肌內(nèi)效貼對(duì)縱跳動(dòng)力學(xué)特征及小腿肌肉活動(dòng)的影響

任園園，陸阿明

1 前言

縱跳作為一種最基本的運(yùn)動(dòng)方式，在體育訓(xùn)練中有著舉足輕重的作用，對(duì)跳高、籃球、排球等帶有跳躍動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目具有重要意義[1，2]。運(yùn)動(dòng)員的縱跳成績(jī)能反映出其在特定運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中的成績(jī)[3]，眾所周知，在世界跳高比賽中，每毫米的進(jìn)步對(duì)體育界來(lái)說(shuō)都意義非凡。因此，若肌內(nèi)效貼可以小幅提高運(yùn)動(dòng)員跳躍高度，這對(duì)運(yùn)動(dòng)員在比賽中提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)有重要意義。

近年來(lái)，肌內(nèi)效貼常被應(yīng)用于奧運(yùn)會(huì)等大型比賽中，逐漸成為運(yùn)動(dòng)員預(yù)防、治療損傷及輔助運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練不可或缺的一部分[4,5]。隨著其理論體系的不斷發(fā)展與完善，有關(guān)肌內(nèi)效貼提高縱跳表現(xiàn)的研究層出不窮。關(guān)于肌內(nèi)效貼對(duì)縱跳和肌肉活動(dòng)的影響已引起國(guó)外專(zhuān)家學(xué)者的關(guān)注，有研究表明，肌內(nèi)效貼對(duì)縱跳能夠產(chǎn)生積極的影響[6-9]。但也有部分學(xué)者研究結(jié)果與之相悖，Davison[10]研究結(jié)果表明，在27名參與者中，只有52%的人在貼扎后縱跳高度有增加的表現(xiàn)，37%的人縱跳高度不增反降，11%的人縱跳高度無(wú)任何變化。更有研究表明，肌內(nèi)效貼的應(yīng)用會(huì)使縱跳性能和縱跳肌肉活動(dòng)均有所下降[11]。眾多學(xué)者各抒己見(jiàn)，尚有爭(zhēng)論。相反，我國(guó)的相關(guān)研究鳳毛麟角，肌內(nèi)效貼在康復(fù)治療方面的作用已無(wú)可爭(zhēng)議，而對(duì)于肌肉活動(dòng)影響的研究還未有定論[12]。故本研究將進(jìn)一步探索肌內(nèi)效貼對(duì)縱跳動(dòng)力學(xué)特征及其小腿肌肉活動(dòng)產(chǎn)生的影響，為今后運(yùn)動(dòng)員在比賽中提高成績(jī)及發(fā)展運(yùn)動(dòng)能力提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象

10名受試者來(lái)自蘇州大學(xué)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練及武術(shù)與民族傳統(tǒng)體育專(zhuān)業(yè)，均為國(guó)家二級(jí)及二級(jí)以上水平的優(yōu)秀運(yùn)動(dòng)員（表1），所有受試者在48 h內(nèi)無(wú)劇烈運(yùn)動(dòng)或訓(xùn)練，擁有良好的精神狀態(tài)，在半年內(nèi)無(wú)下肢損傷史及貼扎過(guò)敏現(xiàn)象。

表1 受試者基本信息一覽表（±s）Table I Basic Information of the Subjects(±s)

表1 受試者基本信息一覽表（±s）Table I Basic Information of the Subjects(±s)

N 年齡(yrs) 身高(cm) 體重(kg) 體重指數(shù)(BMI)10 22.0–0.94 180.3–10.37 75.3–14.62 22.9–2.44

1.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與材料

本次實(shí)驗(yàn)設(shè)備為KISTLER三維測(cè)力平臺(tái)（9287B，瑞士）及Cometa無(wú)線表面肌電測(cè)試系統(tǒng)（Wave Plus，意大利），實(shí)驗(yàn)貼扎材料為肌內(nèi)效貼和表面電極貼。肌內(nèi)效貼均采用南京市斯瑞奇醫(yī)療用品有限公司的產(chǎn)品邦得適理療肌貼，貼布寬度約5 cm，顏色均為紅色。表面電極貼由上海醫(yī)療用品制造有限公司提供，貼片直徑為1 cm左右。

