ท่าวิดพื้นรูปแบบต่างๆ: แรงเค้นต่อข้อไหล่กับการกระตุ้นกล้ามเนื้อ

การปรับเปลี่ยนมุมของลำตัว ตำแหน่งการวางมือ และจังหวะความเร็วของการเคลื่อนไหวระหว่างการดันพื้นด้วยน้ำหนักตัว จะส่งผลต่อการกระตุ้นกล้ามเนื้อ pectoralis major และ triceps brachii อย่างมีนัยสำคัญ ควบคู่ไปกับการเปลี่ยนภาระทางกลศาสตร์ที่กระทำต่อข้อต่อกลีโนฮิวเมอรัล (glenohumeral joint) แม้ว่าการวางมือในตำแหน่งแคบและการยกเท้าให้สูงขึ้นจะช่วยเพิ่มการทำงานของกล้ามเนื้อเป้าหมาย แต่การวางมือกว้างเกินไปและการยื่นกระดูกสะบักไปข้างหน้ามากเกินไปก็สามารถเพิ่มแรงเฉือนต่อแคปซูลข้อต่อด้านหน้าและลดช่องว่างใต้แนวกระดูกสะบัก (subacromial space) ได้ [1, 10, 11, 14]

มุมของลำตัวและการกระจายน้ำหนักภายนอก

มุมของลำตัวเมื่อเทียบกับพื้นเป็นตัวกำหนดสัดส่วนของน้ำหนักตัวที่แขนส่วนบนต้องแบกรับ ในการวิดพื้นท่ามาตรฐานบนพื้นราบ ผลการวิเคราะห์ด้วยแผ่นวัดแรง (force plate) แสดงให้เห็นว่าร่างกายส่วนบนต้องรับน้ำหนักประมาณ 64% ของน้ำหนักตัวทั้งหมดเมื่อเหยียดข้อศอกสุด และขึ้นไปแตะระดับสูงสุดที่ประมาณ 75% ของน้ำหนักตัว ณ จุดต่ำสุดที่มีการงอข้อศอก 90 องศา [1] การยกระดับมือขึ้นเป็นมุมเอียง 45 องศา (incline) จะลดแรงปฏิกิริยาจากพื้นลงเหลือประมาณ 40% ของน้ำหนักตัว ซึ่งช่วยลดภาระโดยรวมต่อข้อต่อ [1]

ในทางกลับกัน การยกเท้าขึ้นในท่า decline push-up ทำมุม 45 องศา จะเพิ่มภาระต่อกล้ามเนื้อ anterior deltoid ประมาณ 30% เมื่อเทียบกับตำแหน่งราบ [1] ส่วนรูปแบบขั้นสูงที่ใช้แขนข้างเดียวหรือการฝึกบนพื้นผิวที่ไม่มั่นคงจะยิ่งเพิ่มแรงกระทำมากขึ้น โดยท่า archer push-up จะถ่ายเทน้ำหนักตัวสูงถึง 80% ไปยังแขนข้างที่ออกแรง ขณะที่การวิดพื้นบนห่วงยิมนาสติกจะเพิ่มการกระตุ้นสัญญาณไฟฟ้ากล้ามเนื้อ (EMG) ของ pectoralis major ได้มากถึง 40% [1]

ความกว้างของการวางมือและความเค้นต่อแคปซูลข้อไหล่ด้านหน้า

การปรับระยะห่างของมือในแนวระนาบจะเปลี่ยนรูปแบบการทำงานของกล้ามเนื้อและความเค้นทางกลศาสตร์บริเวณด้านหน้าข้อไหล่:

• การวางมือแคบและท่าไดมอนด์ (Narrow and Diamond Stances): การวางมือชิดกันให้อยู่ใต้กึ่งกลางกระดูกอก (ให้นิ้วหัวแม่มือและนิ้วชี้ชนกัน) จะเพิ่มการทำงานของสัญญาณ EMG อย่างมีนัยสำคัญ ทั้งในกล้ามเนื้อ triceps brachii (เพิ่มขึ้น 15% ถึง 20%) และ pectoralis major เมื่อเทียบกับระยะปกติหรือระยะที่กว้างกว่า [1, 10, 11] นอกจากนี้ การวางฝ่ามือชิดกันยังเพิ่มการกระตุ้นกล้ามเนื้อ pectoralis minor และ infraspinatus อีกด้วย [11]
• การวางมือกว้าง (Wide Stances): การวางมือให้กว้างกว่าระยะระหว่างปุ่มกระดูกหัวไหล่ (biacromial width) 1.5 เท่าขึ้นไป จะเพิ่มแรงดึงข้อต่อเข้าหาแกนกลางลำตัวในแนวระนาบ (horizontal adduction) และเพิ่มการยืดตัวของ pectoralis major พร้อมทั้งกระตุ้นการทำงานของ serratus anterior มากขึ้น [1, 11] อย่างไรก็ตาม ตำแหน่งที่กว้างนี้จะเพิ่มแรงเฉือนต่อแคปซูลข้อต่อกลีโนฮิวเมอรัลส่วนหน้า [1]

ข้อต่อกลีโนฮิวเมอรัลต้องพึ่งพาโครงสร้างเสริมความมั่นคงทั้งแบบสถิตและแบบไดนามิกอย่างมากในการรับมือกับแรงเหล่านี้ [11, 18] โดยเอ็น inferior glenohumeral ligament ทำหน้าที่เป็นตัวเสริมความมั่นคงหลักด้านหน้าเมื่อไหล่อยู่ในมุมกางออก 90 องศาและหมุนออกด้านนอก ในขณะที่เอ็น middle glenohumeral ligament จะช่วยต้านการเลื่อนไปข้างหน้าเมื่อเกิดการหมุนออกที่มุมกางไหล่ต่ำกว่า [18]

