Chọn biến thể Squat và Deadlift phù hợp với tỷ lệ cơ thể

Nền tảng cơ sinh học: Đòn bẩy, mô-men lực và mô hình hóa phân đoạn

Việc định lượng các yêu cầu cơ học của những chuyển động đa khớp phức hợp như squat và deadlift dựa trên việc tính toán các mô-men khớp nội tại cần thiết để thắng mức kháng lực bên ngoài. Trong động tác barbell squat, phân tích bán tĩnh nghịch đảo (inverse quasi-static analysis) đã được chứng minh là đạt hiệu quả tới 99% so với phân tích động lực học nghịch đảo toàn phần, do gia tốc góc của các phân đoạn cơ thể trong tốc độ thực hiện thông thường là không đáng kể [4]. Dưới khung phân tích này, mô-men khớp được quyết định chủ yếu bởi lực phản lực mặt đất (GRF), góc của các phân đoạn cơ thể so với phương ngang, chiều dài phân đoạn, khối lượng phân đoạn và khối tâm của chúng [4].

Mô-men khớp trên mặt phẳng đứng dọc (sagittal plane) được quyết định bởi sự gióng hàng của khối tâm toàn hệ thống so với các tâm khớp [1]. Việc nghiêng thân người ra trước nhiều hơn sẽ dịch chuyển véc-tơ phản lực mặt đất tổng hợp ra phía trước, làm tăng mô-men gập hông và yêu cầu đối với cơ duỗi cột sống thắt lưng, đồng thời làm giảm mô-men gập gối [1]. Ngược lại, việc duy trì thân người thẳng đứng hơn sẽ chuyển véc-tơ lực về phía sau, làm tăng yêu cầu mô-men gập gối [1]. Tương tự, độ nghiêng cẳng chân ra trước nhiều hơn sẽ đẩy tâm khớp gối ra xa véc-tơ lực hơn, làm tăng nhu cầu của cơ duỗi gối [1]. Tuy nhiên, các mô hình thực nghiệm chứng minh rằng người tập thường xuyên chuyển tâm áp lực (center of pressure) ra phía trước trong pha đi lên thay vì giữ cố định hoàn toàn ở giữa bàn chân, tạo ra những biến thiên tinh tế so với các phép tính véc-tơ phản lực mặt đất 2D truyền thống [4].

Biến thiên nhân trắc học và động học Squat

Kích thước các phân đoạn cơ thể quyết định mạnh mẽ các giải pháp động học khả thi cho một vận động viên muốn đạt toàn bộ phạm vi chuyển động (ROM). Các khảo sát nhân trắc học trên 13.149 cá nhân từ 51 quần thể khác nhau chỉ ra rằng chiều dài xương đùi của con người tỷ lệ thuận một cách có thể dự đoán được với chiều cao tổng thể, chiếm trung bình 26,74% chiều cao theo phân phối chuẩn [2]. Do đó, sự mất cân đối cục bộ giữa xương đùi và chiều cao là rất hiếm gặp, đồng nghĩa với việc những khác biệt quan sát được trong chuyển động thường xuất phát từ tỷ lệ giữa chi dưới với cẳng chân, tỷ lệ thân người hoặc giới hạn về độ linh hoạt hơn là do hiện tượng xương đùi phát triển quá mức riêng lẻ [2]. Đáng chú ý, tỷ lệ chiều dài xương đơn thuần không tương quan đáng kể với hiện tượng gập thắt lưng - chậu trong quá trình squat [2].

Tuy nhiên, tỷ lệ tương đối giữa đùi và cẳng chân làm thay đổi đáng kể động lực học và động học của chi dưới [3]. Chiều dài đùi lớn hơn có mối tương quan đáng kể với sự dịch chuyển khớp gối ra trước nhiều hơn và mô-men duỗi gối tăng cao [3]. Đồng thời, những cá nhân có chiều dài cẳng chân lớn hơn và tỷ lệ cẳng chân trên đùi cao hơn cho thấy góc khép (abduction) và xoay trong khớp gối tăng đáng kể trong pha đi xuống [3]. Những người tập có tỷ lệ đùi trên cẳng chân lớn hơn phải đối mặt với yêu cầu cao hơn về độ linh hoạt gập gối và gập mu bàn chân (dorsiflexion) để đưa xương đùi về vị trí song song khi đứng ở tư thế hẹp chân [2].

Trong các phân tích động học squat với trọng lượng cơ thể, phạm vi chuyển động trên mặt phẳng đứng dọc của khớp gối thể hiện mối tương quan mạnh nhất với độ sâu của squat ở cả hai giới ($r=0,92$), trong khi thời điểm đạt đỉnh nghiêng xương chậu ra trước quá sớm ($r_s=-0,64$) và đạt đỉnh gập mu bàn chân sớm ($r_s=-0,29$) tương quan nghịch với độ sâu đạt được [6]. Mở rộng khoảng cách hai chân mang lại một sự điều chỉnh cơ học trực tiếp: việc dang rộng thế đứng giúp rút ngắn hiệu quả hình chiếu của xương đùi trên mặt phẳng đứng dọc, làm giảm biên độ chuyển động yêu cầu trên mặt phẳng đứng dọc tại khớp gối và cổ chân mà không đòi hỏi thêm độ gập mu bàn chân [2].

