李 游,楊健科,鄧 偉,鄧 蕓,李垠朋,于學(xué)媛
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)體育學(xué)院,云南 昆明 650201;2.云南師范大學(xué)文理學(xué)院,云南 昆明 650222)
水浴療法對運(yùn)動員體能恢復(fù)影響的研究進(jìn)展
李 游1,楊健科1,鄧 偉1,鄧 蕓2,李垠朋1,于學(xué)媛1
(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué)體育學(xué)院,云南 昆明 650201;2.云南師范大學(xué)文理學(xué)院,云南 昆明 650222)
水浴療法作為一種積極的體能恢復(fù)策略,如今在國外的運(yùn)動訓(xùn)練領(lǐng)域越來越流行,其中包括冷水浸泡、冰浴和冷熱水浴。這些方法能夠使訓(xùn)練后運(yùn)動員的心率、血壓、呼吸、新陳代謝、心輸出量和每分通氣量以及血液中兒茶酚胺濃度增加;降低血清肌酸激酶活性與濃度,降低訓(xùn)練后運(yùn)動員的疲勞度,減少疲勞的產(chǎn)生,還能夠減少細(xì)胞的壞死與代謝,降低神經(jīng)傳導(dǎo)的速率,減輕訓(xùn)練后延遲性肌肉酸痛的癥狀,延緩訓(xùn)練后肌肉爆發(fā)力、力量的下降;同時(shí)還能起到消除水腫與局部肌肉腫脹,降低運(yùn)動引起的細(xì)微肌肉損傷,防治運(yùn)動性肌肉損傷等作用。
水浴療法;冷水浸泡;冰??;體能恢復(fù)
體能恢復(fù)是每一個(gè)競技運(yùn)動項(xiàng)目需要面對的重要問題。體能恢復(fù)的優(yōu)劣程度對運(yùn)動員的運(yùn)動表現(xiàn)會產(chǎn)生直接影響,好的恢復(fù)策略和手段能夠使運(yùn)動員較為充分的恢復(fù)體能,獲得更佳的運(yùn)動表現(xiàn),降低運(yùn)動損傷的風(fēng)險(xiǎn)。體能恢復(fù)一般包括能量攝入,即碳水化合物和營養(yǎng)物質(zhì)的補(bǔ)充,外加充足的睡眠和休息,這是大多數(shù)運(yùn)動員與教練員都會實(shí)施和安排的,然而運(yùn)動后疲勞地減輕與體內(nèi)代謝廢物地排出則很少得到關(guān)注。對于運(yùn)動員來說,訓(xùn)練后的恢復(fù)是一個(gè)涉及心理和生理的重塑時(shí)期,是周期性訓(xùn)練中的重要組成部分,它能夠使運(yùn)動員獲得最佳的訓(xùn)練效果[1]。通常情況下,如果教練員與運(yùn)動員在體能恢復(fù)中不投入足夠的時(shí)間與精力,這就會導(dǎo)致許多運(yùn)動員產(chǎn)生疲勞堆積,在下一次的訓(xùn)練或比賽中不能發(fā)揮最佳的運(yùn)動能力,更為糟糕的是發(fā)生運(yùn)動損傷。
在競技訓(xùn)練領(lǐng)域,水浴療法目前已經(jīng)成為了一種國外最流行的恢復(fù)手段。水浴療法包括冷水浸泡,冰浴,冷熱水浴。這些方法在訓(xùn)練周期中能夠降低運(yùn)動員的疲勞度,減少疲勞的產(chǎn)生[1];減輕訓(xùn)練后延遲性肌肉酸痛的癥狀,延緩訓(xùn)練后肌肉爆發(fā)力、力量的下降[2,3];同時(shí)還能起到消除水腫與局部肌肉腫脹,降低運(yùn)動引起的細(xì)微肌肉損傷等作用[4,5],幫助身體更加迅速地恢復(fù)至訓(xùn)練之前的狀態(tài)。此外,水浴療法還能夠減少細(xì)胞的壞死與代謝,降低神經(jīng)傳導(dǎo)的速率[6,7]。近年來,國外體能訓(xùn)練師已經(jīng)將水浴療法運(yùn)用到許多競技運(yùn)動項(xiàng)目當(dāng)中,例如籃球[8]、足球[9,10,11]、田徑[12,13]、橄欖球[14,15,16]等,本文將就此進(jìn)行綜述。