1.3 實(shí)驗(yàn)步驟

1.3.1 貼扎方法

肌內(nèi)效貼貼扎：實(shí)驗(yàn)前受試者換上統(tǒng)一的短褲，貼扎前剔除較長(zhǎng)毛發(fā)，用75%濃度的酒精擦拭皮膚表面，保持皮膚表面光滑整潔，以免使肌內(nèi)效貼粘性下降發(fā)生掉落。貼扎時(shí)，受試者身體處于放松俯臥位狀態(tài)，采用Y形肌內(nèi)效貼，近端貼于腓腸肌跟骨部，兩條尾端沿著肌肉走向，終止于膝蓋下端的肌肉兩側(cè)止點(diǎn)位置，拉力大小為10%左右[13]。

表面電極貼放位置：表面電極貼全部置于肌腹處[14,15]。小腿內(nèi)側(cè)腓腸肌貼于踮腳時(shí)小腿內(nèi)后部最隆起部分，外側(cè)腓腸肌貼于踮腳尖時(shí)小腿外后部最隆起部位，脛骨前肌貼于勾腳尖時(shí)小腿前外側(cè)隆起的肌腹位置。在每個(gè)測(cè)試階段，受試者小腿的脛骨前肌、內(nèi)外側(cè)腓腸肌肌腹均放置了無(wú)線表面電極，用于記錄縱跳過(guò)程中下肢肌肉肌電活動(dòng)的效果（見(jiàn)圖1）。

1.3.2 實(shí)驗(yàn)流程

在實(shí)驗(yàn)前，全部受試者進(jìn)行5 min慢跑，熱身后均采用有益于激活受試者神經(jīng)肌肉本體感覺(jué)的靜態(tài)拉伸，預(yù)防實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)損傷及促進(jìn)運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[16]。測(cè)試前，每個(gè)受試者接受縱跳動(dòng)作指導(dǎo)，并分別進(jìn)行1～2次試跳，確保實(shí)驗(yàn)時(shí)縱跳的動(dòng)作及節(jié)奏符合規(guī)定，待每位受試者能夠在測(cè)力臺(tái)正常完成實(shí)驗(yàn)，則被隨機(jī)分為1～10編號(hào)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

受試者站在三維測(cè)力臺(tái)上，聽(tīng)到開(kāi)始口令后，采用下蹲跳（Counter Movement Jump，CMJ）縱跳形式[17]，雙腳先下蹲再向上垂直跳躍，同時(shí)雙手放在臀部?jī)蓚?cè)保持不動(dòng)，盡最大努力向上跳。為了避免心理效應(yīng)的產(chǎn)生，其中單號(hào)受試者先進(jìn)行無(wú)貼扎縱跳實(shí)驗(yàn)，雙號(hào)受試者先貼扎再進(jìn)行縱跳實(shí)驗(yàn)，充分休息后，兩組交換完成實(shí)驗(yàn)。

1.3.3 選取指標(biāo)

三維測(cè)力平臺(tái)主要記錄縱跳過(guò)程中產(chǎn)生的xyz3個(gè)方向的力，本文根據(jù)Fz-t曲線計(jì)算出垂直方向關(guān)于縱跳動(dòng)力學(xué)特征的指標(biāo)[18]。主要包括騰空高度、蹬伸階段及緩沖階段的時(shí)間、最大蹬伸力、最大緩沖力、最大力的梯度及各階段沖量等。在肌電測(cè)試中，使用無(wú)線表面肌電測(cè)試系統(tǒng)，收集小腿肌肉電信號(hào)及分析各肌肉積分肌電圖iEMG與均方根振幅RMS數(shù)據(jù)（見(jiàn)表 2）。

