【香港運動醫學及科學學會】水中動態恢復 促進運動復原



【體路專欄】水中運動源遠流長,除了水中物理治療外,水中健體也是廣受歡迎及熱門的康體活動。因應第五波疫情的緩和趨勢,健身中心和體育處所已分階段地重開一個多月,社區再次掀起另一浪運動熱潮。在興奮「操肌」和「報復式」練習背後,潛藏著不少過度操練和運動傷患風險。運動愛好者可曾想過水的特性可以促進運動恢復?本文將會概述水中運動的科學原理,並建議一些簡單易學的水中動態恢復運動,藉以幫助讀者促進運動復原。

水中運動的科學原理 [1] [2]

浮力 (buoyancy) ─ 水能抗地心吸力

水的其中一個物理特質是抗地心吸力 (counterbalance to the gravity)。當你站在水中,浮力可以減少腳底所承受的反重力。換言之,浸在水中可以減輕體重負荷,藉以減少關節及肌肉所承受的物理壓力。當水深在頸椎第七節水平時,浮力承托身體大部分的重量,體重負荷減少約九成。當水深在胸骨水平,浮力承托身體約百分之七十五的重量,即體重負荷減少約七成半。當水深在盤骨水平,浮力承托身體約一半的重量。因此,當人走進泳池中站著或緩緩踱步時,能帶給脊椎和下肢關節一種輕鬆自在或步履如飛之感。

水壓 (hydrostatic pressure) ─ 水能擠壓身體組織

當你浸泡在水中時,被浸沒的身體部位會承受著水的擠壓。在同一水深情況下,即使方向不同,但水壓大小卻相同。可是,水越深,水壓越大。水壓就如「壓力衣」一樣,使身體軟組織及肌肉受壓,增加淋巴液回流,抑制身體水腫及關節腫脹。因此,當人走進泳池中浸泡或進行輕鬆的活動時,就仿如坐臥在「全方位按摩椅」上,產生了一種鬆弛感,令肌肉張力得到舒緩。

比熱容 (specific heat capacity) ─ 水能促進體溫耗散

由於水的密度和傳熱性能都比空氣大,而且水的比熱容亦較空氣高,所以水中的體溫耗散速率都較陸上快。因此,當人走進泳池中浸泡或進行輕鬆的活動時,會產生降溫效果 (cooling effect)。這解釋了為何運動醫學專家或物理治療師會安排運動員在辛勞練習或比賽後進行各式各樣的「浸泡療法」。

水阻 (resistance) ─ 水能提供多元神經肌肉刺激

水阻可分為三大類,包括迎面阻力、旋渦(拖曳)阻力及黏滯阻力。在討論水阻時,一般聚焦於迎面阻力。當你浸在水中,身體被水四面包圍。水從四方八面、持續地對身體各部位產生阻力,阻礙其活動及動作。而受力面積的大小、體型和動作速度都會影響水阻效應。舉例來說,體型越大,水阻效應越大;受力面積越大,水阻效應越大;槓桿臂越長,水阻效應越大;動作速度越快,水阻效應越大。因此,水中運動能帶來多元的神經肌肉刺激和肌肉適能效益。

水中動態恢復與肌肉酸痛

重投訓練增運動創傷風險

本港疫情回穩,第二階段的社交距離措施如期放寬,當中包括泳池和海灘重開,市民在室內體育處所及戶外進行運動亦無需佩戴口罩。當「沉寂多時」的身軀重投恆常的練習和較劇烈的賽事時,很容易會出現疲勞,甚至肌肉酸痛。此外,突然增加訓練時間、強度或密度,會令身體產生延遲性肌肉酸痛 (delayed onset muscle soreness, DOMS)。它不但影響日常活動功能表現,還會使患處附近的肌肉組織、韌帶及骨骼承受不正常的負荷,間接增加運動創傷的風險。[3]

動態恢復尤其重要

恢復 (recovery) 與訓練 (training) 是不可分割的,兩者都是促進運動表現 (performance) 的良策。近幾十年來,動態恢復 (active recovery) 顯得尤其重要。動態恢復可被演繹成活動性休息調節法,屬於積極性的恢復方式,藉以消除因體力消耗及精神緊張所引起的疲勞徵狀。運動科學研究顯示,只要動態恢復的活動強度和方式合宜,與其他被動恢復方式 (如浸泡冷水等)相比,可同樣有效地減少肌肉酸痛、運動所引起的肌肉炎症和機體壓力反應。[4]

