男子速滑運(yùn)動(dòng)員下肢肌疲勞特征研究

梁美富

中圖分類號(hào)：G862 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)：A 文章編號(hào)：1009-9328（2017）07-000-02

摘 要 運(yùn)用測(cè)試法對(duì)我國(guó)優(yōu)秀速滑男運(yùn)動(dòng)員在模擬訓(xùn)練下肢肌肉疲勞特征進(jìn)行研究，以期提高我國(guó)男子速滑運(yùn)動(dòng)員的水平。結(jié)果：1.左腿側(cè)蹬滑行時(shí)，積分肌電放電頻率腓腸肌放電最大，右側(cè)肢為股直肌。2.隨著滑步訓(xùn)練的時(shí)間延長(zhǎng)，左右下肢均出現(xiàn)了疲勞現(xiàn)象，練習(xí)組數(shù)的增多疲勞程度加深。3.在同一滑行動(dòng)作中，受試者左右側(cè)肢同種肌肉的積分肌電百分比差異較大，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員左右側(cè)肢肌力存在不均衡現(xiàn)象。

關(guān)鍵詞 速滑 模擬訓(xùn)練 下肢肌

我國(guó)速滑水平已經(jīng)達(dá)到國(guó)際水平，尤其是女子項(xiàng)目，但是男子依然是我國(guó)的突破口、沖金點(diǎn)。近年來(lái)，表面肌電信號(hào)的研究引起了越來(lái)越多人的興趣，并已成為競(jìng)技體育研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一[1]。通過(guò)檢測(cè)運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)時(shí)的表面肌電信號(hào)，及時(shí)反映出肌肉的疲勞和興奮狀態(tài)，有助于建立科學(xué)的訓(xùn)練方法[2] 。本研究主要測(cè)試分析男運(yùn)動(dòng)員模擬訓(xùn)練過(guò)程中下肢肌疲勞肌電變化特征，準(zhǔn)確分析速滑過(guò)程中肌肉變化時(shí)序、相關(guān)肌肉的發(fā)力規(guī)律和評(píng)價(jià)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)性疲勞的機(jī)制，以期提高我國(guó)男子速滑運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練水平。

一、研究對(duì)象與方法

（一）研究對(duì)象

選取沈陽(yáng)體育學(xué)院競(jìng)技體校速度滑冰男運(yùn)動(dòng)員9名，運(yùn)動(dòng)員等級(jí)皆為國(guó)家一級(jí)運(yùn)動(dòng)員，年齡為17.1±1.5，身高為178.4±3.4cm，體重為66.7±8.4kg，訓(xùn)練年限3.8±0.6年。

（二）文獻(xiàn)資料法

通過(guò)國(guó)家圖書(shū)館、錦州醫(yī)科大學(xué)圖書(shū)館，中國(guó)知網(wǎng)、萬(wàn)方數(shù)據(jù)庫(kù)等檢索工具，查閱有關(guān)速滑的中外文獻(xiàn)和書(shū)籍，從而為本研究提供必要的理論依據(jù)和相關(guān)信息。

（三）測(cè)試法

應(yīng)用芬蘭產(chǎn)ME6000表面肌電儀和一臺(tái)SONY HC26E常速攝像機(jī)對(duì)受試者在305cm×50cm的經(jīng)磨砂涂漆打蠟等處理后的滑板上模擬滑冰動(dòng)作訓(xùn)練時(shí)進(jìn)行同步測(cè)試。實(shí)驗(yàn)分為3組每組100步，根據(jù)技術(shù)動(dòng)作解剖分析選取肌肉，確定左右腿的半腱肌、股直肌、腓腸肌外側(cè)頭從6塊肌肉記錄其肌電信號(hào)。采用ME6000處理軟件與APAS三維運(yùn)動(dòng)解析系統(tǒng)，將運(yùn)動(dòng)圖像與表面肌電信號(hào)進(jìn)行同步分析，記錄原始電壓、平均功率頻率（MPF）、積分肌電（IEMG）指標(biāo)。表面肌電電極片沿肌纖維的縱軸方向粘貼在肌腹隆起處表面，電極之間距離2cm。采用全波整流肌電圖，對(duì)原始電壓進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化和時(shí)間歸一化[3]處理。

二、研究結(jié)果

（一）左右側(cè)下肢肌蹬伸時(shí)肌肉積分肌電特征

由表1可知，優(yōu)秀速滑男運(yùn)動(dòng)員在模擬左右腿蹬伸時(shí)，半腱肌的積分肌電的百分比分別為30.5±3.81%和27.5±2.62%，股直肌的積分肌電的百分比分別為28.8±1.39%和43.2±3.18%，腓腸肌外側(cè)頭的積分肌電的百分比分別為32.7±2.05%和30.3±4.51%，左右腿的半腱肌和腓腸肌外側(cè)頭積分肌電百分比相差不大，而左腿的股直肌積分肌電百分比明顯小于右腿的。