表2 測(cè)試指標(biāo)名稱(chēng)及定義Table II Name and Definition of the Test Indicators

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

統(tǒng)計(jì)工具為SPSS22.0，采用配對(duì)樣本t檢驗(yàn)對(duì)有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，選取均值±標(biāo)準(zhǔn)差來(lái)表示所有數(shù)據(jù)，每個(gè)測(cè)試顯著性水平界定為P＜0.05，具備統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 研究結(jié)果

2.1 有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎縱跳高度與各階段時(shí)間的變化

表3 顯示，無(wú)貼扎時(shí)，受試者縱跳高度為（0.028±0.012）m；有貼扎時(shí)，受試者縱跳高度為（0.029±0.011）m，可見(jiàn)肌內(nèi)效貼使受試者的縱跳高度明顯提高（P＜0.01）。肌內(nèi)效貼貼扎時(shí)受試者蹬伸時(shí)間也明顯減少（P＜0.01），但緩沖時(shí)間并未發(fā)生變化（P＞0.05）。

表3 有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎縱跳高度與各階段時(shí)間變化一覽表（±s）Table III Jump Height and the Time of the Different Stages during the Vertical Jump with or without Kinesio Taping(±s)

表3 有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎縱跳高度與各階段時(shí)間變化一覽表（±s）Table III Jump Height and the Time of the Different Stages during the Vertical Jump with or without Kinesio Taping(±s)

指標(biāo) 無(wú)貼扎 有貼扎 t值 P值

2.2 有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎各階段力、梯度和沖量的變化

由表4可知，貼扎時(shí)縱跳的最大蹬伸力和最大緩沖力增加（P＜0.05），最大蹬伸力梯度也明顯增大（P＜0.05），但最大緩沖力梯度、蹬伸沖量及緩沖沖量均無(wú)明顯差異（P＞0.05）。

表4 有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎各階段力、梯度和沖量變化一覽表（±s）Table IV Changes of Force,Gradient and Impulse of the Different Stages during the Vertical Jump with or without Taping(±s)

表4 有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎各階段力、梯度和沖量變化一覽表（±s）Table IV Changes of Force,Gradient and Impulse of the Different Stages during the Vertical Jump with or without Taping(±s)

指標(biāo) 無(wú)貼扎 有貼扎 t值 P值最大蹬伸力值(N) 1846.8–215.33 2015.7–364.75 -3.049 0.014最大緩沖力值(N) 2910.98–890.85 3450.94–882.38 -5.793 0.001最大蹬伸力的梯度(N/s) 53375.4–13488.3 68652.1–21141.7 -3.571 0.006最大緩沖力的梯度(N/s) 117135.2–67703.6 118615.3–64130.3 -0.12 0.907蹬伸沖量(N.s) 25.93–13.2 32.43–15.11 -2.828 0.20緩沖沖量(N.s) 25.91–8.19 33.67–14.04 -0.112 0.64

2.3 蹬伸階段有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎小腿各肌肉活動(dòng)的變化

縱跳蹬伸階段，肌內(nèi)效貼貼扎使雙腿內(nèi)側(cè)腓腸肌及右腿外側(cè)腓腸肌 iEMG增加（P＜0.05）（表 5），小腿內(nèi)側(cè)腓腸肌RMS也明顯增加（P＜0.05）（表6），然而，右腿脛骨前肌iEMG和RMS出現(xiàn)下降的趨勢(shì)（P＜0.01），而有無(wú)肌內(nèi)效貼對(duì)小腿其他肌肉iEMG和RMS均無(wú)明顯差異（P＞0.05）。

表5 蹬伸階段有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎小腿各肌肉iEMG變化一覽表（單位：uV.s）Table V iEMG Changes of the Calf Muscle with or without Taping at the Stretch Stage(uV.s)

表6 蹬伸階段有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎小腿各肌肉RMS變化一覽表（單位：uV.s）Table VI RMS Changes of the Calf Muscle with or without Taping at the Stretch Stage(uV.s)

