基于異速生長(zhǎng)理論的“標(biāo)準(zhǔn)化力量”評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展

張魏磊，劉 曄

?

基于異速生長(zhǎng)理論的“標(biāo)準(zhǔn)化力量”評(píng)價(jià)方法研究進(jìn)展

張魏磊，劉 曄

異速生長(zhǎng)理論描述了生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與內(nèi)在功能之間存在的相關(guān)關(guān)系，該理論已被生物學(xué)界廣泛認(rèn)可，在比較不同生物體某些屬性之間的相關(guān)關(guān)系時(shí)具有重要的意義。近年來(lái)，國(guó)外的體育科研工作者對(duì)異速生長(zhǎng)理論在體育學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了大量研究，基于異速生長(zhǎng)理論提出“標(biāo)準(zhǔn)化力量”的概念,對(duì)“標(biāo)準(zhǔn)化力量”評(píng)價(jià)不同體型尺度個(gè)體的力量素質(zhì)水平進(jìn)行了實(shí)踐探索。本文通過查閱中國(guó)知網(wǎng)、PubMed、EBSCO等國(guó)內(nèi)外知名數(shù)據(jù)庫(kù)，檢索“異速生長(zhǎng)”“肌力評(píng)價(jià)”“allometric scalling”“normalized strength”等關(guān)鍵詞，對(duì)相關(guān)的文獻(xiàn)進(jìn)行分析、總結(jié)、提煉，得出結(jié)論：“標(biāo)準(zhǔn)化力量”是基于異速生長(zhǎng)理論而推導(dǎo)出的一種力量換算方法；應(yīng)用“標(biāo)準(zhǔn)化力量”評(píng)價(jià)不同體型尺度個(gè)體的力量素質(zhì)水平能夠排除體型因素對(duì)評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，具有較高的可行性和有效性；由于異速生長(zhǎng)指數(shù)的取值受到多重因素的影響，使“標(biāo)準(zhǔn)化力量”在應(yīng)用過程中受到一定限制，這是今后體育科研工作中需要探索解決的問題。

異速生長(zhǎng)；肌肉力量；標(biāo)準(zhǔn)化力量；評(píng)價(jià)方法

1 異速生長(zhǎng)理論釋義

1.1 異速生長(zhǎng)理論的源起

異速生長(zhǎng)(Allometric)是生物界中廣泛存在的基本規(guī)律之一，其起源以生理學(xué)、物理學(xué)和化學(xué)的研究為基礎(chǔ)[1-2]。據(jù)文獻(xiàn)記載有關(guān)異速生長(zhǎng)理論的研究最早出現(xiàn)在19世紀(jì)，Rubner發(fā)現(xiàn)恒溫動(dòng)物的基礎(chǔ)新陳代謝率大約隨個(gè)體質(zhì)量的三分之二次方增長(zhǎng)[3]。20世紀(jì)三十年代，Max Kleiber通過對(duì)大量的哺乳動(dòng)物和鳥類的觀測(cè)，得出動(dòng)物的新陳代謝率與它質(zhì)量的四分之三次方成正比，這就是生物學(xué)界著名的Kleiber定律[4]。Julian Huxley通過大量的實(shí)驗(yàn)研究，揭示了生物體的形態(tài)結(jié)構(gòu)與生理功能之間的聯(lián)系以及各種生理功能隨形態(tài)結(jié)構(gòu)變化的相關(guān)關(guān)系，這種關(guān)系即異速生長(zhǎng)理論的前身[5]。到20世紀(jì)末，生物學(xué)家尤其是動(dòng)物學(xué)家們，已經(jīng)通過觀測(cè)與實(shí)驗(yàn)得到大量以四分之一的倍數(shù)為指數(shù)的各種異速生長(zhǎng)關(guān)系(Calder，1984)[6]。West和Brown研究發(fā)現(xiàn)，植物和動(dòng)物可能具有相同的異速生長(zhǎng)關(guān)系, 個(gè)體大小不僅決定了生物個(gè)體幾乎所有的生理變量和生理過程，而且這些關(guān)系具有相同的進(jìn)化和生理機(jī)理，甚至還影響著從種群、群落直至生態(tài)系統(tǒng)各個(gè)層次的生態(tài)格局和過程[7]。