（二）左右側(cè)下肢肌平均功率頻率變化斜率特征

優(yōu)秀速滑男運(yùn)動(dòng)員從第一組到第三組的模擬訓(xùn)練下，左側(cè)半腱肌的MPF變化頻率分別為22.1±1.18、-32.1±7.12和-72.1±4.16；右側(cè)股直肌的MPF變化頻率分別為-13.6±3.98、-53.6±2.91和-68.6±2.96；右側(cè)腓腸肌外側(cè)頭的MPF變化頻率分別為11.6±1.27、-13.6±2.22和-17.6±2.24。由圖1可知運(yùn)動(dòng)員左側(cè)下肢肌在三組的模擬訓(xùn)練下，平均功率頻率變化差值均有明顯的下降，尤其是股直肌，其次是半腱肌，最后是腓腸肌外側(cè)頭變化的斜率比較小。

運(yùn)動(dòng)員從第一組到第三組的模擬訓(xùn)練下，右側(cè)半腱肌的MPF變化頻率分別為24.4±1.13、-23.2±1.61和-17.2 ± 1.85；右側(cè)股直肌的MPF變化頻率分別為11.0±1.52、-31.0±2.51和-51.0±4.54；右側(cè)腓腸肌外側(cè)頭的MPF變化頻率分別為28.6±1.61、-27.6±3.64和-30.6±4.11。由圖2可知，優(yōu)秀速滑男運(yùn)動(dòng)員右側(cè)下肢肌在三組的模擬訓(xùn)練下，股直肌的MPF變化頻率比較明顯，其次是腓腸肌外側(cè)頭，最后是半腱肌的MPF變化頻率相對(duì)較小。

圖1可知，運(yùn)動(dòng)員在第一、二、三組模擬訓(xùn)練下，左側(cè)的半腱肌的平均功率頻率變化值的斜率大于右側(cè)的，左側(cè)的股直肌的平均功率頻率的變化值的斜率與右側(cè)的基本相似，左側(cè)的腓腸肌外側(cè)頭的平均功率頻率的變化值的斜率小于右側(cè)的。可以說(shuō)明左右側(cè)的再蹬地時(shí)所用的力量大小和運(yùn)用的肌肉方式不一樣，疲勞程度也有區(qū)別。

三、分析與討論

（一）優(yōu)秀速滑男運(yùn)動(dòng)員左右腿側(cè)蹬冰滑行時(shí)，左側(cè)募集的股直肌的肌單位所占的百分比明顯要小于右側(cè)的。在控制良好的條件下， sEMG 信號(hào)活動(dòng)的變化在很大程度上能夠定量反映肌肉活動(dòng)的局部疲勞程度、肌力水平、肌肉激活模式、運(yùn)動(dòng)單位興奮傳導(dǎo)速度、多肌群協(xié)調(diào)性等肌肉活動(dòng)的變化規(guī)律[2]。根據(jù)蹬冰動(dòng)作和左右側(cè)積分肌電值可知，左右兩側(cè)腿再蹬冰過(guò)程左腿再蹬冰時(shí)腓腸肌外側(cè)頭積分肌電所占的百分比最大，右腿蹬冰時(shí)，右股直肌積分肌電所占的百分比最大，并且左右蹬冰時(shí)，左右腿所用的肌肉的百分還有差異，最大可能性是由于速度滑冰項(xiàng)目一般都是順時(shí)針滑圈運(yùn)動(dòng)，再壓彎時(shí)左腿為支撐腿，右腿為發(fā)力腿，會(huì)形成自動(dòng)化模式，在滑板上模擬蹬冰，左右腿的肌肉發(fā)出的積分肌電值的百分比有所差異，也許這是速滑項(xiàng)目的特殊性引起的。

（二）在模擬練習(xí)中，優(yōu)秀速滑男運(yùn)動(dòng)員用左側(cè)蹬滑三組后，選擇的有效肌肉的MPF的變化值均有所下降，由于肌肉的貢獻(xiàn)率不一樣，下降的斜率的程度就不一樣，說(shuō)明在左側(cè)蹬滑過(guò)程中，三塊肌肉的疲勞程度不一樣，半腱肌的MPF變化值的斜率最大；在右側(cè)腿蹬滑三組后，股直肌的MPF變化的斜率最大，可以說(shuō)明在左側(cè)蹬腿時(shí)，半腱肌的疲勞程度越快，同時(shí)意味著再做左蹬冰時(shí)，左半腱肌是首先被動(dòng)員的，在右側(cè)蹬腿時(shí)右側(cè)股直肌是首先被動(dòng)員的。