2.4 緩沖階段有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎小腿各肌肉活動(dòng)的變化

在緩沖階段，有無(wú)肌內(nèi)效效貼貼扎對(duì)雙腿脛骨前肌內(nèi)、外側(cè)腓腸肌iEMG均無(wú)顯著性差異（P＞0.05）（表7），對(duì)小腿各肌肉RMS也無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義上的改變（P＞0.05）（表 8）。

表7 緩沖階段有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎小腿各肌肉iEMG變化一覽表（單位：uV.s）Table VII iEMG Changes of the Calf Muscle with or without Taping at the Buffer Stage(uV.s)

表8 緩沖階段有無(wú)肌內(nèi)效貼貼扎小腿各肌肉RMS變化一覽表（單位：uV.s）Table VIII RMS Changes of the Calf Muscle with or without Taping at the Buffer Stage(uV.s)

3 分析與討論

3.1 肌內(nèi)效貼對(duì)縱跳動(dòng)力學(xué)特征的影響

研究表明，縱跳高度與起跳力量、蹬伸時(shí)間、起跳沖量等指標(biāo)密切相關(guān)[19、20]。起跳力量一般是指起跳時(shí)地面對(duì)人體的垂直反作用力，人們通常將最大正向反作用力和最大負(fù)向反作用力進(jìn)行研究[20]。本文對(duì)貼扎前后的最大蹬伸力及最大緩沖力進(jìn)行研究，結(jié)果顯示，肌內(nèi)效貼貼扎后縱跳高度、蹬伸時(shí)間及地面作用力值等動(dòng)力學(xué)指標(biāo)發(fā)生明顯變化。貼扎后縱跳高度明顯提高，可能與蹬伸時(shí)間的減少及最大蹬伸力梯度的增加有關(guān)。緩沖時(shí)間未發(fā)生變化，但蹬伸時(shí)間減少使蹬伸的速度增加，蹬伸速度的增加可能產(chǎn)生更大的動(dòng)能來(lái)促進(jìn)縱跳。陳小平研究也證實(shí)，踏跳時(shí)間能夠?qū)v跳產(chǎn)生影響，若踏跳時(shí)間延長(zhǎng)會(huì)使起跳效果大打折扣[21]。另一方面，貼扎后最大蹬伸力梯度增加，說(shuō)明蹬伸階段蹬伸力增長(zhǎng)的速度加快，這表明爆發(fā)力可能有所增加，而爆發(fā)力的增加對(duì)縱跳高度也能產(chǎn)生有利的影響[18]。這一系列研究結(jié)果提示，肌內(nèi)效貼對(duì)縱跳動(dòng)力學(xué)特征能夠產(chǎn)生有利影響。今后可將此種貼扎技術(shù)應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)員，幫助其在訓(xùn)練或比賽中提高縱跳成績(jī)和運(yùn)動(dòng)能力。

3.2 肌內(nèi)效貼對(duì)小腿各肌肉活動(dòng)的影響

小腿各肌肉活動(dòng)的增加，也是改善縱跳高度的原因之一。研究結(jié)果顯示，肌內(nèi)效貼使小腿內(nèi)側(cè)腓腸肌iMEG和RMS增加，這表示內(nèi)側(cè)腓腸肌在蹬伸階段的放電總量增加，參與運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)單位及興奮性也增加[22]。本研究的實(shí)驗(yàn)是由于CMJ是先下蹲再起跳的一種起跳形式[23]，在屈膝下蹲時(shí)，下肢的內(nèi)外側(cè)腓腸肌被動(dòng)拉長(zhǎng)，而蹬伸起跳的一瞬間，內(nèi)外側(cè)腓腸肌主動(dòng)收縮，肌內(nèi)效貼貼扎時(shí)利用自身彈力產(chǎn)生的回縮力，與腓腸肌向心收縮方向一致，二者共同作用，產(chǎn)生一個(gè)同軸的力促進(jìn)肌肉收縮[12、24]，使內(nèi)、外側(cè)腓腸肌產(chǎn)生更大的能量，從而促進(jìn)肌肉收縮及縱跳表現(xiàn)。

