間歇靜態(tài)拉伸訓(xùn)練對跖屈肌神經(jīng)-生物力學(xué)特征的急性和慢性影響

井蘭香，尹兆友，朱 青，劉樺瑋，趙文楠，高士強

通常認為，靜態(tài)或慢速拉伸能夠增加關(guān)節(jié)活動范圍、提高軟組織柔韌性，有助于防止運動損傷[1]，常被作為運動員日常訓(xùn)練和賽前熱身活動項目之一[2]。

運動過程中，限制關(guān)節(jié)活動范圍增加的部分阻力來源于肌肉-肌腱復(fù)合體（muscle-tendon complex，MTC）等軟組織的粘彈性特征，即MTC及其串聯(lián)、并聯(lián)彈性元所具有的剛度和滯后[3]。靜態(tài)拉伸訓(xùn)練后急性期可引起肌肉及肌腱剛度的降低[4-5]，亦能引起其滯后的降低[6]。另有部分阻力來源于MTC緊張性反射活性，當MTC被拉長，存在于肌肉、肌腱內(nèi)的本體感受器通過感受MTC張力變化及空間運動位置變更，引起神經(jīng)反射活性增加。靜態(tài)拉伸急性期可以通過抑制緊張性反射活性，降低肌肉的被動阻力，提高關(guān)節(jié)活動范圍、軟組織柔韌性[7]。采用本體感覺神經(jīng)肌肉促進技術(shù)拉伸訓(xùn)練后急性期可通過突觸前、后抑制機制，降低運動神經(jīng)元興奮性[8-9]，且與靜態(tài)拉伸急性期增加關(guān)節(jié)活動范圍的效果相一致[10]。靜態(tài)拉伸訓(xùn)練急性期盡管能夠引起MTC某些生物力學(xué)特征、神經(jīng)反射活性等的改變，但其形態(tài)結(jié)構(gòu)并不發(fā)生變化，即MTC生物力學(xué)特征改變的根本原因并非取決于其形態(tài)結(jié)構(gòu)[11]?？梢?，無論是何種形式的靜態(tài)拉伸訓(xùn)練，急性期增加關(guān)節(jié)活動范圍和提高軟組織柔韌性的影響因素應(yīng)主要集中于神經(jīng)-生物力學(xué)特征方面。

靜態(tài)拉伸急性期，除了能夠增加關(guān)節(jié)活動范圍等運動學(xué)特征，還能夠提高相應(yīng)關(guān)節(jié)周圍肌肉的動力學(xué)。如經(jīng)過多日次、多組、間歇性（單次拉伸持續(xù)時間<45 s）踝關(guān)節(jié)靜態(tài)拉伸后，增加踝關(guān)節(jié)活動范圍的同時，還觀察到跖屈肌離心和向心力矩的提高[12]，其對跖屈力矩的促進效果明顯優(yōu)于不同持續(xù)時間的一次性靜態(tài)拉伸訓(xùn)練[13-14]。若在一定時期內(nèi)，對跖屈肌進行間歇靜態(tài)拉伸訓(xùn)練，急性期發(fā)生怎樣的神經(jīng)-生物力學(xué)特征變化？慢性期是否衰減或保持？跖屈肌訓(xùn)練后在下肢多關(guān)節(jié)運動過程中的貢獻如何？影響關(guān)節(jié)活動范圍及柔韌性的影響因素又是什么？故本研究對踝關(guān)節(jié)跖屈肌進行系統(tǒng)地間歇性靜態(tài)拉伸訓(xùn)練，測試訓(xùn)練前、停訓(xùn)后的急性期和停訓(xùn)后間隔較長時間的慢性期跖屈肌等長、等張收縮、被動拉長過程產(chǎn)生的踝跖-背屈單關(guān)節(jié)運動的運動學(xué)、動力學(xué)和神經(jīng)反射數(shù)據(jù)，計算原地垂直縱跳（counter movement jump，CMJ）過程產(chǎn)生的下肢多關(guān)節(jié)運動相關(guān)神經(jīng)-肌激活及生物力學(xué)參數(shù)特征，比較訓(xùn)練前和停止訓(xùn)練后不同時期跖屈肌神經(jīng)-生物力學(xué)特征，分析訓(xùn)練停止后不同時期影響踝關(guān)節(jié)運動學(xué)和動力學(xué)特征的主要因素。

1 試驗對象與方法

1.1 試驗對象

某高校22名健康男性青年排球?qū)ｍ椷\動員自愿參與本試驗，并保證全程參與并完成訓(xùn)練及各項測試。所有受試者訓(xùn)練年限均在7年以上，運動等級為1級，下肢近5年內(nèi)不存在神經(jīng)-肌肉-骨骼損傷史，距小腿關(guān)節(jié)無運動受限，在矢狀面上做背屈-跖屈動作時無任何疼痛及不適。測試前，熟知整個試驗流程，日常訓(xùn)練過程中均未經(jīng)歷過系統(tǒng)的靜態(tài)拉伸訓(xùn)練。

