不同等級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)肌群離心收縮時(shí)肌力特征研究

杜建國

●研究報(bào)道

不同等級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)肌群離心收縮時(shí)肌力特征研究

杜建國

分析比較不同級(jí)別男子跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)屈伸肌群離心收縮時(shí)峰力矩特點(diǎn)及差異。在首都體育學(xué)院生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室，采用德國I SOMED2000等速測(cè)試儀，對(duì)8名一級(jí)男子跳高運(yùn)動(dòng)員和8名二級(jí)男子跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)肌群進(jìn)行等速離心收縮測(cè)試，測(cè)試角速度60°/s、120°/s、240°/s，指標(biāo)包括峰值力矩、相對(duì)峰力矩（峰值力矩/體重）、峰值力矩屈伸比。研究結(jié)果：（1）一級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員起跳腿膝關(guān)節(jié)屈、伸肌峰力矩較二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員有顯著性差異（P＜0.05）；（2）平均功率隨給定運(yùn)動(dòng)角速度的增大而增大（P＜0.01）；（3）離心收縮峰力矩隨給定運(yùn)動(dòng)速度的增加無顯著變化；（4）離心收縮膝關(guān)節(jié)屈伸肌群峰力矩比值為0.60～0.63之間。結(jié)論：跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)肌群等速測(cè)試結(jié)果的差異是造成一、二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)差異的原因之一。

跳高運(yùn)動(dòng)員；膝關(guān)節(jié)；離心收縮；等速

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

北京體育大學(xué)、首都體育學(xué)院跳高運(yùn)動(dòng)員16人，一級(jí)8

人，二級(jí)8人，起跳腿均為左腿?；厩闆r見表1。

表1 受試者基本情況 （n=8）

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：首都體育學(xué)院生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室。測(cè)試時(shí)間：2008年4月。設(shè)備為德國ISOMED2000等速測(cè)試儀。測(cè)試膝關(guān)節(jié)肌群在等速離心收縮（克制工作）時(shí)的生物力學(xué)特征，嚴(yán)格按ISOMED2000等速測(cè)試儀操作手冊(cè)規(guī)定進(jìn)行。測(cè)試實(shí)驗(yàn)參數(shù)：角速度60°/s、120°/s、240°/s，關(guān)節(jié)起始角度+10°~+90°，測(cè)試指標(biāo)為峰值力矩、相對(duì)峰力矩（峰值力矩/體重）、峰值力矩屈伸比。

測(cè)試分兩批在一周內(nèi)進(jìn)行，每次半天。測(cè)試時(shí)間為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練前，且前一日無大運(yùn)動(dòng)量的訓(xùn)練。測(cè)試流程為，先做準(zhǔn)備活動(dòng)（以全身發(fā)熱不感到累為宜，心率控制在120～130次/min），而后是姿勢(shì)固定和激光頭校準(zhǔn)定位，最后進(jìn)行測(cè)試，受試者按設(shè)計(jì)要求用最大力量重復(fù)完成6次測(cè)試，測(cè)3組，每組測(cè)試間歇120 s。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

所有數(shù)據(jù)以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用SPSS11.5對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。兩組間所測(cè)數(shù)據(jù)采用配對(duì)樣本T檢驗(yàn)。

2 測(cè)試結(jié)果與分析討論

2.1 一、二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)屈伸肌群等速離心收縮峰力矩、相對(duì)峰力矩及峰力矩屈伸比值測(cè)試結(jié)果與分析討論

膝關(guān)節(jié)肌群離心收縮是指膝關(guān)節(jié)附屬肌群在收縮過程中，外加負(fù)荷大于肌肉本身的收縮負(fù)荷，而迫使肌肉被動(dòng)拉長(zhǎng)的過程[6-7]。從表2中可以看出，膝關(guān)節(jié)肌群離心收縮時(shí)，一級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員起跳腿、擺動(dòng)腿膝關(guān)節(jié)伸肌峰力矩都較二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員有顯著性差異（P＜0.05）。結(jié)合項(xiàng)目特點(diǎn)分析認(rèn)為，伸肌群離心收縮有三方面作用：其一，膝關(guān)節(jié)伸肌群離心收縮能力的大小是保持重心高度的重要因素，伸肌群抗離心收縮的能力能防止重心過度下降和臀部下坐；其二，膝關(guān)節(jié)伸肌群由離心收縮向向心收縮轉(zhuǎn)化是保持助跑速度的重要環(huán)節(jié)，伸肌群快速的向心收縮能有效防止擺動(dòng)腿支撐無力現(xiàn)象和重心快速前移；其三，伸肌群做退讓性工作，即被動(dòng)拉長(zhǎng)，增加了伸肌群的收縮初長(zhǎng)度，增加了做功距離，這與投擲項(xiàng)目的超越器械意義相同。