如前所述,水浴療法包括冷水浸泡、冰浴、冷熱水浴,前兩種在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域統(tǒng)稱為冷凍療法。冷水浸泡通常以下肢浸泡為主,也包括全身浸泡和上肢浸泡,具體方法為將人體的上、下肢或者全身浸泡在裝有冷水的水缸或者其他容器中,根據(jù)個(gè)體對低溫的本體感受能力水溫一般為10-15℃[17]或者0-10℃[18],浸泡時(shí)間為10-15分鐘[17],其中下肢浸泡的部位有膝蓋以下,或者腰部以下;上肢浸泡包括前臂或者肩以下的整個(gè)手臂;全身浸泡的身體區(qū)域是包括肩以下的所有部位。冰浴也就是冷水浴,水溫并不是0℃,而是10-15℃,時(shí)間不超過10分鐘。冷熱水浴是指在一定時(shí)間內(nèi)進(jìn)行冷水、熱水交替循環(huán)的水浴療法,冷水水溫為10-15℃,熱水水溫為37-45℃,冷熱水浴的時(shí)間通常為冷水浴2×3min,熱水2×3min,意即冷水浴3分鐘立即換為3分鐘的熱水浴,緊接著再3分鐘冷水浴,最后繼續(xù)3分鐘的熱水浴(見表1)。
表1 水浴療法的分類
2.1冷水浸泡對身體產(chǎn)生的影響
冷水浸泡可以使人體內(nèi)產(chǎn)生一系列有益的生理過程,例如刺激皮膚加速血流,消除腫脹,在不增加能量消耗的前提下提高心輸出量,加快血液向體內(nèi)各組織運(yùn)載營養(yǎng)物質(zhì)的能力從而達(dá)到提高代謝廢物排出的效果[6]。Wilcock在研究中發(fā)現(xiàn),人體在15℃的冷水中浸泡15分鐘,能夠?qū)⒓∪鈨?nèi)的溫度降低10℃,同時(shí)下肢的血液流速會加快,這樣能夠增加肌肉內(nèi)氧氣與營養(yǎng)物質(zhì)的供應(yīng),加快體內(nèi)廢物代謝[7]。此外,當(dāng)全身或身體某部位浸泡在冷水中時(shí),身體不但受水溫的影響,水壓同樣會對身體浸泡的部位產(chǎn)生影響,水壓與水深是成正比關(guān)系。當(dāng)水深為1米時(shí),水壓為981Pa,同理在水壓為0.1米時(shí)水壓為98.1Pa。因此,身體外部水壓的增加也會加快血液的流速。再者,浸泡在水中時(shí),身體所受重力影響減小,與此同時(shí),肌肉的神經(jīng)傳導(dǎo)速率隨之降低,人體的疲勞感會下降[6,7]。
2.2冷水浸泡對肌肉產(chǎn)生的影響
人體在大負(fù)荷的訓(xùn)練或比賽之后,會產(chǎn)生延遲性肌肉酸痛,這是因?yàn)檫\(yùn)動后肌纖維的細(xì)微損傷導(dǎo)致的,隨即出現(xiàn)的肌肉僵硬,加劇了人體肌肉的酸痛感,導(dǎo)致關(guān)節(jié)活動受限,這些肌肉出現(xiàn)細(xì)微損傷是由于在大強(qiáng)度的訓(xùn)練中進(jìn)行了很多次的離心收縮,使該收縮肌肉內(nèi)乳酸大量堆積,局部缺血,隨后出現(xiàn)肌肉水腫、腫脹[19]。另外人體的肌肉在大強(qiáng)度的離心收縮時(shí),肌纖維受到細(xì)微的損傷會導(dǎo)致出現(xiàn)急性肌肉炎癥;隨后,肌肉內(nèi)血管的滲透性增加,細(xì)胞外的蛋白質(zhì)開始聚集,使細(xì)胞內(nèi)的滲透壓增大,細(xì)胞液增加,同樣也會導(dǎo)致肌肉的腫脹,使人體產(chǎn)生疼痛感。而且,隨著腫脹的加劇,加大了人體的疼痛感[20]。研究人員發(fā)現(xiàn)冷水浸泡不但能夠減少急性肌肉炎癥發(fā)生,縮短炎癥的繼續(xù)時(shí)間[21],降低肌肉血管的通透性,還會對神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生影響,降低神經(jīng)信號傳導(dǎo)的速率,抑制疼痛感的傳導(dǎo)。當(dāng)人體的下肢浸泡在冷水中時(shí),浸泡部位組織外部的溫度下降,能夠延緩神經(jīng)傳導(dǎo)速率,減少乙酰膽堿(Ach)的產(chǎn)生[6,20]。在水溫和水壓的共同影響下,冷水浸泡還能夠起到止痛的效果[22]。