水中動態恢復與別不同

根據澳洲昆士蘭一項有關運動恢復方式的調查顯示,在各種運動恢復方式中,伸展和營養補充最為普遍,而運動按摩則獲當地國際級精英運動員所推崇。儘管動態恢復方式在各級別受訪運動員都有一定的普及程度,然而與陸上動態恢復方式相比,水中動態恢復 (active aquatic recovery) 在較低級別的運動員中,並未獲得相應的關注。[5]

基於前文所提及的水特性 (water properties),筆者認為浮力、水壓、比熱容和水阻使水中動態恢復更有益於神經肌肉骨骼的健康 (neuromusculoskeletal-friendly)。相比陸上動態恢復方式,水中動態恢復的特點包括:

  1. 減輕運動者體重負荷,藉以減少運動後關節及肌肉所承受的物理壓力
  2. 產生擠壓效應,增加淋巴液回流,抑制運動後關節腫脹
  3. 產生降溫效果,幫助運動後的體溫耗散
  4. 提供多元的神經肌肉刺激,減少局部的肌肉疲勞

在此特別一提,運動者採納何種恢復方式,往往受到場地、設施、成本、人力資源和所參與的運動專項等因素影響。曾有英國學者針對游泳選手的運動恢復方式進行研究,嘗試比較兩款以游泳為本的動態恢復方式與陸上動態恢復方式 (即低強度步行、伸展及跳繩活動) 於促進身體恢復的效果。研究結果顯示,與陸上動態恢復方式相比,兩款以游泳為本的動態恢復方式能更有效地降低年青男泳手於劇烈訓練後的血乳酸濃度。[6]

簡單易學的水中動態恢復運動

水中動態恢復運動適合任何類別或級別的運動人士參與,活動時間由三十至六十分鐘不等。若要達到預期的恢復效果,在參與高強度的訓練或賽事後,運動者可以在水中進行較低強度的恢復性訓練活動,並盡可能地運用全身的主要肌肉群組。

完整的水中健體運動應包含有氧運動、肌肉鍛鍊和柔軟度訓練三大環節,而以促進復原為目標的水中動態恢復運動可大致分為三大類別:

  1. 放緩心率活動

其目標是降低心率至運動前的水平,藉以減低心血管的負荷。而且,這類活動亦可以促進靜脈血液的回流,減少肢體靜脈積血 (blood pooling) 現象。

  1. 動態伸展活動

其目標是拉長及放鬆骨骼肌,減少運動後肌肉酸痛,並提升關節柔軟度。

  1. 靈活性關節活動

其目標是恢復關節應有的活動幅度,協助身體重投日常活動。

雖然水中健體運動的風險不高,但不諳泳術的人士應與熟水性的同伴一同練習,避免意外發生。

圖一:水中動態恢復運動的三大類別

畫8字 (Figure Eights)

類別:放緩心率、靈活關節

動作:在淺水區(胸部水深)分腿而站,雙手浸在水中伸直及張開;運用肩關節揮動雙手,並分別在身軀兩側畫「8」字。

練習方案:每邊同步畫十次「8」字為一組,以慢至中速度練習,每次練習三組,組與組之間可小休三十秒 (或以其他水中運動作交替訓練)。

圖二:畫8字
(圖片來源:中國香港體適能總會)

緩步屈膝 (Jog Heels to Buttock)

類別:放緩心率

動作:在淺水區分腿而站,提起雙手至胸前,雙肘微曲,手掌張開,掌心向前;輕鬆作水中緩步跑,左右腳交替向後屈膝。

練習方案:兩邊屈膝後踢合共十次為一組,以慢至中速度進練習。每次練習三組,組與組之間可小休三十秒 (或以其他水中運動作交替訓練)。

圖三:緩步屈膝
(圖片來源:中國香港體適能總會)

池邊單車 (Pool-side Cycling)

類別:放緩心率、靈活關節

動作:背靠池邊,雙手手臂放於池邊支撐身體,雙腿輪流作輕鬆踏單車動作。

練習方案:兩邊踏單車蹬腿合共十次為一組,以慢至中速度練習,每次練習三組,組與組之間可小休三十秒 (或以其他水中運動作交替訓練)。

圖四:池邊單車
(圖片來源:中國香港體適能總會)