將受試者隨機分成日常訓(xùn)練+靜態(tài)拉伸訓(xùn)練試驗組和日常訓(xùn)練對照組，基本情況描述見表1。進一步將受試者的2組間年齡、身高、體重3個變量數(shù)據(jù)均數(shù)進行獨立樣本T檢驗，結(jié)果顯示，P值均大于0.05，組間基本情況均不存在顯著性差異。

表1 受試者基本情況（M±SD）Table1 General Data of Subjets（M±SD）

1.2 訓(xùn)練方法

在實驗室內(nèi)，對試驗組受試者進行為期8周、每周5日次、每次1組，共40組雙側(cè)交替（按先右后左順序）跖屈肌間歇靜態(tài)拉伸訓(xùn)練，力量房及場地訓(xùn)練日程不變，全程監(jiān)控訓(xùn)練過程；對照組不進行靜態(tài)拉伸訓(xùn)練，其他訓(xùn)練方式與試驗組相同。1組訓(xùn)練內(nèi)容包含4種形式，每種形式5次、每次30 s，間隔30 s的跖屈肌間歇靜態(tài)拉伸，具體拉伸方法如下[12，15]。（1）站姿推墻足跟踩地小腿拉伸（見圖1-A）：面向墻壁雙足前后位站立，訓(xùn)練側(cè)膝關(guān)節(jié)伸展，足跟著地，雙臂伸展雙手扶墻與眼等高。拉伸訓(xùn)練開始后，非訓(xùn)練側(cè)膝關(guān)節(jié)逐漸彎曲至拉伸側(cè)踝關(guān)節(jié)最大耐受背屈角度后保持。（2）站姿足尖向上小腿拉伸（見圖1-B）：面向臺階雙足前后位站立，訓(xùn)練側(cè)膝關(guān)節(jié)伸展，足跟貼地足尖向上抵于臺階側(cè)面，拉伸訓(xùn)練開始后盡力向前移動訓(xùn)練側(cè)髖關(guān)節(jié)至同側(cè)踝關(guān)節(jié)最大耐受背屈角度后保持。（3）坐姿足尖向上小腿拉伸（見圖1-C）：訓(xùn)練側(cè)膝關(guān)節(jié)伸展坐于地面，雙手（可加輔助繩）環(huán)繞足底中心，向身體方向拉伸至訓(xùn)練側(cè)踝關(guān)節(jié)最大耐受背屈角度后保持。（4）站姿足跟下垂小腿拉伸（見圖1-D）：拉伸側(cè)膝關(guān)節(jié)伸展，前腳掌站立于臺階邊緣，盡力下壓足跟至踝關(guān)節(jié)耐受范圍內(nèi)最大背屈角度后保持。

圖1 跖屈肌拉伸圖解Figure1 Illustration of Plantar Flexors Stretch

1.3 試驗儀器

肌電圖/誘發(fā)電位儀（NeuroExam M-800A）用于誘導(dǎo)并記錄比目魚肌H-反射，同時記錄T-反射和最大M波。參數(shù)設(shè)定為：記錄器采樣頻率為200 KHz；放大器濾波范圍0.1～20 KHz，共模抑制比110 dB，輸入阻抗2 500 MΩ；電流刺激頻率0.3 Hz，刺激時長1 ms。高速攝影裝置（索尼FDR-AX100E）用于采集CMJ動作動態(tài)視頻影像，采樣頻率為200 Hz。Con-trex等動肌力測試系統(tǒng)（瑞士CMV AG公司）用于測試受試者踝關(guān)節(jié)動力學(xué)特征，采樣頻率為4 000 Hz。便攜式黑白B型超聲診斷系統(tǒng)（邁瑞DP-30）用于采集跖屈肌MTC等長收縮過程的動態(tài)超聲影像，采樣頻率為40 Hz。16導(dǎo)Trigno Wireless EMG無線表面肌電信號采集系統(tǒng)（Delsys公司生產(chǎn)）用于采集MVC過程和CMJ過程中腓腸肌內(nèi)/外側(cè)頭、比目魚肌、脛骨前肌表面肌電信號。參數(shù)設(shè)定為增益（gain）1 000，共模抑制比115 dB，采樣頻率1 200 Hz。KISTLER三維測力系統(tǒng)（瑞士KISTLER公司，9 287B）用于采集CMJ動作過程中的垂直地面反作用力（vertical ground reaction force，VGRF），采樣頻率1 200 Hz。

1.4 數(shù)據(jù)采集

分別于靜態(tài)拉伸訓(xùn)練前、40組靜態(tài)拉伸訓(xùn)練完成停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周在實驗室對試驗組及對照組受試者進行測試，依次采集比目魚肌誘發(fā)電位、踝關(guān)節(jié)動力學(xué)、CMJ動作相關(guān)數(shù)據(jù)。停訓(xùn)后第1周急性期，要求訓(xùn)練組每一位受試者須在第40組訓(xùn)練結(jié)束后3～5 min內(nèi)完成比目魚肌誘發(fā)電位測試[16]，同期對對照組進行相同項目的測試。