此外,冷凍療法還能夠減少肌肉的主軸活動,減少、抑制肌肉的強(qiáng)直狀態(tài),松解肌肉粘連,降低關(guān)節(jié)活動的受限度。Eston的研究結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)組被試的前臂在水溫15℃的冷水中浸泡15分鐘后,肘關(guān)節(jié)的活動范圍明顯比對照組被試大[20]。
2.3水浴療法對心血管系統(tǒng)的影響
人體在低溫環(huán)境下,會引起心血管系統(tǒng)與呼吸系統(tǒng)的一些突然的適應(yīng)性變化,這并不是生理學(xué)中的一種新現(xiàn)象,這種現(xiàn)象稱之為冷沖擊效應(yīng),具體表現(xiàn)為呼吸急促,心跳加速,過度緊張,打冷顫。人體的這種反應(yīng)在冷水浸泡的前30秒會到達(dá)一個(gè)峰值,大多數(shù)人將會在大約3分鐘后完全適應(yīng)[23]。Mantoni等人在研究中發(fā)現(xiàn)冷水浸泡會增加被試的心率,在浸泡后的前30秒,被試的心率相較于浸泡前會立即增加,由74次/分鐘增加至107次/分鐘,隨著被試身體在低溫環(huán)境下產(chǎn)生的適應(yīng),被試的心率逐漸下降,1分鐘后降低至95次/分鐘,2分鐘后為92次/分鐘,3分鐘后為84次/分鐘[24]。然而對于長時(shí)間在低溫下運(yùn)動、對低溫環(huán)境產(chǎn)生適應(yīng)的運(yùn)動員來說,例如冬泳運(yùn)動員,這一現(xiàn)象恰好相反,這些運(yùn)動員進(jìn)行冷水浸泡或者冰浴時(shí),他們的心率會降低[25,26]。
如前所述,低溫環(huán)境會引起人體呼吸急促、心率增加,在冷水浸泡時(shí),由于受到溫度和水壓的雙重影響,人體的血壓也會增加。Eglin的研究顯示在浸泡最初的30秒內(nèi),被試下肢的動脈收縮壓由浸泡前的128. 7mmHg增加到143.1mmHg,舒張壓同樣隨之升高[25]。在低溫和水壓的雙重作用下,人體內(nèi)血液的流速加快,每搏輸出量和心輸出量增加[6]。
2.4水浴療法對呼吸系統(tǒng)的影響
由于人體的冷沖擊效應(yīng),人體進(jìn)行冷水浸泡或冰浴的初期,人體會呼吸急促,肺通氣量、每分鐘通氣量和耗氧量明顯增加,而且在低溫刺激后的前30秒會到達(dá)一個(gè)峰值。Tipton的研究表明,在冷水浸泡1分鐘后被試的平均每分鐘通氣量由16.4l/min增加到31l/min[26]。Montoni觀察到被試在進(jìn)入低溫環(huán)境的30秒后,每分鐘通氣量由之前的11 l/min迅速增加為66 l/min[24]。
2.5水浴療法對代謝的影響
2.5.1 骨骼肌中肌酸激酶活性 肌酸激酶(creatine kinase)是與人體能量代謝密切相關(guān)的酶,它為人體肌肉收縮功能,是ATP-CP循環(huán)中的關(guān)鍵酶,可以用來顯示肌肉的受損程度。
在靜息狀態(tài)下,人體內(nèi)肌細(xì)胞和血液中肌酸激酶數(shù)量差異特別大,這是因?yàn)榧〖?xì)胞結(jié)構(gòu)完整、功能正常,肌細(xì)胞的肌酸激酶極少透過細(xì)胞膜[27]。人體在大負(fù)荷的訓(xùn)練或比賽后,肌細(xì)胞膜的通透性增加,肌酸激酶會從受損的肌肉細(xì)胞內(nèi)向細(xì)胞外的空間溢出進(jìn)入血液中,Eston認(rèn)為肌酸激酶的從細(xì)胞外溢出后,將會首先進(jìn)入淋巴血管[20],這是血液中的血清肌酸激酶活性升高的主要原因之一。
