優(yōu)秀擊劍運動員下肢三關(guān)節(jié)等速肌力測試分析

郭黎 陳文鶴 苑廷剛

1上海體育學(xué)院運動科學(xué)學(xué)院（上海 200438） 2國家體育總局體育科學(xué)研究所

擊劍是一項需要力量、速度和爆發(fā)力的技能性項目。在激烈的擊劍比賽中，參賽選手不停地利用步伐移動、腰腹運動和伸縮持劍手臂來調(diào)整距離，從中捕捉和創(chuàng)造最佳出劍時機。在正確的實戰(zhàn)姿勢下，當(dāng)觀察到有利時機，出弓步的深度、速度及擊劍路線是否恰當(dāng)是擊中對手的關(guān)鍵[1]。擊劍運動方式是獨特的，為少數(shù)幾個左右肢體執(zhí)行不同運動模式的項目，是典型的非對稱項目[2]。在身體形態(tài)上，擊劍運動員表現(xiàn)出典型的肢體不對稱[3-6]。擊劍項目對肢體功能要求的不對稱、步伐的獨特性所造成的優(yōu)秀擊劍運動員下肢肌力特點到底如何？截止目前尚未見有關(guān)報道。本研究通過測定分析國家擊劍隊重點運動員下肢髖、膝、踝三關(guān)節(jié)等速肌力，找出薄弱肌群，為加深了解擊劍專項特點、運用針對性訓(xùn)練手段發(fā)展專項力量提供理論依據(jù)。

1 對象與方法

1.1 研究對象

國家擊劍隊備戰(zhàn)2008年奧運會集訓(xùn)隊員，其中男子重劍運動員4名，花劍5名，佩劍4名；女子重劍5名，花劍4名，佩劍4名；均為國際健將，訓(xùn)練年限10～16年。研究對象基本情況見表1。

表1 運動員基本情況（±s）

表1 運動員基本情況（±s）

劍種 n 年齡（yrs） 身高（m） 體重（kg） BMI（kg/m2） 體脂%男重 4 22.2±1.69 1.86±0.06 86.4±14.57 23.7±2.50 15.98±4.53男花 5 23.6±1.86 1.88±0.02 81.1±4.83 24.5±3.69 14.42±1.77男佩 4 24.8±1.79 1.87±0.07 80.6±8.35 22.9±1.41 12.76±1.96女重 5 22.7±1.76 1.70±0.04 61.9±4.46 21.5±0.86 16.84±3.20女花 4 22.9±1.77 1.74±0.05 64.9±3.09 21.4±1.30 18.31±1.19女佩 4 22.2±1.72 1.75±0.04 64.8±6.49 21.2±1.34 17.20±1.91

1.2 研究方法

等速肌力測試:儀器為IsoMed 2000型（Germany）等速測力系統(tǒng)，測試部位包括雙側(cè)髖關(guān)節(jié)、雙側(cè)踝關(guān)節(jié)和雙側(cè)膝關(guān)節(jié)峰力矩（peak torque，PT）。測試方案:等速向心60°/s×4和 240°/s×4，選擇 3 次穩(wěn)定的測試結(jié)果進(jìn)行平均，對平均峰力矩值進(jìn)行統(tǒng)計。測試順序為髖、膝、踝，各關(guān)節(jié)先慢速（60°/s），間隔 1min后再測快速（240°/s），間隔5min后再測試另一側(cè)肢體。測試前向運動員說明測試要求及注意事項，并進(jìn)行5～10min的準(zhǔn)備活動，各關(guān)節(jié)每個速度測試前運動員至少體驗3次，直至感覺可完全發(fā)力。測試方法嚴(yán)格按照操作說明執(zhí)行，由專業(yè)操作人員完成測試，測試完畢后系統(tǒng)自動打印報告。

單腿原地縱跳:分別測定運動員左右腿原地縱跳高度。運動員原地站立，單腿起跳，記錄縱跳高度，測定3次，取最好成績。

1.3 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 髖關(guān)節(jié)