前後鐘擺腿 (Pendulum Tock, Front / Back)

類別:動態伸展、靈活關節

動作:在淺水區分腿而立,左手扶池邊,挺腰收腹;以左腳支撐站立,右腳作緩慢前後擺動;雙臂協調地前後揮動 (如右腳擺前,右手擺後,左手擺前);進行五次後,換右腳支撐身體,練習左腳前後擺腿。

練習方案:右左邊各練習五次為一組,以慢至中速度進行,練習三組,組與組之間可小休三十秒 (或以其他水中運動作交替訓練)。

圖五:前後鐘擺腿
(圖片來源:中國香港體適能總會)

兩側轉體 (Side Twists)

類別:動態伸展、靈活關節

動作:在淺水區分腿作蹲腿站立,雙手浸在水中伸直於胸前;運用肩關節,雙手作水平外展及內收 (活動幅度約胸前90至135度左右),軀幹向雙手擺動的相同方向作轉體動作。

練習方案:左右轉體合共十次為一組,以慢至中速度練習,每次練習三組,組與組之間可小休三十秒 (或以其他水中運動作交替訓練)。

圖六:兩側轉體
(圖片來源:中國香港體適能總會)

二十分鐘水中動態恢復運動 (AAR20) 流程建議

對於從未參與水中動態恢復運動的運動人士,可先縮短時間,以二十分鐘為目標,按照以下的運動流程進行三個循環練習。每個動作之間可小休三十秒,嘗試體會 AAR20的樂趣。

圖七:二十分鐘水中動態恢復運動 (AAR20)

水中動態恢復運動的練習地點並不只局限於泳池或水療池。在歐美等地,便攜式水池 (圖八) 是很普遍的。雖然便攜式水池只能同時間容納少數參加者,但在泳池和水療設施極珍貴的香港,便攜式或充氣式水池亦不失為推廣水中動態恢復運動的良策。

在使用便攜式或充氣式水池前,必須確保空間充足及環境安全,並遵從建築物限制條例,以策安全。

圖八:便攜式水池
(圖片來源:https://www.pinterest.com/pin/516014069811321829/ )

總結

炎夏在即,在參與高強度的訓練或賽事後,運動愛好者不妨參考文章建議,在水中進行較低強度的動態恢復練習,讓全身肌肉參與其中,享受不一樣的水中樂趣。 

參考資料:

  1. Torres-Ronda, L., & Del Alcázar, X. S. (2014). The Properties of Water and their Applications for Training. Journal of human kinetics, 44, 237–248. https://doi.org/10.2478/hukin-2014-0129
  2. 中國香港體適能總會。(2017)。水中健體導師手冊。香港:中國香港體適能總會。
  3. Zulaini, Harahap, N.S., Siregar, N.S., & Zulfahri (2021). Effect Stretching and Recovery on Delayed Onset Muscle Soreness (DOMS) After Exercise. Journal of physics: conference series, 1811. https://iopscience.iop.org/article/10.1088/1742-6596/1811/1/012113
  4. Peake, J. M., Roberts, L. A., Figueiredo, V. C., Egner, I., Krog, S., Aas, S. N., Suzuki, K., Markworth, J. F., Coombes, J. S., Cameron-Smith, D., & Raastad, T. (2017). The effects of cold water immersion and active recovery on inflammation and cell stress responses in human skeletal muscle after resistance exercise. The Journal of physiology, 595(3), 695–711. https://doi.org/10.1113/JP272881
  5. Crowther, F., Sealey, R., Crowe, M., Edwards, A., & Halson, S. (2017). Team sport athletes’ perceptions and use of recovery strategies: a mixed-methods survey study. BMC sports science, medicine & rehabilitation, 9, 6. https://doi.org/10.1186/s13102-017-0071-3
  6. Lomax M. (2012). The effect of three recovery protocols on blood lactate clearance after race-paced swimming. Journal of strength and conditioning research, 26(10), 2771–2776. https://doi.org/10.1519/JSC.0b013e318241ded7

【香港運動醫學及科學學會專欄】

文:黃永森博士
香港運動醫學及科學學會 肌力及體適能委員會 委員(2020–2022)
中國香港體適能總會 行政總監
香港物理治療學會 水中物理治療工作組教育主任(2020–2022)

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