Độ rộng thế đứng, góc xoay bàn chân và các biến thể tải trọng trong Squat

Việc điều chỉnh độ rộng thế đứng và góc xoay của bàn chân sẽ phân phối lại đáng kể mô-men khớp tổng hợp trên cả ba mặt phẳng giải phẫu [1, 4]:

• Độ rộng thế đứng: Mở rộng thế đứng từ hẹp sang rộng (150% đến 200% độ rộng vai) làm tăng mô-men vẹo ngoài khớp gối (valgus moment) khoảng 23% và mô-men xoay ngoài khớp hông từ 19% đến 37%, cùng với mức tăng mô-men gập hông được ghi nhận trong khoảng từ 10% đến 48% [1]. Các đánh giá động học về cánh tay đòn mô-men cho thấy việc mở rộng thế đứng làm tăng cánh tay đòn khớp gối trong khi làm giảm cánh tay đòn khớp hông khoảng 3 cm, khẳng định rằng chuyển động dang ngang (horizontal abduction) giúp phân bổ lại áp lực khớp qua các mặt phẳng khác nhau thay vì làm giảm đồng loạt tổng nhu cầu mô-men xoắn [4].
• Độ mở bàn chân (Xoay ngoài): Xoay bàn chân ra ngoài 30° làm giảm mô-men vẹo ngoài khớp gối 50% và mô-men xoay ngoài 20% trong khi làm tăng mô-men vẹo trong (varus moment) lên 80%, tất cả đều diễn ra trong khi duy trì tín hiệu điện cơ (EMG) ổn định ở cơ tứ đầu, cơ đùi sau và cơ bắp chân (gastrocnemius) [1]. Đồng thời, xoay khớp hông ra ngoài từ 30° đến 50° sẽ nâng dần mức kích hoạt cơ khép hông từ 13% co cơ đẳng trường tối đa (MVIC) ở vị trí trung tính lên lần lượt 17% và 23% MVIC [1].
• Các biến thể Squat: So sánh các vị trí đặt đòn tạ, front squat tạo ra các hồ sơ gập gối, độ nghiêng thân người và vận tốc góc cột sống khác biệt so với back squat [8]. Thân người thẳng đứng hơn trong front squat sẽ đẩy véc-tơ lực về phía sau, làm giảm lực cắt lên cột sống thắt lưng trong khi áp đặt nhu cầu lớn hơn lên cơ tứ đầu ở cùng mức cường độ tương đối [1, 8]. Các giao thức tải trọng chuyên biệt, chẳng hạn như hệ thống trọng lực nhân tạo bằng máy ly tâm người cánh tay ngắn (SAHC) với bàn trượt đa trục cho phép chuyển động khớp hông trên mặt phẳng đứng dọc lên tới 45°, tái tạo động lực ổn định hông/bụng thẳng đứng của front squat đồng thời làm giảm đáng kể góc gập tối đa của gối và hông so với upright squat dùng tạ tự do [7].

Cơ sinh học Deadlift: Nhân trắc học và động lực học cột sống

Động tác deadlift áp đặt các yêu cầu động lực học cực lớn lên chuỗi cơ sau và hệ xương trục [13]. Mô-men lực tịnh cực đại tại L4/L5 trong mức tạ 1 lần lặp tối đa (1RM) của straight-bar deadlift dao động từ 254,6 đến 460,1 Nm ở nữ và 445,0 đến 1071,0 Nm ở nam [13]. Tại thời điểm nhấc tạ khỏi sàn (liftoff), lực nén cột sống đạt từ 5.090 đến 8.018 N đối với nữ và 7.942 đến 18.449 N đối với nam, trong khi lực cắt dao động từ 1.363 đến 1.778 N ở nữ và 2.150 đến 3.276 N ở nam [13]. Ở các mức cường độ dưới tối đa (75% 1RM), lực cắt thắt lưng cực đại tại L5 đạt $1.903\pm 936$ N, với lực nén trục khi đứng thẳng đạt trung bình $7.963\pm 2.784$ N [13]. Việc sử dụng đòn tạ lục giác (hex bar) với tay cầm thấp giúp làm giảm mô-men lực cực đại tại L5/S1 từ 10% đến 60% 1RM so với đòn tạ thẳng tiêu chuẩn, mặc dù sự khác biệt này giảm dần ở các mức cường độ gần tối đa [13].