1.2 異速生長(zhǎng)理論的數(shù)學(xué)模型

異速生長(zhǎng)理論認(rèn)為，生物體的個(gè)體大小與某方面的屬性之間存在著一定比例的增長(zhǎng)關(guān)系，即異速生長(zhǎng)關(guān)系，這種關(guān)系可以用數(shù)學(xué)公式表示為：

Y∝Mb

(1)

其中Y表示某個(gè)需要研究的生物體某種屬性值(如特定器官的大小、某種生理機(jī)能等)，M來(lái)表示生物的個(gè)體大小(通常以重量或質(zhì)量表示)，用b來(lái)表示異速生長(zhǎng)關(guān)系中的指數(shù)。我們引入一個(gè)系數(shù)，用Y0表示，則式(1)可以變換為：

Y=Y0Mb

(2)

該式即為異速生長(zhǎng)理論模型的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式，式中b=1時(shí)為等速關(guān)系，即Y與M呈等比例變化；而當(dāng)b≠1時(shí)為異速關(guān)系[8-9]。

該異速生長(zhǎng)理論模型可應(yīng)用于研究生物個(gè)體不同屬性之間的相互關(guān)系，其中b的取值與我們研究生物體的屬性有關(guān)，不同屬性的b值會(huì)有較大的差異。

2 異速生長(zhǎng)理論向體育學(xué)的遷移

2.1 “標(biāo)準(zhǔn)化力量”的提出

目前，國(guó)外已有大量文獻(xiàn)資料表明，在體育科研中評(píng)價(jià)不同體型尺度個(gè)體的某種身體屬性時(shí)亦可應(yīng)用異速生長(zhǎng)理論。根據(jù)異速生長(zhǎng)理論數(shù)學(xué)模型，M表示生物的個(gè)體大小，設(shè)M為反映人類體型尺度的指標(biāo)(身高、體重、瘦體重等)；Y表示需要研究的生物體的某個(gè)屬性值，設(shè)Y為人體的肌肉力量，用S表示；對(duì)不同個(gè)體來(lái)講Y0為一常數(shù)，我們把它用S0表示，則得到公式：

S=S0Mb

(3)

將(3)式變型得到：

S0=S/Mb

(4)

其中S為人體的肌肉力量，M為體型尺度指標(biāo)，b為異速生長(zhǎng)指數(shù)，把S0命名為肌肉“標(biāo)準(zhǔn)化力量”(Normalized Strength)，式(4)即為“標(biāo)準(zhǔn)化力量”的計(jì)算公式[10-11]。該公式在評(píng)價(jià)不同體型尺度個(gè)體肌肉力量水平中的應(yīng)用，國(guó)外已有大量的研究報(bào)告。

2.2 異速生長(zhǎng)指數(shù)的獲得

在“標(biāo)準(zhǔn)化力量”的計(jì)算公式中，S和M都是通過實(shí)驗(yàn)直接測(cè)試得出，而異速生長(zhǎng)指數(shù)b則需要進(jìn)行推導(dǎo)或計(jì)算。

(1)理論推導(dǎo)：首先引入幾何相似理論(Geometric Similarity)，該理論認(rèn)為所有人類都具有幾何相似性，即身體各個(gè)部位之間的比例近似相同，區(qū)別僅僅在于不同人群的體型尺度(Body Size)[12]。在這種情況下，不同個(gè)體相同部位的長(zhǎng)度(如身高、肢體長(zhǎng)度)成等比例關(guān)，即長(zhǎng)度L之間成正比。不同個(gè)體相同部位的面積(如肌肉橫斷面)與L2成正比，不同個(gè)體相同部位的體積(如質(zhì)量或體重)與L3成正比。

當(dāng)S表示肌肉力量時(shí)，根據(jù)研究肌肉力量與肌肉生理橫斷面積成正比[10]，即肌肉力量S與L2成正比， 即S∝L2，而體重M與L3成正比，即M∝L3，從而推導(dǎo)出S∝M2/3，引入系數(shù)S0，則可用公式表示為S=S0M2/3，其中S0為常數(shù)。對(duì)照公式S=S0Mb可知，異速生長(zhǎng)指數(shù)b的值為2/3或0.67[13]。