การวางมือตามแนวระนาบแบ่งหน้าหลังและการเคลื่อนไหวของกระดูกสะบัก

การเลื่อนตำแหน่งมือขึ้นด้านบน ลงด้านล่าง ไปข้างหน้า หรือไปข้างหลัง จะเปลี่ยนการกระตุ้นกล้ามเนื้อบริเวณลำตัวและแนวไหล่:

• ตำแหน่งมือเยื้องไปข้างหน้าและข้างหลัง: การวางมือเยื้องไปข้างหน้า 20 ซม. หรือถอยไปข้างหลัง 20 ซม. เมื่อเทียบกับแนวกระดูก acromion จะกระตุ้นสัญญาณ EMG ของกล้ามเนื้อหน้าท้อง (rectus abdominis, external obliques) และกล้ามเนื้อหลัง (erector spinae) ได้มากที่สุด [10] การทำงานของกล้ามเนื้อลำตัวที่เพิ่มขึ้นนี้ส่งผลให้เกิดแรงกดอัดต่อข้อต่อกระดูกสันหลังสูงขึ้น [10, 11]
• ตำแหน่งมือสูงขึ้นเทียบกับต่ำลง: การวางมือสูงขึ้นกว่าตำแหน่งมาตรฐาน 30% ของความยาวแขน จะลดการทำงานของ pectoralis major แต่จะเพิ่มการกระตุ้น triceps brachii และ serratus anterior [3] ส่วนการวางมือต่ำลงจะเปลี่ยนการกระตุ้นไปยัง infraspinatus, pectoralis major, anterior deltoid และ lower trapezius [3] นอกจากนี้ การวิดพื้นโดยใช้ข้อนิ้วมือแทนการวางฝ่ามือราบจะเพิ่มการกระตุ้นเฉลี่ยใน extensor digitorum และเพิ่มการทำงานสูงสุดในกลุ่มกล้ามเนื้องอและเหยียดปลายแขน [3]

การเพิ่มการยื่นกระดูกสะบักไปข้างหน้า (scapular protraction) ในจุดสูงสุดของการเคลื่อนไหว—หรือที่เรียกว่า push-up plus—จะกระตุ้นกล้ามเนื้อ serratus anterior สูงมากโดยแทบไม่ดึง upper trapezius มาช่วย และจะยิ่งทำงานมากขึ้นเมื่อยกระดับเท้าให้สูงขึ้น [11] อย่างไรก็ตาม ในเชิงกลศาสตร์การเคลื่อนไหว การยื่นกระดูกสะบักไปข้างหน้าจนสุดจะทำให้กระดูกสะบักหมุนลงด้านล่างและหมุนเข้าด้านใน ร่วมกับการที่หัวกระดูกต้นแขนเลื่อนไปด้านหน้า [14] การเคลื่อนไหวนี้จะลดระยะ acromiohumeral และทำให้พื้นที่ใต้ปุ่มกระดูกสะบักใต้เอ็น coracoacromial แคบลง ซึ่งอาจเพิ่มความเสี่ยงต่อการกดทับเส้นเอ็นของกลุ่มกล้ามเนื้อ rotator cuff [11, 14]

จังหวะความเร็วในการทำซ้ำและความมั่นคงของข้อต่อแบบไดนามิก

ในระหว่างการทำซ้ำด้วยจังหวะที่ควบคุมสม่ำเสมอ (เช่น 2.5 วินาทีต่อครั้ง) กล้ามเนื้อรยางค์บนจะแสดงรูปแบบการทำงานที่แตกต่างกันตามแต่ละช่วงของการเคลื่อนไหว [10] ช่วงหย่อนตัวลง (eccentric) จะสร้างสัญญาณไฟฟ้าของกล้ามเนื้อรยางค์บนโดยรวมต่ำกว่าช่วงดันตัวขึ้น (concentric) อย่างสม่ำเสมอ ในขณะที่กล้ามเนื้อพยุงแกนกลางลำตัวจะรักษาการทำงานให้คงที่ตลอดทั้งสองช่วง [10]

ตลอดช่วงการเคลื่อนไหวเหล่านี้ กลุ่มกล้ามเนื้อ rotator cuff จะทำหน้าที่เป็นตัวยึดเกาะแบบไดนามิกที่สำคัญเพื่อรักษาหัวกระดูกต้นแขนให้อยู่ตรงกลางเบ้าข้อต่อกลีนอยด์ [11, 15] โดยกล้ามเนื้อด้านหน้าและด้านหลังจะทำงานประสานกันเป็นคู่แรงดึง (force couple): กล้ามเนื้อ deltoid จะออกแรงดึงขึ้นและออกด้านนอก ซึ่งจะถูกถ่วงดุลด้วยแรงดึงเข้าและลงด้านล่างของ infraspinatus, subscapularis และ teres minor เพื่อป้องกันไม่ให้หัวกระดูกต้นแขนเลื่อนลอยขึ้นด้านบน [15] ในระนาบแนวนอน กล้ามเนื้อ subscapularis จะช่วยรั้งด้านหน้า ขณะที่ infraspinatus และ teres minor จะช่วยรั้งด้านหลัง [15] การเสริมสร้างความแข็งแรงและความยืดหยุ่นของหัวไหล่อย่างรอบด้าน ซึ่งครอบคลุมทั้งสมดุลของ rotator cuff และการทำงานของกระดูกสะบัก จึงยังคงเป็นหัวใจสำคัญในการจัดการความเสี่ยงต่อภาวะการกดทับของข้อต่อกลีโนฮิวเมอรัลระหว่างการฝึกท่าดันสำหรับร่างกายส่วนบน [6]