1.5 測試方法

1.5.1 誘發(fā)電位 于誘發(fā)電位測試前，告知受試者詳細流程及測試過程的安全性。受試者俯臥踝關(guān)節(jié)中立位（解剖學(xué)位置，本研究定義為0°），伸展膝關(guān)節(jié)暴露腘窩。垂直于神經(jīng)干刺激腘窩處脛神經(jīng)，誘導(dǎo)比目魚肌H-反射，經(jīng)記錄器記錄1 ms持續(xù)肌電圖20次，記錄最大M波3次；隨后以錘柄長度為旋轉(zhuǎn)半徑使錘頭自由下落（下落高度等于錘柄長度，盡量保證每位受試者跟腱刺激強度相同），垂直叩擊跟腱誘發(fā)T-反射，記錄T-反射肌電圖3次。記錄器電極直徑1 cm，間距2 cm，置于小腿后中線外側(cè)3 cm、腓腸肌外側(cè)頭與跟腱交界下方3 cm處皮膚表面[17-18]，0電極置于外踝處皮膚表面。

1.5.2 踝關(guān)節(jié)動力學(xué) 充分熱身及練習測試動作后，先測試并記錄受試者踝關(guān)節(jié)跖屈動作最大隨意收縮（maximum voluntary contraction，MVC）值。測試方法為固定踝關(guān)節(jié)0°，記錄間隔30 s的2次2～4 s內(nèi)踝關(guān)節(jié)最大等長隨意跖屈動作，當2次差異<10%時，將2次測試的最大力值計為MVC[19]。

測試跖屈肌等張、等長收縮以及被動拉長過程相關(guān)參數(shù)。踝關(guān)節(jié)置于0°位，告知受試者以最快的速度完成5次，間隔30 s無負荷等張跖屈動作，記錄角速度（△θ/△t）；隨后完成5次，間隔30 s爆發(fā)性（200 ms內(nèi)自0負荷達到70%MVC負荷）等長隨意跖屈動作，記錄力矩（Torque，TQ）變化率（△TQ/△t）；再完成3次，間隔5 min，每次5 s的等長隨意MVC，記錄MVC峰值力矩（TQmax）；最后踝關(guān)節(jié)放松，自跖屈位20°開始，以1°/s的背屈速度被動拉伸踝關(guān)節(jié)跖屈肌，拉伸至受試者可耐受范圍最大背屈角度，記錄此過程中跖屈肌MTC可收縮成分及其串聯(lián)彈性元、并聯(lián)彈性元等軟組織被動拉伸時產(chǎn)生的被動力矩。

測試跖屈肌等長收縮-放松過程相關(guān)參數(shù)。固定踝關(guān)節(jié)背屈位15°，在5 s內(nèi)完成踝關(guān)節(jié)自完全放松至MVC，然后5 s內(nèi)緩慢回彈跖屈肌至完全放松。用B型超聲診斷系統(tǒng)與等速肌力測試系統(tǒng)同步采集跖屈肌MTC等長收縮過程的動態(tài)超聲影像。在腓腸肌外側(cè)頭體表與線陣探頭之間標記固定位置點，體表標記點位于腘窩橫褶中心與外踝中心連線近側(cè)端1/3處[20]（見圖2-A）。以彈性繃帶牢固固定探頭保證測試過程中不發(fā)生移動。

圖2 腓腸肌外側(cè)頭體表標記點（A）及超聲截圖（B）Figure2 Surface Mark of Lateral Gastrocnemius（A）and Screenshot of U ltrasonography（B）

1.5.3 CMJ測試 熱身和示范后，受試者雙手叉腰，雙足分開與肩同寬站立于測力臺完成CMJ動作，要求受試者快速下蹲至膝關(guān)節(jié)約90°后盡最大努力快速垂直向上跳起，間隔30 s共完成3次，記錄CMJ最佳成績條件下的相關(guān)數(shù)據(jù)。將高速攝影裝置置于受試者右側(cè)，與CMJ動作運動方向相垂直，與測力臺同步采集CMJ動作動態(tài)視頻影像。在CMJ動作測試過程中，與動力學(xué)、運動學(xué)數(shù)據(jù)同步采集腓腸肌內(nèi)/外側(cè)頭、比目魚肌、脛骨前肌表面肌電信號，將脛骨前肌作為跖屈肌離心收縮時的拮抗肌。脛神經(jīng)刺激部位及表面電極粘貼部位見圖3。

圖3 脛神經(jīng)刺激點及表面電極位置Figure3 Tibial Nerve Stimulating Point and Surface Electrode Placement

1.6 數(shù)據(jù)處理與分析

1.6.1 神經(jīng)反射 比目魚肌誘發(fā)電位H-反射特征以H-反射肌電圖峰值（Hmax）和M波最大值（Mmax）的比值表示；T-反射特征以T-反射肌電圖峰值（Tmax）和Mmax的比值表示，即Hmax/Mmax和Tmax/Mmax。