當(dāng)S表示肌肉力矩時(shí)，已知力矩=力×力臂，即T=S×L，而前文已得出S∝L2，所以T∝L3，而體重M與L3成正比，即M∝L3，故T∝M。引入系數(shù)S0，則可用公式表示為T= S0M，其中S0為常數(shù)。對(duì)照公式S=S0Mb可知，當(dāng)S表示力矩時(shí)，異速生長(zhǎng)指數(shù)b的值為1。

(2)實(shí)驗(yàn)計(jì)算：根據(jù)“標(biāo)準(zhǔn)化力量”的推導(dǎo)公式S=S0Mb，對(duì)該式等號(hào)兩邊同時(shí)取對(duì)數(shù)，得到：

Log S=logS0+blogM

(5)

通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試獲得若干個(gè)受試者的肌肉力量S和體型尺度指標(biāo)M的值，代入式(5)中，通過數(shù)學(xué)方法進(jìn)行計(jì)算，以log M為自變量，log S為因變量，做出一元線性回歸曲線，求得的曲線斜率即為異速生長(zhǎng)指數(shù)b的值。[10]

2.3 “標(biāo)準(zhǔn)化力量”的應(yīng)用

(1)評(píng)價(jià)最大力量：最大肌肉力量通常指神經(jīng)-肌肉進(jìn)行最大隨意收縮時(shí)表現(xiàn)出來(lái)最高力值的能力[14]。關(guān)于應(yīng)用異速生長(zhǎng)理論進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算，評(píng)價(jià)肌肉最大力量的研究最多，包括選擇不同受試者(男性、女性、老年人、運(yùn)動(dòng)員等)、測(cè)試不同部位的最大力量(上肢、下肢、軀干等)以及不同的測(cè)試方法(實(shí)驗(yàn)室測(cè)試、場(chǎng)地測(cè)試)，需注意當(dāng)選擇不同的測(cè)試方法、測(cè)試人體不同部位的力量以及反映體型尺度的指標(biāo)有所不同時(shí)，計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)也不盡相同。

早在1995年，Vanderburgh等選取了205名大學(xué)生(100名男生，105名女生)作為受試者測(cè)試握力和體重，分別計(jì)算出異速生長(zhǎng)指數(shù)男生為0.54，女生為0.48，并認(rèn)為應(yīng)用異速生長(zhǎng)理論能夠很好地評(píng)價(jià)大學(xué)生人群不同個(gè)體的握力水平[15]。Yong-Hao Pua(2006)對(duì)131名50-84歲的老年人進(jìn)行握力測(cè)試，計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)為0.64，并認(rèn)為通過異速生長(zhǎng)理論能夠?qū)ξ樟M(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化計(jì)算，從而更加準(zhǔn)確的比較力量水平[16]。Robert F. Zoeller等(2007)對(duì)136名男性受試者的肱二頭肌等長(zhǎng)收縮力量進(jìn)行測(cè)試，并以體重和肌肉橫斷面積作為體型尺度指標(biāo)，計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)分別為0.64和0.71。當(dāng)受試者經(jīng)過12周力量訓(xùn)練后，力量的增長(zhǎng)依然符合異速生長(zhǎng)規(guī)律[17]。而Robert F. Zoeller等在2008年又對(duì)女性受試者進(jìn)行了同樣的實(shí)驗(yàn)，以肌肉橫斷面積作為體型尺度指標(biāo)計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)為0.44，而以體重?cái)M合計(jì)算時(shí)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。在對(duì)受試者用BMI進(jìn)行分組后再次采用體重?cái)M合計(jì)算，得出BMI<25的異速生長(zhǎng)指數(shù)為1.48，而BMI≥25的受試者為0.35[18]。J. P. Folland(2008)選取了86名18-30歲的男性受試者，測(cè)試體成分、等長(zhǎng)收縮伸膝力量和不同速度下的伸膝力矩，采用體重?cái)M合計(jì)算異速生長(zhǎng)指數(shù)時(shí)按體脂百分比分組，體脂<20%的一組為0.66(伸膝力量)和1.0(伸膝力矩)，體脂>20%的一組為0.45(伸膝力量)和0.68(伸膝力矩)。采用瘦體重?cái)M合計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)為0.76(伸膝力量)和1.12(伸膝力矩)。并建議應(yīng)用“標(biāo)準(zhǔn)化力量”評(píng)價(jià)不同人群肌肉力量水平時(shí)優(yōu)先考慮采用瘦體重作為反映體型尺度的指標(biāo)[19]。David M. Bazett-Jones等(2011)對(duì)119名在校大學(xué)生(45名男生，74名女生)的髖關(guān)節(jié)等長(zhǎng)收縮力量進(jìn)行測(cè)試，包括屈和伸、外展和內(nèi)收、旋前和旋后六個(gè)動(dòng)作，并根據(jù)測(cè)量的肢體長(zhǎng)度將力量測(cè)試結(jié)果轉(zhuǎn)化為力矩，以體重為體型尺度指標(biāo)，根據(jù)異速生長(zhǎng)理論計(jì)算出六個(gè)測(cè)試動(dòng)作的平均異速生長(zhǎng)指數(shù)，采用直接測(cè)得的力量計(jì)算后結(jié)果為男性0.55、女性0.34，采用力矩計(jì)算后結(jié)果為男性0.79、女性0.48，并指出在評(píng)價(jià)不同體型人群的肌肉力量水平時(shí)采用異速生長(zhǎng)理論進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算，能夠很好的排除體型尺度的影響[20]。Jacobson BH等(2013)對(duì)606名美式足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了大樣本了測(cè)試，測(cè)得1RM臥推和1RM深蹲數(shù)據(jù)，并按照體重將運(yùn)動(dòng)員分成不同組，采用理論推導(dǎo)的異速生長(zhǎng)指數(shù)0.67進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算，比較不同體重組計(jì)算前后的數(shù)據(jù)變化，有效說明“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算后能夠更真實(shí)的反映出運(yùn)動(dòng)員的力量素質(zhì)水平[21]。