冷凍療法能夠降低血管的通透性與細(xì)胞內(nèi)的滲透壓,從而減少肌酸激酶從細(xì)胞內(nèi)溢出進(jìn)入淋巴血管,延緩淋巴血管流速。Ingram的研究表明在連續(xù)三天大強(qiáng)度的訓(xùn)練后,被試每天都進(jìn)行冷水浸泡(10℃,2× 5min),能夠降低被試血清肌酸激酶活性[2]。Giuseppe等監(jiān)測了10名優(yōu)秀橄欖球運(yùn)動員接受全身冷凍療法前后血液免疫學(xué)指標(biāo)、乳酸脫氫酶和肌酸激酶等指標(biāo)的變化,他們發(fā)現(xiàn)在進(jìn)行冷凍療法一周后,運(yùn)動員的血液中各類反應(yīng)蛋白免疫學(xué)指標(biāo)沒有顯著性地變化,乳酸脫氫酶和肌酸激酶出現(xiàn)明顯降低(P<0.05),白細(xì)胞介素等抗炎因子出現(xiàn)升高,所以Giuseppe認(rèn)為冷凍療法可降低血清肌酸激酶和乳酸脫氫酶的濃度,激活抗炎因子,可應(yīng)用于防治運(yùn)動性肌肉損傷[28]。
2.5.2 兒茶酚胺水平 前面已經(jīng)提到,由于人體在低溫環(huán)境下的冷沖擊效應(yīng),人體會呼吸急促,心跳加速,而且還會促使交感神經(jīng)系統(tǒng)活動興奮,抑制副交感神經(jīng)系統(tǒng)活動。交感神經(jīng)系統(tǒng)活動增加的其中一個(gè)原因是,冷水浸泡致使人體內(nèi)兒茶酚胺與去甲腎上腺素的水平提高而引起的。Huttunen的研究指出,經(jīng)過持續(xù)時(shí)間少于5分鐘的冷水浸泡后,被試的兒茶酚胺與去甲腎上腺素水平立即明顯增加(P<0.01),在浸泡結(jié)束30分鐘后,回到正常水平[29]。
2.5.3 抗氧化能力 人體內(nèi)的氧化代謝會產(chǎn)生少量的自由基(free-radical),一般情況下,體內(nèi)的抗氧化系統(tǒng)能及時(shí)清除這些氧自由基,從而維持自由基的代謝平衡,但是運(yùn)動應(yīng)激會誘導(dǎo)體內(nèi)大量自由基的堆積,細(xì)胞中抗氧化保護(hù)機(jī)制不足時(shí),使活性氧產(chǎn)生堆積并對細(xì)胞產(chǎn)生毒性,從而產(chǎn)生氧化和抗氧化的不平衡狀態(tài),這種狀態(tài)稱為氧化應(yīng)激(oxidative stress)[30]。
谷胱甘肽(GSH)、維生素C(ascorbic acid)及尿酸(uric acid)這三種物質(zhì)是人體內(nèi)重要的抗氧化物質(zhì),它們可以消除機(jī)體內(nèi)的過氧化氫及脂質(zhì)過氧化物,阻斷活性氧自由基對機(jī)體的進(jìn)一步損傷,是生物體內(nèi)重要的活性氧自由基清除劑[31,32]。谷胱甘肽能幫助人體保持正常的免疫系統(tǒng)的功能,并兼具有抗氧化作用和解毒作用;維生素C是人們比較熟悉的抗氧化劑;尿酸有抗氧化、抗DNA損傷作用,屬于非酶類抗氧化物質(zhì)。Elzbieta等觀察了32名多發(fā)性硬化癥患者冷凍療法前后血漿尿酸的變化,結(jié)果發(fā)現(xiàn)治療后血漿尿酸出現(xiàn)明顯上升(P<0.01),他認(rèn)為冷凍療法可刺激機(jī)體釋放更多的抗氧化物質(zhì),是一種效果確定的輔助抗氧化療法[33];在另一項(xiàng)研究中,這種現(xiàn)象卻完全相反, Siems的研究結(jié)果顯示,冬泳運(yùn)動員在訓(xùn)練結(jié)束后,體內(nèi)谷胱甘肽、維生素C以及尿酸的水平會立即明顯下降(P<0.01)[34]。Siems的研究對象是冬泳運(yùn)動員,由于長期在低溫環(huán)境下運(yùn)動,冬泳運(yùn)動員已經(jīng)對低溫環(huán)境產(chǎn)生適應(yīng),冷沖擊效應(yīng)對他們產(chǎn)生的影響相較于在常溫環(huán)境運(yùn)動的運(yùn)動員要小得多,所以會出現(xiàn)抗氧化物水平下降的趨勢[35]。
在一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)對象為健康成年女性,為期12周、實(shí)驗(yàn)組與對照組每周隨機(jī)進(jìn)行3次冷水浸泡或全身冷凍療法實(shí)驗(yàn)中,兩組被試在低溫處理結(jié)束后,其血漿抗氧化能力(radicalantioxidant capacity ofplasma)都會明顯上升(P<0.05),35分鐘之后回到基礎(chǔ)值[36]。