1.6.2 跖屈肌生物力學(xué) 跖屈肌等張測試過程的角速度（△θ/△t）、等長測試測試過程的力矩變化率（△TQ/△t）和MVC過程峰值力矩（TQmax）數(shù)據(jù)結(jié)果均取多次測量結(jié)果的平均值。

踝關(guān)節(jié)自跖屈位20°被動拉伸至最大背屈過程中，跖屈肌及其并聯(lián)、串聯(lián)彈性元產(chǎn)生的被動力矩隨踝關(guān)節(jié)背屈角度逐漸增加而上升。P.W.MARSHALL等[21]在其研究中確定被動力矩-關(guān)節(jié)角度關(guān)系曲線的意義相當于應(yīng)力-應(yīng)變曲線，一定關(guān)節(jié)角度范圍內(nèi)曲線斜率定義為被動彈性剛度，曲線下的面積則為被動彈性能。本研究根據(jù)相關(guān)文獻，將背屈位15°～25°范圍內(nèi)曲線斜率計為跖屈肌的被動剛度[22-23]。

經(jīng)simi motion二維運動圖像解析系統(tǒng)，對跖屈肌等長收縮-放松過程動態(tài)超聲影像數(shù)據(jù)進行后期處理，獲得筋膜標記點與皮膚標記點相對應(yīng)的筋膜位置之間的直線距離變化，將筋膜標記點的動態(tài)變化量計為跖屈肌長度變化L（見圖2-B）。將MVC%-L曲線中，加載應(yīng)力時上升期曲線斜率計為跖屈肌主動剛度，代表其彈性特征；加載和卸載應(yīng)力時，曲線中形成空白區(qū)域的面積，計為跖屈肌的滯后，代表其粘性特征[24]。

1.6.3 CMJ腿剛度 將CMJ動作所產(chǎn)生的三維GRF數(shù)據(jù)，采用100 Hz的截止頻率進行濾波，經(jīng)BioWare Version5.3.0.7Export軟件采集并輸出文本文檔，導(dǎo)入EXCEL表格進行后期處理獲得CMJ動作動力學(xué)數(shù)據(jù)。經(jīng)simi motion二維運動圖像解析系統(tǒng)，對視頻影像數(shù)據(jù)進行后期處理獲得CMJ動作下肢運動學(xué)數(shù)據(jù)。用EXCEL表格進行CMJ下肢剛度計算和采用Origin7.5作圖軟件對CMJ下肢剛度作圖過程中，將運動學(xué)數(shù)據(jù)和動力學(xué)數(shù)據(jù)頻率統(tǒng)一插值為100 Hz。

將人體質(zhì)量中心和下肢看做彈簧-質(zhì)量模型，CMJ動作腿剛度的計算方法為[25-26]：

式中：Fz指峰值VGRF；△z指髖關(guān)節(jié)中心自CMJ動作開始至離心收縮結(jié)束時的最大垂直位移（本研究要求受試者CMJ過程中，穿著統(tǒng)一品牌運動鞋襪和無束身效果的短褲，裝備彈性影響忽略不計）。

1.6.4 肌肉活性 于靜態(tài)拉伸訓(xùn)練開始前測得每位受試者腓腸肌內(nèi)/外側(cè)頭、比目魚肌、脛骨前肌在MVC條件下的表面肌電信號（EMG）振幅峰值，以此數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)值，對CMJ動作離心收縮過程中所測得的各肌表面肌電數(shù)據(jù)進行標準化處理。經(jīng)dazy-lab8.0EMG信號分析系統(tǒng)，處理EMG原始信號，濾波范圍10～400 Hz，計算CMJ離心收縮期積分肌電（integrated electromyograph，iEMG）。各肌標準化的肌肉活性數(shù)據(jù)結(jié)果以iEMG除以EMG振幅峰值之商值表示。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

用SPSS19.0統(tǒng)計軟件對試驗結(jié)果數(shù)據(jù)進行雙因素（訓(xùn)練×時間）方差分析，采用一般線性模型方差分析2因素的主效應(yīng)（即訓(xùn)練和對照分組因素、訓(xùn)練前后時間因素獨立作用）及2因素交互效應(yīng)（即訓(xùn)練因素與時間因素共同作用）對比目魚肌誘發(fā)電位、踝關(guān)節(jié)動力學(xué)參數(shù)、腿剛度、肌電活性等因變量的影響。當訓(xùn)練、時間、交互3種影響因素分析結(jié)果中出現(xiàn)P<0.05時，經(jīng)post-hoc Student-Newman-Keuls過程比較2組間及組內(nèi)各參數(shù)差異性。統(tǒng)計結(jié)果以均數(shù)±標準差（M±SD）表示，顯著性水平為0.05。