Huang[25]的研究顯示了同樣的結(jié)果，肌內(nèi)效貼能促進(jìn)小腿內(nèi)側(cè)腓腸肌活動(dòng)。近期的研究與之類(lèi)似，例如，肌內(nèi)效貼膝關(guān)節(jié)肌肉、股四頭肌及小腿三頭肌活動(dòng)均有所改善[26-29]。關(guān)于肌內(nèi)效貼提高肌肉效能的機(jī)制，可能是貼扎效應(yīng)與人體之間的力學(xué)互動(dòng)，通過(guò)增加感覺(jué)輸入改善運(yùn)動(dòng)控制[4、5、12、13、30]。 也有研究顯示，內(nèi)側(cè)腓腸肌活動(dòng)的增加提供了增加Hoffman[31]反射幅度和運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元興奮性[32]的手段。相反，Hsu[33]等人認(rèn)為，肌內(nèi)效貼使肌肉活躍性降低。甚至有研究報(bào)道，青年運(yùn)動(dòng)員的肌肉活動(dòng)與肌內(nèi)效貼無(wú)相關(guān)性[34、35]。造成前人研究結(jié)果大相徑庭的原因，可能是由于研究采用了不同的肌內(nèi)效貼材料，不同的結(jié)構(gòu)和彈性程度及不同的貼扎方法會(huì)產(chǎn)生不同的生物力學(xué)效應(yīng)[25]，從而導(dǎo)致不同的結(jié)果。

本文結(jié)果還顯示，貼扎時(shí)脛骨前肌的iEMG和RMS降低，說(shuō)明肌內(nèi)效貼使右腿脛骨前肌肌肉活動(dòng)減少[22]。造成此結(jié)果的原因可能因?yàn)槊劰乔凹∨c腓腸肌收縮模式及功能不同。在縱跳蹬伸的一瞬間，腓腸肌做向心收縮，其功能是使踝關(guān)節(jié)跖屈，而脛骨前肌處于被拉長(zhǎng)的離心收縮狀態(tài)，其功能是使踝關(guān)節(jié)背屈，按照蹬伸時(shí)肌肉收縮方向，該貼扎方向是促進(jìn)腓腸肌向心收縮的，因此對(duì)脛骨前肌影響不大，這也提示肌內(nèi)效貼在促進(jìn)肌力貼扎方向上具有針對(duì)性。除此之外，還有可能受到貼扎時(shí)間因素的影響。Slupik[31]等人發(fā)現(xiàn)，肌內(nèi)效貼在貼扎后24 h左右，方可發(fā)揮出最大的作用，若貼扎時(shí)間過(guò)短，產(chǎn)生不了更大的張力促進(jìn)肌肉收縮和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。與此同時(shí)，在實(shí)現(xiàn)最大縱跳過(guò)程中，受試者的身體協(xié)調(diào)性也至關(guān)重要。故在今后研究中，還要注意貼扎方向、貼扎時(shí)間及受試者身體狀態(tài)和自身協(xié)調(diào)性等因素的影響。此外，本研究涉及的肌肉群較少，在縱跳過(guò)程中，下肢的運(yùn)動(dòng)還牽扯到股四頭肌、比目魚(yú)肌等其他肌肉和關(guān)節(jié)，建議后續(xù)研究者針對(duì)本研究未涉及的肌肉群和關(guān)節(jié)，做進(jìn)一步探究。

4 結(jié)論

4.1在縱跳期間，肌內(nèi)效貼使縱跳動(dòng)力學(xué)特征發(fā)生有利改變，貼扎時(shí)縱跳高度有所提高，最大蹬伸力及最大緩沖力明顯增加。

4.2在縱跳蹬伸階段，肌內(nèi)效貼對(duì)小腿內(nèi)側(cè)腓腸肌肌肉活動(dòng)有促進(jìn)作用，但使一側(cè)脛骨前肌肌肉活動(dòng)減少，提示肌內(nèi)效貼在貼扎方向上具有針對(duì)性。