(2)評(píng)價(jià)快速力量：快速肌肉力量是指神經(jīng)-肌肉系統(tǒng)在短時(shí)間內(nèi)快速發(fā)揮出最大力量的能力[14]。關(guān)于應(yīng)用異速生長(zhǎng)理論評(píng)價(jià)快速力量的研究，測(cè)試方法包括各種跳躍測(cè)試，高翻、抓舉等場(chǎng)地測(cè)試，以及無(wú)氧功率測(cè)試，各項(xiàng)測(cè)試下計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)不盡相同，研究表明進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算后能夠排除體重的影響，更好的評(píng)價(jià)受試者的快速力量水平。

Goran Markovic和Slobodan Jaric(2004)對(duì)77名男性大學(xué)生進(jìn)行了若干項(xiàng)測(cè)試，其中反映快速力量的測(cè)試有深蹲跳(SJ)、下蹲跳(CMJ)、立定跳遠(yuǎn)、原地踢球和擲實(shí)心球，通過體重?cái)M合計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)分別為：-0.01、-0.03、-0.03、0.13和0.36，通過身高擬合計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)分別為：-0.01、-0.20、-0.09、-0.18和0.97，并指出采用異速生長(zhǎng)理論進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算能夠從方法學(xué)的角度完善現(xiàn)有的測(cè)試評(píng)價(jià)體系[11]。Goran Markovic 和Slobodan Jaric(2005)選取了159名男性大學(xué)生受試者，分別測(cè)試了負(fù)重蹲跳、深蹲跳、下蹲跳和單腳跳四個(gè)動(dòng)作的下肢蹬伸功率(使用三維測(cè)力臺(tái)測(cè)出)和起跳高度，并通過體重、瘦體重和身高分別擬合計(jì)算異速生長(zhǎng)指數(shù)，得出體重和瘦體重可以作為反映體型尺度的指標(biāo)，應(yīng)用異速生長(zhǎng)理論來(lái)評(píng)價(jià)下肢爆發(fā)力，采用功率擬合計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)各有不同，而采用起跳高度擬合計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)接近0，即評(píng)價(jià)結(jié)果不受體型尺度的影響[22]。Goran Markovi和Damir Sekul(2006)對(duì)2000-2003年之間10名男性和10名女性舉重運(yùn)動(dòng)員的挺舉和高翻成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)合運(yùn)動(dòng)員的體重應(yīng)用異速生長(zhǎng)理論進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算，得出男性和女性的挺舉異速生長(zhǎng)指數(shù)分別為0.61和0.68，高翻的異速生長(zhǎng)指數(shù)分別為0.69和0.80，并指出不同運(yùn)動(dòng)員的挺舉和高翻水平符合異速生長(zhǎng)規(guī)律，且男性和女性的異速生長(zhǎng)指數(shù)有所不同[23]。Stickley, CD等(2013)對(duì)83名男性受試者進(jìn)行了Wingate無(wú)氧功率測(cè)試，采集1秒最大功率、5秒最大功率和平均功率，并應(yīng)用體重進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算，得出異速生長(zhǎng)指數(shù)分別為：0.89、0.88和0.86，并指出“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算之后，排除了體重對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響，能夠更有效的評(píng)價(jià)不同體重人群的無(wú)氧功率[24]。