2 試驗結(jié)果

雙因素方差分析訓(xùn)練、時間、交互3種自變量因素，對比目魚肌誘發(fā)電位、踝關(guān)節(jié)動力學(xué)參數(shù)、腿剛度、肌電活性等因變量的影響，結(jié)果顯示：訓(xùn)練（2組）×時間（3種時間）交互作用的P值大于0.05，不具有統(tǒng)計學(xué)意義，2種因素的交互作用不顯著；訓(xùn)練因素及時間因素作用的P值小于0.05，具有統(tǒng)計學(xué)意義，2因素各自獨立作用效果顯著。因交互作用分析無統(tǒng)計學(xué)意義，在模型中去除交互影響作用分析，將2獨立因素對因變量的影響經(jīng)post-hoc Student-Newman-Keuls過程進行組內(nèi)及組間數(shù)據(jù)均數(shù)進行兩兩比較。

訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周試驗組及對照組比目魚肌誘發(fā)電位結(jié)果見圖4。訓(xùn)練前，試驗組和對照組Hmax/Mmax比值分別為 99.98±44.21和 98.10±37.78，Tmax/Mmax比值分別為100.01±45.11和99.99±27.56，組內(nèi)比較（P=0.273）及組間比較（P=0.304）均不存在顯著性差異。

停訓(xùn)后第1周，試驗組Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值分別為62.33±15.28和78.11±21.28，均顯著低于訓(xùn)前的99.98±44.21（P=0.000）和 100.01±45.11（P=0.000）及對照組的 102.03±57.81（P=0.000）和99.82±39.19（P=0.001）；停訓(xùn)后第5周，試驗組Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值分別為96.41±31.21和96.54±32.11，與訓(xùn)練前的99.98±44.21（P=0.273）和 100.01±45.11（P=0.242）及對照組的 98.90±28.29（P=0.177）和101.33±52.26（P=0.251）相比均不存在顯著性差異。

訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周，對照組內(nèi)比較Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值沒有顯著性差異（P>0.05）。

圖4 Hmax/Mmax和Tmax/Mmax比值比較Figure4 Comparison of Hmax/Mmaxand Tmax/MmaxRatio

訓(xùn)練前，試驗組和對照組組間比較踝關(guān)節(jié)跖屈肌生物力學(xué)各參數(shù)之間沒有顯著差異（P>0.05）。訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周組間及組內(nèi)比較踝關(guān)節(jié)跖屈等張收縮△θ/△t、等長收縮△TQ/△t、等長隨意MVC、MVC峰值力矩TQmax、跖屈肌長度的最大變化量Lmax、跖屈肌主動剛度均沒有顯著差異（P>0.05）（見表2）。

停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周試驗組踝關(guān)節(jié)最大背屈角度分別為30.02±9.55和28.79±11.22，顯著大于訓(xùn)練前的25.22±3.97（P=0.011，0.020）及相應(yīng)對照組的25.40±7.67（P=0.008）和25.05±11.90（P=0.013）；停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周試驗組跖屈肌被動剛度分別為0.68±0.02和0.88±0.02，顯著小于訓(xùn)練前的1.14±0.01（P=0.017，0.018）及相應(yīng)對照組的1.17±0.11（P=0.014）和1.16±0.10（P=0.013）；停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周試驗組等長收縮加載和卸載應(yīng)力產(chǎn)生的滯后環(huán)面積分別為13.07±7.82和12.66±3.75，顯著小于訓(xùn)練前的22.31±9.17（P=0.006，0.004）及相應(yīng)對照組的21.23±12.10（P=0.007）和22.03±7.67（P=0.002）（見表2）。

訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周對照組內(nèi)比較踝關(guān)節(jié)最大背屈角度、跖屈肌被動剛度、滯后均沒有顯著性差異（P>0.05）。

表2 踝關(guān)節(jié)跖屈肌生物力學(xué)參數(shù)（M±SD）Table2 Biomechanical Parameters of Plantar-flexors（M±SD）

訓(xùn)練前、訓(xùn)練后第1周、訓(xùn)練后第5周，試驗組自踝關(guān)節(jié)跖屈位20°開始逐漸向背屈位被動拉伸過程形成的被動力矩-踝關(guān)節(jié)角度曲線見圖5。跖屈肌柔韌指數(shù)分別以圖5中踝關(guān)節(jié)背屈位15°～25°區(qū)間3條曲線斜率表示。其中，縱坐標被動力矩（以最大被動力矩做標準化）增加的過程代表對跖屈肌逐漸加載應(yīng)力，橫坐標踝關(guān)節(jié)角度自跖屈位向背屈位增加的過程代表跖屈肌隨著加載應(yīng)力而逐漸增加的應(yīng)變。背屈位15°～25°區(qū)間曲線斜率值（曲線斜率的值等于跖屈肌被動力矩/踝關(guān)節(jié)角度）即為跖屈肌被動剛度值，可觀察到訓(xùn)練后第1周及第5周應(yīng)力-應(yīng)變曲線呈現(xiàn)右移現(xiàn)象。