人體在冷水浸泡或冰浴后,體內(nèi)氧自由基的產(chǎn)生機(jī)制很多,很難被一一界定。但是,人體在低溫環(huán)境下,機(jī)體自主進(jìn)行溫度調(diào)節(jié)從而發(fā)抖的顫抖性產(chǎn)熱與氧自由基的產(chǎn)生密切相關(guān),已經(jīng)得到證實(shí)[37]。人體受到低溫刺激而發(fā)抖是不由自主的,是一種為了大面積產(chǎn)熱有節(jié)律不斷重復(fù)的肌肉收縮,在人體進(jìn)入低溫環(huán)境的初期,會立即出現(xiàn),隨后慢慢減少;人體在低溫環(huán)境下為調(diào)節(jié)體溫除了顫抖性產(chǎn)熱以外,還有非顫抖性產(chǎn)熱,它是一種不涉及肌肉活動而釋放的化學(xué)能的產(chǎn)熱過程,主要發(fā)生在褐色脂肪組織(brown adipose tissue)中,當(dāng)人體受冷應(yīng)激時(shí),褐色脂肪組織線粒體內(nèi)膜上獨(dú)特的蛋白質(zhì)質(zhì)子通道打開,使氧化磷酸化解偶聯(lián),由呼吸鏈生物氧化所產(chǎn)生的跨膜質(zhì)子梯度,通過質(zhì)子通道回到膜內(nèi),而全部能量以熱的形式釋放,這種產(chǎn)熱過程可能會增加自由基的產(chǎn)生[35]。
不可否認(rèn),水浴療法引起機(jī)體內(nèi)自由基的增多,是使用冷水浸泡或者冰浴作為一種積極的恢復(fù)策略最不愿意得到的結(jié)果,自由基的大量堆積將會延緩恢復(fù)過程,增加恢復(fù)時(shí)間。那么,在進(jìn)行冷水浸泡或冰浴時(shí),是否應(yīng)當(dāng)將人體的溫度降低至產(chǎn)生顫抖性產(chǎn)熱的臨界點(diǎn),避免或者延緩進(jìn)入顫抖性產(chǎn)熱階段,從而減少自由基的產(chǎn)生,目前還沒有人得出這方面的結(jié)論。
2.6水浴療法對體溫產(chǎn)生的影響
人體在運(yùn)動后,體內(nèi)的組織及其肌肉的溫度會升高,在冷水浸泡時(shí),根據(jù)熱傳遞效應(yīng),人體進(jìn)入低溫環(huán)境后,體內(nèi)的熱量會大量丟失,使得體溫下降。Tipton的研究證實(shí),被試體表溫度意即皮膚的溫度在冷水浸泡后會立即下降[26],然而對于體內(nèi)深層組織的溫度變化卻未見詳細(xì)報(bào)到。
在另外一項(xiàng)研究中,科研人員發(fā)現(xiàn)冷熱水浸泡對被試肌肉內(nèi)部能夠起到降溫作用,溫度的變化較小[38]。值得注意的是,在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,冷凍療法的主要功效就是用來降低核心溫度(core temperature)的,最近的研究結(jié)果顯示,在2×30s的冷水浸泡后即刻,人體的核心溫度降低了0.1℃[26]。Peiffer證實(shí)在氣溫為27-34℃的環(huán)境中進(jìn)行跑步和自行車運(yùn)動后,進(jìn)行持續(xù)時(shí)間5-10min的冷水(15℃)浸泡可以降低運(yùn)動員的核心溫度及其肌肉溫度[39]。如前所述Wilcock的研究發(fā)現(xiàn),在15℃的冷水中浸泡15分鐘,能夠?qū)⒓∪鈨?nèi)的溫度降低10℃,同時(shí)下肢的血液流速會加快;Enwemeka指出,冷水浸泡能降低體表和體內(nèi)肌肉的溫度,隨后,體內(nèi)組織的溫度也會隨之降低[40]。因此冰浴與冷水浸泡對體內(nèi)肌肉和組織能起到的降溫作用是毫無疑問的,體內(nèi)溫度的下降會引起皮膚外圍血管收縮的連鎖效應(yīng),減少血管收縮次數(shù)及其組織內(nèi)部腫脹的形成[35]。