(3)評(píng)價(jià)力量耐力：力量耐力是指在靜力性工作中保持相應(yīng)強(qiáng)度的肌緊張或在動(dòng)力性工作中多次完成相應(yīng)強(qiáng)度的肌收縮的能力[14]。對(duì)應(yīng)用異速生長(zhǎng)理論評(píng)價(jià)力量耐力的研究較少，僅有研究亦指出在經(jīng)過“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算后能夠排除體重的干擾，更好的評(píng)價(jià)受試者的力量耐力水平。

Goran Markovic和Slobodan Jaric(2004)對(duì)77名男性大學(xué)生進(jìn)行了若干項(xiàng)測(cè)試，其中反映力量耐力的測(cè)試有一分鐘仰臥起坐、一分鐘俯臥撐、極限次數(shù)引體向上、極限次數(shù)雙杠臂屈伸、極限次數(shù)單腿深蹲和極限次數(shù)懸垂舉腿，通過體重?cái)M合計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)分別為：-0.30、-0.42、-1.08、-0.55、-0.51和-0.38，通過身高擬合計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)分別為：-0.76、-1.80、-2.38、-1.46、-1.35和-1.35，并指出采用異速生長(zhǎng)理論進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算能夠從方法學(xué)的角度完善現(xiàn)有的測(cè)試評(píng)價(jià)體系[11]。

3 “標(biāo)準(zhǔn)化力量”的理論與實(shí)踐價(jià)值

準(zhǔn)確評(píng)價(jià)不同體型尺度人群的力量素質(zhì)水平有著重要的意義：(1)對(duì)運(yùn)動(dòng)員來(lái)講，評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員的力量素質(zhì)可以幫助劃分運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)水平，進(jìn)而有針對(duì)性的訓(xùn)練；可以判斷不同訓(xùn)練手段的有效性；還可以為運(yùn)動(dòng)員選材提供依據(jù)[25-26]；(2)在人體功效學(xué)研究中，針對(duì)某些特殊工作，在從業(yè)前需要對(duì)人體肌肉力量素質(zhì)進(jìn)行測(cè)試以完成相關(guān)篩選，判斷從業(yè)者是否適合該項(xiàng)工作，以減少工作傷害的發(fā)生[27-28]；(3)在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，肌肉力量測(cè)試用來(lái)判斷外科手術(shù)或各種物理治療后患者的恢復(fù)情況，或者預(yù)測(cè)由于肌力問題而發(fā)生損傷危險(xiǎn)的概率[21，29]?？傊瑹o(wú)論是競(jìng)技體育中、日常生活中還是醫(yī)學(xué)領(lǐng)域里，進(jìn)行人體科學(xué)研究時(shí)都需要準(zhǔn)確評(píng)價(jià)受試者的力量素質(zhì)水平，而在實(shí)際操作中我們可以通過選擇正確的測(cè)試方法和評(píng)價(jià)手段實(shí)現(xiàn)。