表2顯示，60°/s和240°/s時男運動員前后腿伸肌峰力矩均有顯著差異（P<0.05，P<0.01）；相同速度下，女運動員雙側(cè)屈伸肌峰力矩均無顯著差異（P>0.05）。運動員同側(cè)屈肌峰力矩在兩個速度下均無顯著差異（P>0.05）。測試速度由60°/s增加到240°/s后，雙側(cè)伸肌峰力矩顯著降低（P<0.05），雙側(cè)屈伸肌群峰力矩比值有增加趨勢；與60°/s時比較，240°/s時男運動員前后腿屈伸肌群峰力矩比值顯著增加（P<0.05），雙側(cè)同名肌群峰力矩比值有顯著差異（P<0.05）。

表2 運動員髖關(guān)節(jié)屈伸峰力矩測試結(jié)果（N·m）

2.2 膝關(guān)節(jié)

表3顯示，運動員膝關(guān)節(jié)240°/s屈、伸峰力矩均顯著低于 60°/s（P<0.05）；雙側(cè)肢體比較，男運動員在 60°/s時前腿屈、伸肌峰力矩均顯著高于后腿（P<0.05）；240°/s時前后腿屈肌峰力矩?zé)o顯著差異（P>0.05），而前后腿伸肌峰力矩差異顯著（P<0.05）。女運動員雙側(cè)膝關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩在兩個速度下均無顯著差別，相同速度下雙側(cè)肢體同名肌群峰力矩亦無顯著差異（P>0.05）。運動員雙側(cè)膝關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩比值在測試速度增加后有增加趨勢，但無顯著差異（P>0.05）。

表3 運動員膝關(guān)節(jié)屈伸峰力矩測試結(jié)果（N·m）

2.3 踝關(guān)節(jié)

表4顯示，與 60°/s時比較，240°/s時運動員前后腿踝關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩均顯著降低（P<0.05）。兩個速度下女運動員雙側(cè)踝關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩均無顯著差異；男運動員在60°/s時雙側(cè)踝關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩均有顯著差異（P<0.05），240°/s時無顯著性差異（P>0.05）。相同速度下，踝關(guān)節(jié)屈伸峰力矩比值、同名肌群峰力矩比值雙側(cè)均無顯著差異（P>0.05）；與60°/s時比較，240°/s時雙側(cè)肢體伸肌峰力矩較屈肌降低更為顯著（P<0.05）。

表4 運動員踝關(guān)節(jié)屈伸峰力矩測試結(jié)果（N·m）

2.4 原地縱跳高度

表5顯示，運動員前腿原地縱跳高度均顯著高于后腿（P<0.05）。

表5 原地單腿縱跳測試結(jié)果（cm）

3 討論

3.1 髖關(guān)節(jié)等速肌力分析

本研究結(jié)果顯示，在60°/s時，擊劍運動員髖關(guān)節(jié)雙側(cè)伸肌峰力矩顯著高于240°/s，與Cahalan的報道一致[7]，髖關(guān)節(jié)屈肌峰力矩基本保持不變，不同于常人[8]。在兩個速度下，運動員前后腿髖關(guān)節(jié)屈伸肌峰力矩比值顯著低于常人[9]，而與 Kushner[10]對職業(yè)芭蕾舞演員的研究相似，說明擊劍運動員對髖關(guān)節(jié)雙側(cè)伸肌的要求非常高。擊劍運動員臀部在形態(tài)上表現(xiàn)為前腿臀部厚度顯著大于后腿[2]，這種形態(tài)的差異與 60°/s時測試結(jié)果一致，雙側(cè)形態(tài)差別主要體現(xiàn)在慢速力量而不是快速力量。髖關(guān)節(jié)的這種等速力學(xué)表現(xiàn)，可能與擊劍基本姿勢下和弓步進(jìn)攻中要求髖關(guān)節(jié)具有很強的爆發(fā)力，以便快速完成步伐動作和節(jié)奏變換有關(guān)。擊劍運動員向前弓步的力量為合力作用，要求前腿屈髖、屈膝，造成身體重心向前，同時后腿蹬地，造成弓步向前加速運動，步伐的轉(zhuǎn)換和方向的變化在比賽和訓(xùn)練時是頻繁的，因此要求髖關(guān)節(jié)屈肌具有很好的爆發(fā)力。本研究中，男女運動員前后腿屈伸肌峰力矩的差異可能與男女在打法上的差異有關(guān)，男子的比賽節(jié)奏更快，對前腿肌肉力量的要求比女子更高。另外，男運動員雙側(cè)屈伸肌峰力矩比值差異，在240°/s時比值顯著增加，后腿甚至達(dá)到0.73；240°/s時男子兩腿同名肌肉峰力矩比值差別達(dá)到18%。這一方面說明測試速度60°/s增加到240°/s，男運動員伸肌力量較屈肌力量降低速度，尤其是后腿伸肌力量顯著高于屈肌，與后腿伸肌的爆發(fā)力訓(xùn)練不足有關(guān)；另一方面，前腿作為支撐腿，需要髖關(guān)節(jié)具有更強的最大力量，而后腿髖關(guān)節(jié)伸肌對爆發(fā)力要求更高，這在男運動員中更為明顯。