停訓(xùn)后第1周和停訓(xùn)后第5周，試驗組踝關(guān)節(jié)跖屈肌被動剛度均顯著小于訓(xùn)練前（P<0.05），斜率越小，表明加載相同應(yīng)力時應(yīng)變越大，即柔韌性越高。

圖5 試驗組跖屈肌被動力矩%-踝關(guān)節(jié)角曲線圖Figure5 Passive torque%-ankle joint angle graph of plantar-flexors in training group

試驗組MVC%-L曲線（縱坐標以MVC值做標準化）見圖6，跖屈肌等長收縮至MVC過程中，隨著收縮力量的加載，跖屈肌可收縮成分逐漸變短，肌腱逐漸拉長；當力量逐漸卸載，肌肉可收縮成分逐漸放松變長，肌腱逐漸恢復(fù)至靜息長度。增加載荷與減小載荷過程中，因曲線斜率不同而不能重合，由于熱能等能量散失而產(chǎn)生滯后環(huán)，散失能量的多少以加載和卸載應(yīng)力曲線之間所包圍區(qū)域面積的大小表示。

停訓(xùn)后第1周（B）和停訓(xùn)后第5周（C）試驗組滯后環(huán)面積%顯著小于訓(xùn)練前（A）（P<0.05）；試驗組，訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周3個時期測試加載應(yīng)力產(chǎn)生的MVC%-L曲線上升階段斜率沒有顯著差異（P>0.05）。

訓(xùn)練前，試驗組和對照組2組間比較CMJ動作峰值VGRF（Fz）、髖關(guān)節(jié)最大垂直位移（△z）、腿剛度（Stiffnessleg）、離心時間長度、踝關(guān)節(jié)跖屈-背屈肌標準化iEMG沒有顯著差異（P>0.05）（見表3）。

訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周2組間及組內(nèi)比較△z、各肌標準化iEMG均沒有顯著差異（P>0.05）（見表3）。

停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周試驗組離心收縮時間分別為0.59±0.06和0.58±0.09，顯著大于訓(xùn)練前的0.47±0.02（P=0.011）及相應(yīng)對照組的0.48±0.02（P=0.005）和0.47±0.02（P=0.002）；停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周試驗組CMJ動作Fz分別為2.16±0.72和2.17±0.87，顯著小于訓(xùn)練前的2.51±1.61（P=0.010）及相應(yīng)對照組的2.48±1.03（P=0.011）和2.49±1.02（P=0.014）；停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周試驗組Stiffnessleg分別為7.71±1.77和8.04±3.42，顯著低于訓(xùn)練前的9.30±3.21（P=0.011）及相應(yīng)對照組的9.19±2.77（P=0.007）和9.19±2.24（P=0.002）（見表3）。

訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周對照組內(nèi)比較各參數(shù)間沒有顯著差異（P>0.05）（見表3）。

試驗組訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周，CMJ動作過程由開始下蹲至腳尖離地支撐期內(nèi)VGRF-髖關(guān)節(jié)垂直位移曲線，O點表示開始下蹲時刻，此時刻髖關(guān)節(jié)垂直位移計為0，VGRF（BW）計為1；A、B、C點分別表示訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周測試CMJ動作支撐期峰值Fz。線段O-A、O-B、OC的斜率分別代表訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周CMJ動作過程中的Stiffnessleg（見圖7）。

線段O-B、O-C斜率均顯著小于線段O-A斜率，即停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周Stiffnessleg顯著低于訓(xùn)練前（P<0.05）。

表3 CMJ動作離心收縮相關(guān)生物力學(xué)參數(shù)（M±SD）Table3 Biomechanical Parameters of Leg Spring-mass Model During CMJ（M±SD）

圖6 試驗組跖屈肌等長收縮MVC%-L曲線Figure6 MVC%-L Graph of Plantar-flexors During Isometric Contraction in Training Group

3 討 論

本研究結(jié)果表明，對試驗組跖屈肌進行靜態(tài)拉伸停止訓(xùn)練后第1周，踝關(guān)節(jié)背屈活動范圍顯著增加，柔韌性提高，伴有此時期比目魚肌Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值顯著降低的現(xiàn)象，但第5周測定時已恢復(fù)至訓(xùn)練前水平。提示，在跖屈肌靜態(tài)拉伸訓(xùn)練后急性期內(nèi)，神經(jīng)反射活動參與跖屈肌拉長過程的調(diào)節(jié)。

比目魚肌H反射和T反射屬于脊髓單突觸反射，其中樞位于骶髓1-2節(jié)。本研究中，比目魚肌H反射是直接刺激脛神經(jīng)Ia類傳入神經(jīng)纖維，興奮經(jīng)后根傳入脊髓直接與前角小型α運動

圖7 試驗組CMJ動作VGRF-髖關(guān)節(jié)垂直位移曲線（“-”表示運動方向向下）Figure7 VGRF-hip Vertical Displacement During CMJ in Training Group