關(guān)于體型尺度不同對(duì)肌肉力量測(cè)試結(jié)果的影響，國(guó)外已有許多相關(guān)的研究。例如反映體型尺度的指標(biāo)為體重時(shí)，人體的肌肉力量會(huì)隨著體重的變化而產(chǎn)生相應(yīng)的改變，但是變化速率不同，體重變化的速率快而肌肉力量變化的速率慢，這就出現(xiàn)體重小的人相對(duì)力量大而絕對(duì)力量小，體重大的人絕對(duì)力量大而相對(duì)力量小，而如何排除體型尺度不同對(duì)肌肉力量測(cè)試結(jié)果的影響是需要解決的問題[30-31]。通過文獻(xiàn)研究，引入生物學(xué)界的異速生長(zhǎng)理論，提出“標(biāo)準(zhǔn)化力量”的概念，在評(píng)價(jià)不同體型尺度受試者的肌肉力量時(shí)，首先借助異速生長(zhǎng)模型對(duì)測(cè)試結(jié)果進(jìn)行“標(biāo)準(zhǔn)化”計(jì)算，然后再進(jìn)行比較，這樣能夠較好的排除體型尺度對(duì)肌肉力量評(píng)價(jià)結(jié)果的影響，更加準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)不同受試者的力量素質(zhì)水平，從而完善了肌肉力量測(cè)試與評(píng)價(jià)的方法學(xué)體系，為今后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練、體能康復(fù)、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、國(guó)民體質(zhì)監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的相關(guān)研究提供了重要的理論與實(shí)踐依據(jù)。

4 “標(biāo)準(zhǔn)化力量”的限制因素

在 “標(biāo)準(zhǔn)化力量”的應(yīng)用過程中，需注意以下限制因素，如何更好的排除這些限制因素也是今后科研中需要解決的問題。

(1)人體并不完全符合幾何相似性，不同個(gè)體的肢體長(zhǎng)度、各部位的維度并不是完全的等比例關(guān)系，男性與女性的身體結(jié)構(gòu)、身體成分、肌肉橫斷面積等均有所差異，以上這些因素都會(huì)對(duì)異速生長(zhǎng)指數(shù)的取值造成影響，進(jìn)而影響應(yīng)用“標(biāo)準(zhǔn)化力量”評(píng)價(jià)肌力的結(jié)果。[10]

(2)在評(píng)價(jià)特殊年齡的人群時(shí)，異速生長(zhǎng)理論也會(huì)受到限制。如老年人和處在青春發(fā)育期的少年兒童，這些人群的肌肉力量和體型尺度會(huì)隨著時(shí)間的推移不斷變化，而每個(gè)人的變化速率有所不同，故會(huì)對(duì)異速生長(zhǎng)指數(shù)的計(jì)算造成影響，進(jìn)而改變“標(biāo)準(zhǔn)化力量”的評(píng)價(jià)結(jié)果。[32]

(3)在進(jìn)行力量測(cè)試時(shí)，測(cè)試方法的不同、測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)的差異、測(cè)試的條件等其它因素可能都會(huì)對(duì)異速生長(zhǎng)指數(shù)的取值造成影響，從而影響到評(píng)價(jià)結(jié)果，故在應(yīng)用“標(biāo)準(zhǔn)化力量”評(píng)價(jià)肌力時(shí)，需注意測(cè)試過程的標(biāo)準(zhǔn)化操作。[33]

5 結(jié)論與建議

大量文獻(xiàn)研究表明，應(yīng)用異速生長(zhǎng)理論建立的“標(biāo)準(zhǔn)化力量”模型可在一定程度上排除體型尺度差異對(duì)肌肉力量測(cè)試結(jié)果的影響，更加準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)不同個(gè)體的肌肉力量水平。關(guān)于異速生長(zhǎng)指數(shù)的取值，理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)計(jì)算出的有所不同。確定異速生長(zhǎng)指數(shù)時(shí)需要注意，其受到年齡、性別、測(cè)試方法、測(cè)試部位、測(cè)試條件等多種因素的影響，應(yīng)分別進(jìn)行計(jì)算。在實(shí)際應(yīng)用中可選擇的體型尺度指標(biāo)主要有體重、瘦體重、身高、肢體長(zhǎng)度和肌肉橫斷面積，測(cè)試選擇的體型尺度指標(biāo)不同，計(jì)算出的異速生長(zhǎng)指數(shù)也有所不同。今后需進(jìn)一步針對(duì)異速生長(zhǎng)指數(shù)的取值展開研究，并擴(kuò)展至應(yīng)用異速生長(zhǎng)理論評(píng)價(jià)不同體型尺度人群的其它身體素質(zhì)水平(如速度、耐力等)。

[1] West G B, Brown J H, Enquist B J. AGeneral Model For the Origin of Allometric Scaling Laws in Biology[J]. Science, 1997, 276(5309):122-126.

