根据全球疾病负担研究（GBD）的数据显示，颈椎病已成为全球致残的第四大健康问题，而且增速极快。由于现代工作与生活中的习惯性久坐，以及“手机不离手”的趋势持续存在，越来越多的人出现了颈椎问题，严重的还会影响生活质量。
迄今为止，大多数关于颈部疼痛问题的研究都致力于确定颈部力量与个人因素测量之间的关系。例如一些研究表明，男性比女性在颈部肌肉中能产生更多的力量，但忍受的时间却更短，而且力的产生能力随年龄的增长而下降。有些研究还证明了姿势和用力方向等工作特征对颈部力量的影响。然而，关于个体因素，如性别、体重、年龄和工作习惯，以及另一个与工作是生活有关的因素，即昼夜变化对颈部力量或耐力的影响还从未被研究过。
近日，发表在《Human Factors（人为因素）》上的一项研究中，来自美国德州农工大学的研究团队填补了这一空白。他们发现，虽然头颈部姿势不佳是导致颈椎疼痛的主要决定因素，但身体质量指数（BMI）、年龄和一天中的特定时间点也会影响颈部执行持续或重复动作的能力。
对于大部分人来说，每天大约80%的时间是久坐不动的，通常是坐在电脑屏幕前几个甚至十几个小时。智能手机和其他电子设备也在导致更多人长时间弯腰低头。颈椎疼痛已是一个日益严重的健康问题。
但这项研究表明，不良姿势并非是导致颈椎疼痛的唯一原因。
在这项研究中，研究团队招募了20名成年男性和20名成年女性，他们都没有颈椎问题。参与者们在实验室环境中进行受控的头颈运动。他们任务不是长时间保持一个特定的颈部姿势（即类似日常坐在电脑屏幕前的姿势），而是进行了持续头颈部用力到筋疲力尽。
研究通讯作者、德州农工大学工业与系统工程系教授Xudong Zhang说：“在实验室里，让受试者用脖子做长时间任务的实验可能需要几个小时的数据收集，这对研究人员和受试者来说都不切实际。为了解决这个问题，我们精心设计了实验来模拟工作场所的颈椎劳损，但需要的时间要短得多。”
在这些测试中，受试者坐着并被要求戴上一个增强型头盔，使他们的颈部能够被施加可测量的力。然后，研究人员要求他们保持脖子伸直、前倾或后仰的姿势。
在这种情况下，研究人员在一个可调节的框架内对受试者的头部和颈部施加力。这种力量或达到受试者所能承受的最大值，或达到最大值的一半。在测试之前，研究人员记录了受试者的年龄、BMI和测试时间。
通过分析这些数据，研究人员发现，正如预期那样，与工作相关的因素（如头/颈部姿势）在决定颈部力量和耐力方面起着非常重要的作用。他们还观察到，男性受试者的颈部力量比女性大34%，而在耐力方面则低8%。此外，年龄的影响呈下降趋势（年龄越大，力量越小）；BMI对力量和耐力时间的影响呈上升趋势；在与工作相关的因素中，头颈部姿势对颈部力量和耐力有显著影响。
数据表明，在后上方用力的情况下（仰头40°），颈部伸展肌分别比前方（中立姿势）和前上方用力的颈屈肌强约34%和64%；颈部耐力数据也显示颈部伸展肌的耐力要高于颈屈肌，比中立姿势和前上方分别高出10%和26%。
在一天之中，我们的脖子会随着时间流逝变得越来越累，因为我们用它的时间越来越长，这是符合直觉的观点。然而，由于大约一半受试者在上午接受测试，其余的人在下午接受测试，研究人员发现了一天中的时间对颈部耐力的影响。
每日颈部耐力测试结果显示，受试者在上午的一半和最大颈部用力测试中比在下午分别延长了15%和29%。这表明受到了昼夜节律的影响。昼夜节律支配着许多日常习惯和活动已被诸多研究证实。
一般来说，肌肉力量和耐力都取决于快肌纤维和慢肌纤维的比例。快肌纤维具有相对较高的强度，但更易疲劳；而慢肌纤维具有相对较低的强度，但更耐疲劳。这两种纤维在不同肌肉和不同性别人群中的比例在很大程度上决定了肌肉力量和耐力时间的变化。这也解释了为什么男性比女性有更大的颈部力量产生能力，而女性比男性的耐力更强。
姿势变化导致的肌肉长度变化会影响肌动蛋白和肌球蛋白丝之间的结合，这反过来又会调控肌肉的发力和持久能力。因此，可以产生最大张力和耐力的最佳肌肉长度可能是在颈部处于中立姿势或接近于中立姿势下。
研究人员表示，他们的颈部力量和耐力数据库对于建立先进的颈部肌肉骨骼生物力学模型是十分必要的，研究人员可以利用这些模型梳理出更容易受伤的特定颈部肌肉。
Zhang说：“我们的研究表明，随着时间推移，工作因素和个人因素会显著影响颈部的力量和耐力。既然这些因素已经被确定，那么我们应该适当进行调整，使颈部处于更好的健康状态，以避免或阻止疼痛。”
论文链接：
https://doi.org/10.1177/0018720820983635