比目魚肌H反射和T反射屬于脊髓單突觸反射，其中樞位于骶髓1-2節(jié)。本研究中，比目魚肌H反射是直接刺激脛神經(jīng)Ia類傳入神經(jīng)纖維，興奮經(jīng)后根傳入脊髓直接與前角小型α運動神經(jīng)元通過突觸聯(lián)系，引起所支配的跖屈肌和其協(xié)同肌興奮發(fā)生收縮反射。T反射是牽拉跟腱，肌梭感受到長度變化后經(jīng)脛神經(jīng)Ia類傳入神經(jīng)纖維引起跖屈肌反射性收縮。當Ia類傳入神經(jīng)纖維的興奮性和肌梭敏感性降低時，α運動神經(jīng)元的興奮性、運動終板后膜的興奮性均會隨之降低，最終由于橫小管興奮降低而導(dǎo)致終池鈣離子的釋放量減少，肌肉可收縮成分的緊張性減弱[27]。本研究結(jié)果中，跖屈肌靜態(tài)拉伸訓(xùn)練后急性期內(nèi)比目魚肌Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值顯著降低，充分說明在訓(xùn)練后的初始階段對H反射、T反射具有明顯的抑制作用，通過降低Ia類脛神經(jīng)傳入纖維的興奮性和肌梭敏感性，抑制肌緊張性反射，從而使跖屈肌可收縮成分得以放松而易被拉長[28]。

α運動神經(jīng)元還接受肌肉-肌腱交界處高爾基腱器興奮的傳入，當MTC受牽拉時，高爾基腱器興奮經(jīng)Ib類傳入神經(jīng)纖維進入脊髓后角，經(jīng)中間神經(jīng)元突觸聯(lián)系后，發(fā)出纖維抑制α運動神經(jīng)元的興奮性，降低MTC可收縮成分肌膜的興奮性，引起舒張反射而避免過度收縮引起損傷[29-30]。

Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值在停訓(xùn)后第5周與訓(xùn)練前沒有差異，說明在靜態(tài)拉伸訓(xùn)練后的慢性適應(yīng)期內(nèi)，神經(jīng)反射對跖屈肌被動拉伸過程的調(diào)節(jié)作用已經(jīng)減弱。但踝關(guān)節(jié)背屈角度在此時期依然保持在比訓(xùn)練前顯著增加的狀態(tài)，繼續(xù)保持較高柔韌性。提示，靜態(tài)拉伸訓(xùn)練后慢性期內(nèi)跖屈肌MTC本身所固有的生物力學(xué)屬性特征的適應(yīng)性改變，是維持踝關(guān)節(jié)較高柔韌性的主要因素。

跖屈肌被動剛度，是由踝關(guān)節(jié)被動拉伸時的背屈角度及各個角度時的拉伸阻力（被動力矩）確定的[31]。被動剛度是MTC及其并聯(lián)、串聯(lián)彈性元對被動拉伸產(chǎn)生的生理效應(yīng)，是被動力矩-關(guān)節(jié)角度曲線（意義等同于應(yīng)力-應(yīng)變曲線）斜率，文獻中還將這一指標看做“柔軟指數(shù)”，指數(shù)越低，越容易被動拉長[32]。結(jié)果中，跖屈肌被動剛度在停止訓(xùn)練后第1周和第5周均降低，意味著訓(xùn)練后較長時間內(nèi)跖屈肌被動拉伸時產(chǎn)生的阻力均較小，更容易被拉長。跖屈肌滯后現(xiàn)象表明其粘性特征的存在，停訓(xùn)后第1周和第5周跖屈肌等長收縮滯后環(huán)面積變小，代表著MTC可收縮成分收縮增加載荷時，拉長肌腱儲存的彈性勢能，在減小載荷松弛回彈過程中以熱能等形式散失的能量減少，即跖屈肌粘性減小。由試驗結(jié)果可以看出，靜態(tài)拉伸慢性適應(yīng)期內(nèi)，主要依靠降低了的跖屈肌被動剛度和滯后，維持較大的踝關(guān)節(jié)背屈活動范圍。從另外一個角度看，跖屈肌應(yīng)變相同時，訓(xùn)練后的應(yīng)力是降低了的，這對于預(yù)防跖屈肌運動損傷有著積極意義[33-34]。

當進行跖屈肌等張收縮和等長收縮測定時，無論是停止訓(xùn)練后急性期還是慢性期，跖屈肌產(chǎn)生的力量、角速度、縮短程度、主動剛度都不受影響。該結(jié)果與前人研究中靜態(tài)拉伸提高跖屈力矩的[13]結(jié)果有所不同，主要原因可能是其跖屈角速度設(shè)定為慢速離心和向心收縮，本研究所設(shè)定的跖屈動作為快速和爆發(fā)性向心收縮。跖屈肌MTC等長收縮產(chǎn)生的剛度為主動剛度，由肌肉力量和跖屈肌長度變化確定，跖屈肌主動剛度代表著其彈性特征[35]。比較跖屈協(xié)同肌等長收縮MVC%-L曲線圖中加載應(yīng)力時曲線斜率發(fā)現(xiàn)，訓(xùn)練前、停訓(xùn)后第1周、停訓(xùn)后第5周是沒有差異的，靜態(tài)拉伸訓(xùn)練并沒有改變跖屈肌的彈性。