表2 一、二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員起跳腿、擺動(dòng)腿屈伸肌群等速離心收縮峰力矩、相對(duì)峰力矩及峰力矩屈伸比

從跳高技術(shù)角度講，起跳時(shí)由于支撐反作用力不是準(zhǔn)確地通過人體的重心，當(dāng)起跳腿蹬伸作用于地面時(shí)，支撐反作用力對(duì)人體產(chǎn)生了一個(gè)偏心推力，偏心推力的方向與助跑切線方向垂直，同時(shí)擺動(dòng)腿屈膝上擺使人體繞垂直軸旋轉(zhuǎn)，當(dāng)人體轉(zhuǎn)動(dòng)到背對(duì)橫桿時(shí)，偏心推力使人體繞額狀軸旋轉(zhuǎn)，這兩個(gè)力對(duì)背越試跳高的騰空技術(shù)具有重要意義[8-9]。測(cè)試結(jié)果中一、二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員伸肌峰力矩的差異并結(jié)合專項(xiàng)技術(shù)要求是否為成績(jī)差異的原因，有待于進(jìn)一步研究。

跳高運(yùn)動(dòng)員膝屈伸肌群在等速離心收縮時(shí)，隨著給定運(yùn)動(dòng)速度的加快，峰力矩?zé)o顯著的差異（P＞0.05），即一般力量、快速力量、力量耐力在離心收縮時(shí)三者無差異。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因可能是：其一，等速離心收縮時(shí)，除克服外界阻力外，肌肉本身沒有其他形式的內(nèi)加負(fù)荷；其二，雖然肌肉本身的離心收縮峰力矩隨給定角速度的增加而減小，但肌肉中的肌腱、軟組織以及結(jié)締組織中的流體粘滯性所產(chǎn)生的阻力，會(huì)隨給定角速度的增加而增大，使得肌肉本身的收縮力與非收縮成分產(chǎn)生阻力的合力，保持了一種動(dòng)態(tài)平衡，因此表現(xiàn)為隨給定運(yùn)動(dòng)速度增加，膝關(guān)節(jié)屈伸肌群離心收縮峰力矩?zé)o顯著性差異。盧德明在《青年人六大環(huán)節(jié)肌力研究》中也揭示了相同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，實(shí)驗(yàn)設(shè)備為美國產(chǎn)CYBEX-6000[10]。研究結(jié)果與成鵬研究的結(jié)果不一致，成鵬研究證實(shí)：使用美國產(chǎn)BIODEXⅡAP型多關(guān)節(jié)等速測(cè)試儀在對(duì)膝關(guān)節(jié)肌群進(jìn)行等速離心收縮測(cè)試時(shí)，隨速度增加峰力矩也增加[11]。分析認(rèn)為，產(chǎn)生不同研究結(jié)果的原因可能是實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)對(duì)象、實(shí)驗(yàn)條件不同造成的，同時(shí)，不同的實(shí)驗(yàn)儀器也是造成實(shí)驗(yàn)結(jié)果背離的重要原因。

一、二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)肌群等速離心收縮時(shí)峰力矩屈伸比無顯著性差異（P＞0.05）。測(cè)試結(jié)果在0.60~0.63之間，邱建宏對(duì)30名普通大學(xué)男生進(jìn)行了膝關(guān)節(jié)肌群等速離心測(cè)試，測(cè)試設(shè)備為美國產(chǎn)CYBEX-6000，測(cè)試結(jié)果顯示其屈伸肌比值為0.59~0.64之間[12]。作為跳高運(yùn)動(dòng)員，下肢肌群屈伸比應(yīng)該較普通人要高，但測(cè)試結(jié)果與普通人接近，原因有待于進(jìn)一步研究。

2.2 一、二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群等速離心收縮總功、相對(duì)總功測(cè)試數(shù)據(jù)與分析討論