盡管水浴療法作為一種有效積極的恢復(fù)策略在國外的各大運(yùn)動項(xiàng)目中被廣泛運(yùn)用,但在我國卻很少受到關(guān)注。筆者在進(jìn)行檢索時(shí),中文數(shù)據(jù)庫包括中國期刊全文數(shù)據(jù)庫(1999-2013年)、萬方數(shù)據(jù)庫(1995-2013年),檢索關(guān)鍵詞為“冷凍療法”、“水浴療法”、及“全身冷凍治療”、“冰浴”、“體能恢復(fù)”、“冷水浸泡”;外文數(shù)據(jù)庫包括Cochrane Database of Systematic Reviews(1999-2013年)及EBSCO(1999-2013年),檢索時(shí)的關(guān)鍵詞為“cryotherapy”、“water immersion”、“cold water immersion”、“ice bath”、“hydrotherapy”、“contrastwater therapy”。從文獻(xiàn)檢索的結(jié)果來看,無相關(guān)中文文獻(xiàn),說明水浴療法在運(yùn)動員體能恢復(fù)中的應(yīng)用研究并沒有引起國內(nèi)相關(guān)專家學(xué)者的重視,這與國外開展了大量的相關(guān)實(shí)證研究形成較大反差。
綜上所述,水浴療法能夠?qū)τ?xùn)練或比賽后運(yùn)動員的體能恢復(fù)產(chǎn)生大量積極的促進(jìn)作用,然而,仍然有很多水浴療法引起的生理學(xué)和生物化學(xué)原理沒有得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,因此,對于水浴療法對體能恢復(fù)的促進(jìn)作用還需要大量的科學(xué)實(shí)驗(yàn)來補(bǔ)充和證明。
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Research Progress in the Effect of Hyd rotherapy on Ath letes'Post-training Recovery
LIYou,et al
(Yunnan Agricultural University,Kunming Yunnan 6502010)
As a positive recovery strategy,hydrotherapy which consists of cold water immersion,ice bath and contrast bath has become a popular recovery intervention after training and exercise.Thesemeasuresmay increase athletes' heart rate,blood pressure,cardiac output,respiratoryminute volume and peripheral catecholamine.On the other hand they reduce the activity of CK,musclemicro-damage,soreness and formation of oedema,enabling the body feel less fatigue and attenuates post-exercise power and strength reductions,which helps the body return to its state before exercise more quickly.
hydrotherapy;cold water immersion;ice bath;recovery
G804.33
:A
:1001-9154(2014)05-0067-06
G804.33
:A
:1001-9154(2014)05-0067-06
李游(1986-)男,云南昆明人,講師,碩士,主要研究方向:運(yùn)動訓(xùn)練,體育哲學(xué)。
2014-01-06