（三）優(yōu)秀速滑男運(yùn)動(dòng)員在做模擬蹬冰訓(xùn)練時(shí)，做左右腿下肢肌肉的平均功率頻率變化值的斜率趨勢(shì)比較，左側(cè)的蹬冰時(shí)半腱肌比右側(cè)蹬冰的半腱肌疲勞的要快些，股直肌的疲勞程度基本相當(dāng)，而腓腸肌外側(cè)頭的疲勞變化斜率要低于右側(cè)的。從技術(shù)動(dòng)作來(lái)看，右腿蹬冰時(shí)，是用后部?jī)?nèi)側(cè)刀刃開(kāi)始進(jìn)入最大用力蹬冰階段，左腿蹬冰時(shí)，是用外側(cè)刀刃開(kāi)始進(jìn)入最大用力蹬冰階段，左腿蹬冰要快速而積極的收腿，同時(shí)再蹬冰過(guò)程中左腿的蹬冰幅度要小于右腿蹬冰幅度，造成左腿的半腱肌疲勞的速率最快，右腿的股直肌疲勞的速率最快；從身體姿勢(shì)上看，在彎道滑行過(guò)程中，身體傾向圓心，左腿外支撐和右腿內(nèi)側(cè)支撐，收小腿時(shí)，左腿動(dòng)員的半腱肌為主，右腿動(dòng)員的股二頭肌為主，這也引起左右腿再蹬冰過(guò)程中動(dòng)員的肌肉不一樣。

（四）優(yōu)秀速滑運(yùn)動(dòng)員下肢肌肉疲勞機(jī)制的討論，在模擬三組蹬冰訓(xùn)練中，優(yōu)秀速滑男運(yùn)動(dòng)員下肢肌的MPF下降的原因。根據(jù)項(xiàng)目特點(diǎn)和模擬的動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)量屬于短時(shí)間大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)神經(jīng)末梢乙酰膽堿釋放減少，同時(shí)也會(huì)是大腦皮質(zhì)產(chǎn)生了保護(hù)性抑制，骨骼肌的收縮能力下降，造成募集的運(yùn)動(dòng)單位逐漸減少[4]。符合“外周代謝理論” 對(duì)頻域指標(biāo)的下降現(xiàn)象進(jìn)行解釋， 按照“外周代謝理論”， MPF 的下降是外周肌肉疲勞的特異性變化， 為局部肌肉H+累積所致[4]。據(jù)報(bào)道乳酸和H+引起肌漿網(wǎng)Ca2+釋放通道損害，H+抑制細(xì)肌絲Ca2+活性，H+引起Ca2+轉(zhuǎn)運(yùn)進(jìn)入肌漿網(wǎng)的能力下降[5]。

四、結(jié)論

（一）左腿側(cè)蹬滑行時(shí)，募集的肌單位最多的是腓腸肌，右側(cè)肢為股直肌。

（二）隨著滑步訓(xùn)練的時(shí)間延長(zhǎng)，左右下肢均出現(xiàn)了疲勞現(xiàn)象，練習(xí)組數(shù)的增多疲勞程度加深。

（三）左腿側(cè)蹬時(shí)，疲勞速率最快的是半腱肌，右側(cè)肢為股直肌。

（四）在同一滑行動(dòng)作中，運(yùn)動(dòng)員左右側(cè)肢同種肌肉的積分肌電百分比差異較大，說(shuō)明運(yùn)動(dòng)員左右側(cè)肢肌力存在不均衡現(xiàn)象。

參考文獻(xiàn)：

[1] 羅炯，金季春.表面肌電的處理方法及在體育科研中的應(yīng)用前景[J].山東體育學(xué)院學(xué)報(bào).2005（2）：56-58.

[2] DUCHENE J，HOGREL J Y.A model of EMG generation[J].IEEE transactions on biomedical engineering.2000.47（2）：192-201.

[3] 楊紅春，王健，張海紅.等長(zhǎng)收縮誘發(fā)肌肉疲勞及恢復(fù)過(guò)程中表面肌電信號(hào)特征變化規(guī)律[J].生物物理學(xué)報(bào).2005（5）：385-390.

[4] 王瑞元，熊開(kāi)宇，等.運(yùn)動(dòng)生理學(xué)[M].北京.人民體育出版社.2002：305-310.

[5] Ma J， Fill M，Knudson C M，et al. Ryan dine receptor of skeletal muscle is a gap junction- type channel[J].Science.1988（242）：99-102.