從表3數(shù)據(jù)看，離心收縮時(shí)，跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)肌群在給定的不同速度下，表現(xiàn)為：擺動(dòng)腿膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群離心收縮總功一級(jí)運(yùn)動(dòng)員較二級(jí)運(yùn)動(dòng)員有顯著性差異（P＜0.05）。說明一級(jí)運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)肌群離心收縮能力強(qiáng)于二級(jí)運(yùn)動(dòng)員。分析認(rèn)為，倒數(shù)第二步中膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群在著地緩沖和蹬伸過程中，其離心收縮的工作能力對(duì)于保持助跑所獲得的動(dòng)能向起跳轉(zhuǎn)化，對(duì)于保證后繼的起跳效果，都具有非常重要的意義，并且較高的退讓性收縮能力能夠滿足較高的技術(shù)要求[13-15]。因此，跳高項(xiàng)目應(yīng)注重倒數(shù)第二步中肌肉離心工作能力的培養(yǎng)，二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員在力量訓(xùn)練中應(yīng)加強(qiáng)膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群離心收縮力量的練習(xí)。各肌群總功無顯著性變化；伸肌總功大于屈肌總功，這與伸肌較屈肌發(fā)達(dá)有關(guān)。一、二級(jí)運(yùn)動(dòng)員起跳腿同名肌之間無顯著性差異（P＞0.05）。

2.3 跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群等速離心收縮平均功率、相對(duì)平均功率測(cè)試結(jié)果與分析討論

從表4看出，等速離心收縮時(shí)，跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群平均功率隨給定運(yùn)動(dòng)速度的增大而增大（P＜0.01），且起跳腿屈伸肌群平均功率都較擺動(dòng)腿大，伸肌平均功率大于屈肌。平均功率隨給定運(yùn)動(dòng)角速度的增大而增大，對(duì)于功率而言其大小取決于功和時(shí)間比值，從表中數(shù)據(jù)看，同一級(jí)別同側(cè)肌群力矩和總功在不同角速度下無顯著性差異，運(yùn)動(dòng)時(shí)間卻隨膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)角速度的加快而迅速減小，表現(xiàn)為平均功率增大，因此，跳高項(xiàng)目要提高起跳時(shí)的功率，就必須減小起跳時(shí)間，即加快起跳速度。

表3 一、二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員起跳腿、擺動(dòng)腿屈伸肌群等速離心收縮總功、相對(duì)總功

表4 一、二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員起跳腿、擺動(dòng)腿屈伸肌群等速離心收縮平均功率、相對(duì)平均功率

3結(jié) 論

膝關(guān)節(jié)肌群離心收縮時(shí)，一級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員起跳腿膝關(guān)節(jié)屈、伸肌峰力矩較二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員有顯著性差異（P＜0.05），因此二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員應(yīng)增加起跳腿膝關(guān)節(jié)屈肌群退讓性收縮的能力。等速離心收縮時(shí)，平均功率隨給定運(yùn)動(dòng)角速度的增大而增大（P＜0.01），因此跳高項(xiàng)目要提高起跳時(shí)的功率，就必須減小起跳時(shí)間，即加快起跳速度。綜上，通過等速測(cè)試，跳高運(yùn)動(dòng)員膝關(guān)節(jié)肌群等速測(cè)試結(jié)果的差異是造成一、二級(jí)跳高運(yùn)動(dòng)員成績(jī)差異的原因之一。

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Strength Characteristics of Eccentric Knee Muscles of Different Levels of High Jumper

DU Jianguo
（School of PE，Weifang University，Weifang 261061，China）

The peak torque strength characteristics of eccentric of knee muscles of different levels of high jumpers was analyzed，using the German ISOMED2000 Isokinetic test device.We tested the angular of 60°/s，120°/s，240°/s of eccentric knee muscles to the 8 elite athletes and 8 sub-elite athletes of high jumpers，the test indicators include peak torque，relative peak torque and peak torque ratio of flexion and extension.We found that，first，the peak torque had significant difference from not only flexion but also extensor of primary and secondary jumpers of their take-off leg（P＜0.05）.Second，average power increased with a given angular velocity of movement（P＜0.01）.Third，the eccentric peak torque changed not significantly with the increasing of a given velocity.Fourth，eccentric contract peak torque the flexors and extensors of knee ratio between 0.60 and 0.63.The differences of Isokinetic test results of knee muscle groups is the reason made different levels of elite or sub-elite high jumpers.

high jump athletes；knee joint；eccentric contract；equal speed

G 804.63

A

1005-0000（2011）04-0364-03

2010-09-08；

2011-05-09；錄用日期：2011-05-15

杜建國（1960-），男，山東濰坊人，副教授，研究方向?yàn)轶w育運(yùn)動(dòng)理論與實(shí)踐。

濰坊學(xué)院體育學(xué)院，山東維坊261061。