[2] Demetrius L. TheOrigin of Allometric Scaling Laws in Biology.[J]. Journal of Theoretical Biology, 2006, 243(4):455-467.

[3] Zotin A I. ThermodynamicBases of Biological Processes:Physiological Reactions and Adaptations[M]. Walter de Gruyter, 1990:77.

[4] Kleiber M. BodySize and Metabolism[J]. Hilgardia, 1932, 6: 315-351.

[5] Huxley J. Problems ofRelative Growth[J]. Faculty.biol.ttu.edu, 1932:276.

[6] Calder W A. Size, Function and Life History[J].Doverence, 1984.

[7] West G B, Woodruff W H, Brown J H. AllometricScaling of Metabolic Rate from Molecules and Mitochondria to Cells and Mammals[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2002, 99(4):2473-2478.

[8] 程棟梁. 異速生長(zhǎng)關(guān)系在生物學(xué)中的應(yīng)用[J]. 沈陽(yáng)大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2009, 21(6): 12-15.

[9] 韓文軒, 方精云. 冪指數(shù)異速生長(zhǎng)機(jī)制模型綜述[J]. 植物生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 32(4): 951-960.

[10] Jaric S. MuscleStrength Testing[J]. Sports Medicine, 2002, 32(10): 615-631.

[11] Markovic G, Jaric S. MovementPerformance and Body Size: the Relationship for Different Groups of Tests[J]. European Journal of Applied Physiology, 2004, 92(1-2): 139-149.

[12] Jaric S, Mirkov D, Markovic G. NormalizingPhysical Performance Tests for Body Size: A Proposal for Standardization.[J]. Journal of Strength & Conditioning Research, 2005, 19(2):467-474.

[13] CHALLIS J H. The Appropriate Scaling of Weightlifting Performance[J]. The Journal of Strength & Conditioning Research, 1999, 13(4): 367-371.

[14] 田麥久.運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)詞解[M].北京:北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)教研室,2002:39-41.

[15] Vanderburgh P M, Mahar M T, Chou C H. AllometricScaling of Grip Strength by Body Mass in College-Age Men and Women[J]. Research Quarterly for Exercise and Sport, 1995, 66(1): 80-84.

[16] Pua Y H. AllometricAnalysis of Physical Performance Measures in Older Adults[J]. Physical Therapy, 2006, 86(9): 1263-1270.

[17] Zoeller R F, Ryan E D, Gordish-Dressman H, et al. AllometricScaling of Biceps Strength Before and After Resistance Training in Men[J]. Medicine and Science in Sports and Exercise, 2007, 39(6): 1013-1019.

[18] Zoeller R F, Ryan E D, Gordish-Dressman H, et al. AllometricScaling of Isometric Biceps Strength in Adult Females and the Effect of Body Mass Index[J]. European Journal of Applied Physiology, 2008, 104(4): 701-710.

[19] Folland J P, Mc Cauley T M, Williams A G. AllometricScaling of Strength Measurements to Body size[J]. European Journal of Applied Physiology, 2008, 102(6): 739-745.

[20] Bazett-Jones D M, Cobb S C, Joshi M N, et al. NormalizingHip Muscle Strength: Establishing Body-Size-Independent Measurements[J]. Archives of Physical Medicine and Rehabilitation, 2011, 92(1): 76-82.

[21] Jacobson B H, Conchola E C, Thompson B J, et al. AComparison of Absolute, Ratio and Allometric Scaling Methods for Normalizing Strength in Elite American Football Players[J]. Journal of Athletic Training, 2013, 2.

[22] Markovic G, Jaric S. Scaling ofMuscle Power to Body Size: the Effect of Stretch-Shortening Cycle[J]. European Journal of Applied Physiology, 2005, 95(1): 11-19.

