環 (Injury Cycle)

受傷循環解釋了我們受傷的因果,也解釋了習慣性受傷的原因,以及為何受傷後要好好的復健以及恢復。下圖為筆者認為的Injury Cycle:




通常此循環從受到不正常壓力開始 (abnormal loading),可能是外在壓力例如載到別人腳,或者內在壓力如本身肌力不夠,當壓力到達一定程度後就會造成急性或慢性受傷;受傷後的發炎反應伴隨著紅腫熱痛,會去抑制肌肉的發力,此現象為關節誘發肌肉抑制 (Arthromyogenic Inhibition)。例子為當我們扭到膝關節前十字韌帶後初期股四頭肌會非常弱而導致膝蓋無法打直。

當我們都不動也不復健,組織就會開始沾黏以及纖維化,進而導致組織長久失去正常功能。當特定組織失去正常功能即會造成作用肌與拮抗肌、甚至左右側的不平衡,此時代償作用出現,別的肌肉或關節需要分擔更大的壓力來完成特定動作。這時候循環就回到了第一個Abnormal Loading。


復健 (Secondary Injury Prevention)的功能就是確保我們在組織修復的過程是完善且有效率的,因此避免傷害循環第二次的發生。而傷害預防 (Primary Injury Prevention)則是近我們最大努力去避免受傷循環的發生。



組織在不同情形下功能性比較

這邊筆者使用了一個圖稱為Single-Loop Negative Feedback Control System來簡單分享組織在不同情形下對於相同動作的完成度。下圖:





藍線為正常肌肉黃線為用力收縮的肌肉紅線為受傷後的肌肉。相較於正常肌肉,用力過度的肌肉雖然可以在較快時間達到目標動作 (較早到達黑線) ,但卻缺少精準度 (震幅較大而不一致)。而受傷的肌肉則是需要更多的力氣以及更久時間的才能完成目標動作。


這解釋了當肌肉沒有學好一個動作模式,或者肌肉受傷時,都會增加完成目標動作的困難度。特定肌肉無法完成他該完成的動作,則會過度疲勞,過產生代償。這就是傷害發生以及習慣性受傷的原因。




Edward



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