3.2 膝關(guān)節(jié)等速肌力分析

Sapega 等[5，11]對美國優(yōu)秀男子擊 劍運動員膝 關(guān)節(jié)30°/s進(jìn)行等速向心測試發(fā)現(xiàn)，前后腿屈肌群峰力矩?zé)o顯著差異，伸肌峰力矩差異顯著，雙側(cè)膝關(guān)節(jié)屈伸比有顯著差別。Koutedakis[12]等對英國男子擊劍運動員的研究發(fā)現(xiàn)，膝關(guān)節(jié)屈伸肌群在 60°/s、180°/s等速向心測試時，前腿峰力矩顯著高于后腿，但在更高速度下，前后腿差異不顯著。對擊劍運動員雙側(cè)膝關(guān)節(jié)等長最大力量的研究發(fā)現(xiàn)，前后膝關(guān)節(jié)在30°、60°、90°均未出現(xiàn)差異，認(rèn)為在擊劍實戰(zhàn)姿勢下，雙下肢的肌肉活動是較相似的[6]。

本研究發(fā)現(xiàn)，在兩個速度下，男運動員膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群峰力矩顯著高于男子優(yōu)秀速度滑冰運動員[13]，說明擊劍運動員的膝關(guān)節(jié)力量較強。男運動員伸肌峰力矩高于Nystrom[6]的研究，前后腿屈伸肌峰力矩在60°/s比較具有顯著差異，240°/s時雙側(cè)伸肌峰力矩差異顯著；女運動員在兩個速度下，前后腿屈伸肌峰力矩比較并無顯著差異。有研究報道，60°/s時女子膝關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩前后腿均在正常范圍[14，15]，男運動員前后腿此比值略高于常人[16]，240°/s等速向心測試運動員此比值均在正常范圍[16]。運動員在伸肌力量上的差異，可能是擊劍運動對前后腿伸肌力量要求不同所致。擊劍運動員前腿在運動中需要不停頓地實現(xiàn)離心、向心收縮，前腿在弓步刺動作中還是制動和支撐腿，負(fù)荷明顯大于后腿。前腿不僅需要很好的最大力量，還需要相當(dāng)?shù)目焖倭α?；后腿的這種支撐作用較前腿要小得多，后腿主要提供驅(qū)動力，對爆發(fā)力的要求顯著高于前腿。

另外，女運動員膝關(guān)節(jié)雙側(cè)同名肌群力矩差值均在正常范圍內(nèi)；男子運動員60°/s時雙側(cè)屈肌比值達(dá)到1.13，伸肌比值達(dá)到1.25，在240°/s時分別為1.14和1.15。在240°/s時，男子伸肌峰力矩前腿顯著高于后腿，但后腿下降幅度顯著低于前腿，可能后腿伸肌爆發(fā)力訓(xùn)練不足。研究發(fā)現(xiàn)[4，7，18]，擊劍運動員前腿圍度顯著高于后腿。經(jīng)計算機斷層掃描發(fā)現(xiàn)，前腿肌肉體積較后腿大16%。對不同劍種運動員肢體圍度的研究也發(fā)現(xiàn)，持劍手側(cè)大腿圍度與非持劍手對比，男花為11%，女花為13%，男重為9%，女重為8%[19]。這種肌肉體積的增加與訓(xùn)練年限有關(guān)[3]，具有項目特異性，可能是前腿在慢速力量下力量顯著高于后腿的形態(tài)基礎(chǔ)。