[23] Markovic G, Sekulic D. Modeling the Influence of Body Size on Weightlifting and Powerlifting Performance[J]. Collegium Antropologicum, 2006, 30(3): 607-613.

[24] Stickley C D, Hetzler R K, Wages J J, et al. AllometricScaling of Wingate Anaerobic Power Test Scores in Men[J]. The Journal of Strength & Conditioning Research, 2013, 27(9): 2603-2611.

[25] Reilly T, Bangsbo J, Franks A. Anthropometric andPhysiological Predispositions for Elite Soccer[J]. Journal of Sports Sciences, 2000, 18(9): 669-683.

[26] Cometti G, Maffiuletti N A, Pousson M, et al. IsokineticStrength and Anaerobic Power of Elite, Subelite and Amateur French Soccer Players[J]. International Journal of Sports Medicine, 2001, 22(1): 45-51.

[27] Mathiassen S E, Ahsberg E. Prediction ofShoulder Flexion Endurance from Personal Factors[J]. International Journal of Industrial Ergonomics, 1999, 24(3): 315-329.

[28] Stevenson J M, Greenhorn D R, Bryant J T, et al. GenderDifferences in Performance of A Selection Test Using the Incremental Lifting Machine[J]. Applied Ergonomics, 1996, 27(1): 45-52.

[29] Pfeifer K, Banzer W. MotorPerformance in Different Dynamic Tests in Knee Rehabilitation[J]. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 1999, 9(1): 19-27.

[30] Nevill A M, Ramsbottom R, Williams C. ScalingPhysiological Measurements for Individuals of Different Body Size[J]. European Journal of Applied Physiology and Occupational Physiology, 1992, 65(2): 110-117.

[31] Hortobagyi T, Katch F I, Katch V L, et al. Relationships ofBody Size, Segmental Dimensions, and Ponderal Equivalents to Muscular Strength in High-strength and Low-strength Subjects[J]. International Journal of Sports Medicine, 1990, 11(5): 349-356.

[32] Jaric S, Ugarkovic D, Kukoli M. Evaluation ofMethods for Normalizing Muscle Strength in Elite and Young Athletes[J]. Journal of Sports Medicine and Physical Fitness, 2002, 42(2): 141.

[33] Abernethy P, Wilson G, Logan P. Strength andPower Assessment. Issues, controversies and challenges[J]. Sports Medicine, 1995, 19.

(編輯 孫君志)

Advances in Study onNormalizedStrengthAssessment Method Based on the Allometric Theory

ZHANG Weilei, LIU Ye

The allometric theory which describes the relationship between organisms’ structure and their inner function has important implications for comparing different properties of some organisms and has been widely accepted in biology. In recent years, much research has been done on applying the allometric theory to sports sciences in some countries. As a result, the concept of “Normalized Strength”, which is based on the allometric theory, has been developed and used for assessing the muscle strength of individuals of various sizes. This paper analyzed the relevant documents, which were collected from CNKI、PubMed、EBSCO through inputing such keywords as “異速生長(zhǎng)”(allometric)，“肌力評(píng)價(jià)”(muscle strength assessment)，“allometric scaling”, and “normalized strength”, and concluded that “normalized strength”is a method of converting strength calculations, and has high level of feasibility and validity in that it can rule out the influence of body size on the assessment results. However, the allometric indexes are influenced by many factors, making its application limited. Sports scientific researchers need to resolve this problem in their future work.

AllometricScaling；MuscleStrength；NormalizedStrength；AssessmentMethods

G804.22 Document code：A Article ID：1001-9154(2016)03-0106-05

“十一五”國(guó)家科技部科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“體質(zhì)測(cè)量與評(píng)價(jià)關(guān)鍵技術(shù)與方法的研究”(2006BAK 33B00)；教育部“運(yùn)動(dòng)與體質(zhì)健康”重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室支持項(xiàng)目。

張魏磊，北京體育大學(xué)在讀博士研究生，研究方向：運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)，E-mail：rockzwl@126.com。通訊作者：劉曄，博士，教授，研究方向：運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)，E-mail:liuye711218@sina.com。

北京體育大學(xué)，北京 100084 Beijing Sport University, Beijing 100084

2015-09-14

2016-03-11

G804.22

A

1001-9154(2016)03-0106-05