Selän tuki nostoissa

Lihasten yleiset toimintaperiaatteet
Lähes kaikki ihmisen luustolihakset kiinnittyvät luusta luuhun siten, että niillä on vipuvarsi suhteessa nivelen liikeakseliin. Tällöin ne tuottavat vääntömomenttia jännittyessään. Vääntömomentista seuraa joko liikettä, asennon ylläpitoa tai vastaliikkeen jarrutusta. Poikkeuksena vipuvarren tuottoon liikkuvimmissa nivelissä, kuten olkanivelessä, joidenkin lihasten rooli on tukea niveltä paikoilleen nivelkuopassaan.
Poikittainen vatsalihas ja pallealihas ovat poikkeuksellisia luustolihaksia, sillä ne eivät suoraan aiheuta selkeää vääntömomenttia mihinkään niveleen. Pallea kuitenkin vetää keuhkoja kohti vatsaa ja saa siten aikaan sisäänhengityksen. Hengitysliikkeen aikaansaaminen onkin tuon lihaksen ehdottomasti tärkein tehtävä. Poikittainen vatsalihas ei puolestaan (ainakaan pintapuolisesti tarkasteltuna) vaikuta tekevän mitään muuta kuin vetävän vatsaa sisään.
Poikittainen vatsalihas ja muiden vatsalihasten toiminta
Ulompi vino vatsalihas koukistaa selkärankaa, samoin molemmat vinot vatsalihakset. Vinot vatsalihakset tuottavat toispuoleisesti aktivoituessaan kiertoa ja sivutaivutusta, mutta symmetrisesti aktivoituessaan ne vain koukistavat selkärankaa. Yksinään jännittyessään poikittainen vatsalihas ainoastaan vetää vatsaa sisään, ja lievää vaikutusta rangan kiertoliikkeisiin lukuun ottamatta se ei tuota lainkaan liikettä rankaan. Yhdessä muiden lihasten kanssa se kuitenkin kykenee tuottamaan rankaan ojennusta. Palataan tähän myöhemmin.
Vatsan sisäänvetäminen on tarpeellinen toiminto tilanteissa, joissa vatsan sisältö painuu voimakkaasti alas- ja ulospäin, esimerkiksi voimakkaissa hypyissä. Kuten lihasten toiminta yleensä, tämä tapahtuu refleksinomaisesti, eikä sitä tarvitse erikseen pohtia esimerkiksi trampoliinilla hyppiessä. Kävelyssä poikittaisen vatsalihaksen aktivoitumisen huippu tapahtuu kantaiskuvaiheessa (1), jonka voisi ajatella liittyvän nimenomaan vatsan liikkeen vähentämiseen. Poikittaista vatsalihasta ei siis tarvita joka tilanteessa, aivan kuten ei muitakaan lihaksia tarvita jatkuvasti.
1990-luvun lopulla poikittainen vatsalihas sai erityistä huomiota, kun tutkimuksissa saatiin viitteitä, että alaselkäkipuisilla sen toiminta ei ollut samanlaista kuin muilla. Ajateltiin, että sen puutteellinen toiminta on syynä selkäkipuun. Silloin ajateltiin myös, että poikittainen vatsalihas aktivoituisi ennen muita lihaksia esimerkiksi ylävartalon liikkeissä, ja sen toiminnassa aktivoitumisessa nähtiin viivästymää selkäkipuisilla (2, 3). On esitetty, että etukäteisaktivaatio poikittaisessa vatsalihaksessa johtuisi siitä, että sen faskiaosuus joustaa pitkälle vatsan puolelle (4).
Sittemmin on saatu tutkimusnäyttöä, jonka mukaan on pikemminkin niin, että selkäkipu liittyy korostuneeseen keskivartalon aktiviteettiin ja kontrolliin muun muassa käden liikuttamisessa (5, 6). Ei siis ole lainkaan selvää, onko selkäkipuisen tarkoituksenmukaista yrittää korostaa keskivartalon lihastukea, vai ennemminkin opetella rentoutta.
Taakkojen nosto ja Valsalva maneuver
Poikittainen vatsalihas on myös tärkeä vatsaontelon sisäisen paineen muodostumisessa. Sitä tarvitaan muun muassa uloshengityksessä, oksentamisessa ja ulostamisessa (7).
Nostaessa esinettä maasta ulkoinen kuorma pyrkii vetämään selkää pyöreäksi. Jotta selkä ei vain pyöristy loputtomiin, tarvitaan selkää pyöristävälle voimalle vastavoima. Sellainen löytyy selän puolelta, kun lihakset jännittyvät tai nivelsiteet kiristyvät. Kevyttä esinettä nostaessa kumoavat voimat selkärankaan voidaan tuottaa ainakin osittain nivelsiteillä, eli selkä ei pyöristy loputtomiin, vaan jossain vaiheessa nivelsiteiden ja lihasten passiivinen kireys pysäyttää liikkeen. Raskasta esinettä nostettaessa tarvitaan lihastukea selän ojentajalihaksista.
Selän ojentajalihasten ja selän puolen nivelsiteiden lisäksi selkää ojentavaa vääntömomenttia saadaan vatsaontelon sisäisestä paineesta. Painavaa taakkaa nostaessa ihminen yleensä suorittaa luonnostaan Valsalva maneuverin, eli nostaa vatsaontelon paineen korkeaksi pidättämällä hengitystä. Vatsaontelon paine on kehon mekaniikan kannalta poikkeuksellinen ilmiö, sillä se on kehonsisäinen työntävä voima, joka tuottaa myös vääntömomenttia. Se siis pyrkii työntämään rintakehää ylöspäin samalla taivuttaen selkää taaksepäin, mutta se ei purista niveliä yhteen vaan päinvastoin työntää niitä poispäin toisistaan. Vatsaontelon paine tuottaa siis samansuuntaista vääntömomenttia kuin selkälihakset vähentäen selkälihasten työtä (8). Lisäksi se vähentää rankaan kohdistuvaa kompressiota (8). Vatsaontelon paine on sitä suurempi, mitä raskaampaa taakkaa nostetaan (9).