需要指出的是，每次出弓步，前腿伸肌都要進(jìn)行離心收縮，以為身體減速和提供緩沖，而后腿肌肉進(jìn)行向心收縮，以為身體提供驅(qū)動力[17]。對擊劍弓步動作雙腿ECG的研究證實，前腿股四頭肌肌電活動更趨向于靜力性工作，后腿的肌電活動更趨向動力性工作[20]。筆者認(rèn)為，前腿屈伸肌群在弓步支撐時，需要很強的離心力量，尤其是在向前弓步時，股后肌群在支撐角度下進(jìn)行離心收縮，有固定膝關(guān)節(jié)的作用（抑制脛骨向前），當(dāng)股后肌群力量薄弱時，拉傷的可能性增大。因此，前腿膝關(guān)節(jié)除需要很強的向心力量外，對離心力量也有很高要求，以預(yù)防和減少運動員膝關(guān)節(jié)受傷。這方面需要進(jìn)一步研究。

3.3 踝關(guān)節(jié)等速肌力分析

本研究中，在60°/s速度下，男運動員前腿踝關(guān)節(jié)屈伸峰力矩顯著大于后腿，240°/s速度下無顯著差異。兩個速度下，女運動員前后腿踝關(guān)節(jié)屈伸峰力矩均無顯著差異。從60°/s速度到240°/s，男女運動員前腿伸肌峰力矩降低明顯高于后腿。女子運動員兩腿峰力矩下降無顯著差異，顯示出男子運動員前腿伸肌慢速力量強于后腿，快速力量雙側(cè)無差異。在屈肌力量方面，男子前腿60°/s屈肌力量顯著大于后腿，240°/s時差異不顯著。這種等速力學(xué)特點可能與擊劍步伐中雙下肢踝關(guān)節(jié)執(zhí)行不同的功能有關(guān)。運動員向前移動步伐時要求勾腳尖，腳跟先著地，后腿小腿三頭肌收縮提供驅(qū)動力；向后移動時要求前腿用力蹬地，而后腿提供支撐和緩沖。在擊劍比賽中，步伐節(jié)奏和方向的變換是頻繁的，要求運動員前后腿踝關(guān)節(jié)伸肌要具有很好的爆發(fā)力，前腿尚需要很強的最大力量，以提供支撐和落地緩沖。分析本研究結(jié)果，我國擊劍運動員前后腿伸肌爆發(fā)力還有很大的發(fā)展空間。結(jié)合形態(tài)學(xué)研究，男子重劍運動員后小腿圍度比前腿大出2%，但在其他劍種中卻未發(fā)現(xiàn)此種差異[3]。我們未發(fā)現(xiàn)運動員后腿伸肌力量強于前腿，一方面可能與運動員的個人習(xí)慣有關(guān)，在基本姿勢下有的運動員重心靠前，而有的可能是靠中心或靠后；另一方面，這種圍度的差異可能尚未對小腿力量產(chǎn)生顯著影響。另外，在慢速和快速測試中，擊劍運動員踝關(guān)節(jié)屈伸峰力矩比值均顯著低于正常，與籃球和賽艇運動員接近[21，22]。這顯示擊劍運動員踝關(guān)節(jié)屈肌群尤其是脛骨前肌訓(xùn)練不足。

運動員下肢三關(guān)節(jié)伸肌等速肌力測試結(jié)果與原地縱跳的測試結(jié)果一致，進(jìn)一步說明運動員前腿伸肌的爆發(fā)力顯著高于后腿，反映出擊劍運動員的雙下肢不僅在形態(tài)上不同，而且在肌肉等速力量特征和爆發(fā)力方面存在顯著差別。在統(tǒng)計時，按不同劍種分別將三關(guān)節(jié)峰力矩進(jìn)行比較并未發(fā)現(xiàn)顯著差異，說明在執(zhí)行步伐移動和技術(shù)動作時各劍種運動員對下肢各關(guān)節(jié)肌肉力量的要求具有同一性和相似性，是擊劍項目的下肢力量特征之一。擊劍項目作為典型的非對稱項目，前后腿的這種肌力不均衡是客觀存在的，雙下肢在運動中執(zhí)行的功能也不同，因而，建議在今后的訓(xùn)練中發(fā)展前后腿力量時應(yīng)區(qū)別對待。

4 總結(jié)

男子擊劍運動員下肢關(guān)節(jié)等速肌力雙側(cè)不對稱，女運動員不對稱表現(xiàn)不明顯。擊劍運動員下肢薄弱肌群為后腿髖關(guān)節(jié)伸肌群、股后肌群、前腿股后肌群及踝關(guān)節(jié)背伸肌群。

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