為了觀察靜態(tài)拉伸對跖屈肌離心收縮特征的影響，本試驗采用了CMJ動作測試。因為髖、膝關(guān)節(jié)在試驗期間未參與拉伸訓(xùn)練，可以認為CMJ動作特征在試驗前后產(chǎn)生的變化，是由踝關(guān)節(jié)周圍神經(jīng)-肌反射傳導(dǎo)活性或/和跖屈肌MTC固有生物力學(xué)特征變化而引起的。CMJ動作開始前，踝關(guān)節(jié)跖屈肌及拮抗肌在前饋控制機制下激活α和γ運動神經(jīng)元[36]，募集運動單位，活化肌絲間橫橋，引起離心收縮而下蹲。試驗組和對照組CMJ離心期跖屈肌及拮抗肌iEMG訓(xùn)練前后沒有明顯變化，說明CMJ動作離心收縮前以及離心收縮期內(nèi)募集運動單位的量，以及跖屈肌及拮抗肌預(yù)激活、激活、共激活水平不受靜態(tài)拉伸訓(xùn)練的影響。

盡管靜態(tài)拉伸不影響離心收縮肌電信號募集特征，但試驗組停訓(xùn)后第1周和第5周CMJ峰值VGRF減小，伴隨離心期時間延長的現(xiàn)象。由F=ma理論推知CMJ動作垂直向下的平均加速度降低，剛度曲線斜率減小相當于爆發(fā)性用力降低。CMJ是拉長-縮短周期運動，跖屈肌可收縮成分的串聯(lián)彈性元在下蹲離心期被拉長儲存彈性能，向心收縮期回彈。試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，拉伸訓(xùn)練前、后CMJ動作髖關(guān)節(jié)垂直位移沒有變化，也就是說下蹲過程跖屈肌MTC串聯(lián)彈性元產(chǎn)生的應(yīng)變沒有發(fā)生變化，在應(yīng)變恒定的情況下，如果離心期時間延長，可能引起MTC串聯(lián)彈性元應(yīng)力松弛增加的趨勢，回彈率就會受一定程度的影響[37]。這對于CMJ向心期將彈性能及時有效地轉(zhuǎn)化為人體上升的機械能具有削弱作用，最終將會影響向心期爆發(fā)力發(fā)展。

訓(xùn)練后還使得急性期及慢性期腿剛度下降。腿具有類彈簧特征，剛度下降，則順應(yīng)性變大。如果順應(yīng)性升高，加載于弱化其他方向額外力量的相關(guān)結(jié)構(gòu)的載荷會隨之增加[38]。根據(jù)人體平衡倒置鐘擺理論，踝關(guān)節(jié)須產(chǎn)生較多垂直方向以外其他方向的力量，用于抵消額外載荷，維持人體平衡，這種情況下MTC一部分彈性能就會轉(zhuǎn)化為其他方向的能，垂直向上的彈性能利用率將會減少，可能成為影響向心期爆發(fā)力另一個重要因素。

本研究所采用的間歇性靜態(tài)拉伸訓(xùn)練，能明顯降低急性期和慢性期跖屈肌被動剛度（即提高柔韌性）和減小滯后（即降低粘性），有效防止運動損傷。但訓(xùn)練后急性期和慢性期引起CMJ離心收縮加速度及腿剛度降低，對下肢爆發(fā)力發(fā)展有一定影響，因此在爆發(fā)力項目賽前和備賽期不宜以較大量、長時間的靜態(tài)拉伸方式進行熱身和訓(xùn)練。然而，跖屈肌間歇靜態(tài)拉伸訓(xùn)練引起下肢剛度的降低，是否與下肢各關(guān)節(jié)剛度之間存在著必然的聯(lián)系，是否能夠通過增加下肢以及下肢各關(guān)節(jié)的能量吸收（即關(guān)節(jié)負功）以預(yù)防損傷，還需進一步試驗研究證明。

4 結(jié) 論

間歇靜態(tài)拉伸訓(xùn)練不改變跖屈肌等長收縮動力學(xué)、等張收縮動力學(xué)及離心收縮肌肉活性。訓(xùn)練后急性期主要通過抑制H反射和T反射、降低跖屈肌的被動剛度和滯后，提高踝關(guān)節(jié)活動范圍及柔韌性。慢性適應(yīng)期主要是通過降低了的跖屈肌被動剛度和滯后繼續(xù)維持踝關(guān)節(jié)較大活動范圍和較高柔韌性。急性期和慢性期內(nèi)通過降低離心收縮加速度、延長離心收縮時間、降低腿剛度，降低垂直方向肌腱彈性能利用率，成為影響CMJ向心期爆發(fā)力發(fā)展的重要因素。