Tỷ lệ nhân trắc học ảnh hưởng mạnh mẽ đến hiệu suất deadlift và việc lựa chọn biến thể [10, 22]:

• Tỷ lệ thân người: Tỷ lệ giữa chiều cao khi ngồi và chiều cao toàn thân đóng vai trò là yếu tố nhân trắc học dự đoán chính cho tỷ lệ sức mạnh giữa sumo deadlift và conventional deadlift (SDL:CDL) ($r=0,297$, $p=0,043$) [10]. Những người tập có tỷ lệ chiều cao ngồi trên tổng chiều cao lớn hơn (thân dài hơn so với chiều cao) thể hiện lợi thế hiệu suất rõ rệt trong sumo deadlift, trong khi những cá nhân có thân ngắn hơn lại thể hiện tốt hơn tương đối trong conventional deadlift [10].
• Chiều dài chi và sự khác biệt theo giới tính: Ở người tập nam, chiều dài chân tương quan thuận với mức tạ 1RM tuyệt đối của conventional deadlift, nhưng không tương quan với sức mạnh tương đối [10, 22]. Ở nữ giới, tổng chiều cao, chiều dài chân và chiều dài tay đều tương quan nghịch với hiệu suất tương đối trong conventional deadlift, cho thấy vóc dáng thấp hơn và các chi ngắn hơn mang lại lợi thế về sức mạnh tương đối [10, 22]. Ngoài ra, nữ giới thể hiện khả năng chịu đựng bền bỉ tốt hơn khi thực hiện deadlift đến mức kiệt sức tự nguyện ở mức 60% 1RM trên cả hai biến thể so với nam giới [10].

Cơ sinh học: Conventional so với Sumo Deadlift

Sự khác biệt cơ học cơ bản giữa conventional deadlift (CDL) và sumo deadlift (SDL) bắt nguồn từ hình học thế đứng và các cánh tay đòn mô-men tạo thành [15, 16]:

Mặc dù quãng đường thanh đòn di chuyển theo phương thẳng đứng trong sumo deadlift giảm 20% đến 25%, tổng nhu cầu mô-men xoắn duỗi hông 3D vẫn gần như tương đương giữa hai phong cách do khớp hông phải tạo ra mô-men xoắn trên nhiều mặt phẳng so với xương đùi đang ở vị trí dang và xoay ngoài [18]. Trong conventional deadlift, độ nghiêng thân người lớn hơn trên mặt phẳng đứng dọc làm tăng khoảng cách ngang từ thanh đòn đến khớp hông và cột sống thắt lưng, tạo ra các mô-men tịnh L4–L5 lớn hơn và mức độ huy động cơ nhị đầu đùi cao hơn [15, 16]. Ngược lại, thế đứng rộng của sumo deadlift rút ngắn hiệu quả hình chiếu ngang của đùi trên mặt phẳng đứng dọc, đưa hông lại gần thanh đòn hơn và chuyển tải trọng sang các cơ duỗi gối tại thời điểm nhấc tạ [12, 15, 18].

Các biến đổi về kỹ thuật như chủ động gập cột sống ngực hoặc thắt lưng sẽ làm ngắn phân đoạn thân người theo phương ngang và hạ thấp đai vai, từ đó kéo dài cánh tay một cách hiệu quả và làm giảm cánh tay đòn duỗi hông khi rời sàn [12]. Tuy nhiên, sự điều chỉnh động học này làm tăng lực cắt thụ động lên cột sống và đòi hỏi sự co đồng tâm mạnh mẽ của cơ dựng gai sống để đạt được vị trí khóa khớp hoàn toàn (lockout) [12].

Giải phẫu cấu trúc và lựa chọn bài tập

Ngoài chiều dài các phân đoạn bên ngoài, hình thái khớp hông gần của từng cá nhân cũng quyết định khả năng thích ứng với thế đứng [17]. Cấu trúc góc cổ - thân xương đùi quyết định giới hạn cơ học cho chuyển động dang và xoay ngoài [17]:

• Coxa Vara (Khớp hông vẹo trong): Đặc trưng bởi góc cổ - thân xương đùi bị giảm, hình thái này dẫn đến sự va chạm xương sớm giữa cổ xương đùi và viền ổ cối khi dang rộng chân, khiến tư thế sumo deadlift trở nên khó dung nạp hoặc không khả thi về mặt cấu trúc [17].
• Coxa Valga (Khớp hông vẹo ngoài): Đặc trưng bởi góc cổ - thân xương đùi tăng lên, cấu trúc này dễ dàng thích ứng với chuyển động dang rộng và xoay ngoài của hông, cho phép người tập huy động mạnh mẽ cơ khép lớn (adductor magnus) như một cơ duỗi hông chính thông qua tư thế thân người thẳng đứng [17].

Mặc dù các chuẩn đối sánh chung trong quần thể cho thấy sức nâng back squat thường đạt gần 90% sức nâng deadlift, sự cân bằng hiệu suất này có thể thay đổi đáng kể dựa trên nhân trắc học cá nhân, tỷ lệ các phân đoạn và kỹ thuật thực hiện [16]. Các vận động viên có thân dài hơn và xương đùi tương đối ngắn hơn sẽ đạt được đòn bẩy thuận lợi trong các biến thể squat thẳng lưng và sumo deadlift, trong khi những người tập có thân ngắn hơn và các chi dài hơn lại thể hiện hiệu quả cơ học vượt trội hơn trong các biến thể conventional deadlift [10, 16].