后激活增強效應(yīng)對跳躍運動員縱跳能力的影響

郭燕蘭，吳 劍，崔建梅

賽前熱身方案是所有教練員和運動員極其關(guān)注的問題，尋找最為合適的熱身方案有助于提高最佳的運動表現(xiàn)。近年來，后激活增強效應(yīng)(Postactivation Potentiation，PAP)作為一種新型的熱身方式受到學(xué)術(shù)界的高度重視，并進行了大量研究。PAP指在短時最大或次最大強度的抗阻刺激后，爆發(fā)性運動(比如:下蹲跳、蹲跳、沖刺跑等)肌肉表現(xiàn)性能提高的現(xiàn)象，主要是引起肌肉的發(fā)力速度和爆發(fā)力的急性增加［1］。Kilduff［2］等通過對 23 名橄欖球運動員預(yù)先進行3次3RM的負重深蹲刺激實驗。在刺激后的 15s、4min、8min、12min、16min、20min分別進行臥推和下蹲跳，記錄每個時間點的峰值輸出功率(PPO)。研究結(jié)果表明:在PAP誘導(dǎo)后12min下蹲跳(Countermovement Jump，CMJ)和松手臥推(Ballistic Bench Throw，BBT)的 PPO顯著增加。McBride［3］等對高校足球隊員進行了3次90%1RM的頸后蹲練習(xí)研究，發(fā)現(xiàn)由此產(chǎn)生的PAP對受試者的40米沖刺跑能力有所改善。類似地，Yetter［4］等研究發(fā)現(xiàn):對足球、田徑和舉重運動員采用5min的頸后蹲組合練習(xí)(5次1組30%1RM+4次1組50%1RM+3次1組70%1RM重量)，刺激后第4min對受試者進行40米沖刺跑中的10～20米和30～40米兩個階段的速度進行測試，發(fā)現(xiàn)成績顯著提高(P ＜0.05)。Andrew［5］對10名男性 (Rebound Throws，RBT) 后的 15s、45s、2min、5min進行投擲練習(xí)研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)當PAP高于疲勞時，投擲高度有顯著性差異(P＜0.05)。

通過上述研究可知:對PAP的研究多集中于投擲、舉重、足球、橄欖球等以爆發(fā)力為主的項目，而PAP對跳躍類項目的影響相關(guān)文獻較少涉及，且PAP后最佳恢復(fù)時間沒有定論。因此，本研究通過測試跳躍類項目運動員5次90%1RM負重深蹲刺激后不同恢復(fù)時間(即刻 15s、4min、8min、12min、16min)下蹲跳高度以及下蹲跳過程中動力學(xué)數(shù)據(jù)(峰值功率PPO，峰值力量發(fā)展速率pRFD)的變化，探討PAP對跳躍類項目運動員縱跳能力的影響，以及PAP對于跳躍類項目運動員的最佳恢復(fù)時間，為將PAP運用到跳躍類項目實際訓(xùn)練和比賽中提供理論依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

在訓(xùn)的國家二級跳遠運動員8名、跳高運動員4名(所有受試者均為男性，均有下肢負重練習(xí)經(jīng)歷;實驗前48小時沒有進行劇烈運動，近3個月內(nèi)無下肢損傷史;能夠較熟練進行下肢負重深蹲。)

表1 受試者基本情況一覽表(X±S)

1.2 研究方法

1.2.1 實驗分組本研究將12名受試者進行PAP誘導(dǎo)(進行5次90%1RM負重深蹲，每次間隔1min)前后進行自我對照。實驗前根據(jù)Baechle理論［6］，對受試者進行1RM測試，計算受試者的90%1RM。

1.2.2 實驗儀器VICON紅外高速運動捕捉系統(tǒng)、Basler高速攝像機、AMTI測力臺、杠鈴。

圖1 實驗場地設(shè)置示意圖

1.2.3 實驗方案

(1)實驗前準備。使受試者掌握下蹲跳(CMJ)的動作要領(lǐng)，對受試者進行身體數(shù)據(jù)(下肢長度、膝寬、踝寬)測量。根據(jù)下肢剛體模型貼放Marker點。

(2)CMJ基準值的測試。所有受試者實驗之前在跑步機上以8km/h的速度熱身5min，休息5min后，全部進行下蹲跳測試。采集3次數(shù)據(jù)，將最好的成績作為基準值。

(3)測試過程。將VICON、AMTI同時通電，運行并調(diào)試好。所有受試者在PAP誘導(dǎo)前進行CMJ測試(Baseline):PAP實驗組受試者進行5次90%1RM負重深蹲。每次間隔1min，在經(jīng)過抗阻刺激后的即刻(15s)、第 4min、第 8min、第 12min、第16min、第20min在AMTI測力臺上進行下蹲跳，并記錄從起跳用力開始到離地瞬間過程中峰值輸出功率(peak power output，PPO)、峰值力量發(fā)展速率(peak Rate of Force Development，pRFD)。

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計運用SPSS17.0軟件中的配對樣本T檢驗對受試者PAP誘導(dǎo)前后的下蹲跳高度以及動力學(xué)指標(PPO，pRFD)進行比較分析。P＜0.05表示顯著性差異;P＜0.01表示極顯著性差異。

圖2 下肢長度、膝寬、踝寬測量示意圖

圖3 負重站立示意圖

圖4 負重深蹲示意圖

2 研究結(jié)果

2.1 CMJ高度

由表2、圖5可知:與PAP誘導(dǎo)前比較，PAP誘導(dǎo)后即刻(15s)CMJ高度顯著下降(P=0.038)，下降幅度為4.45%;PAP誘導(dǎo)后8min的下蹲跳高度相對于PAP誘導(dǎo)前顯著增加(P=0.023)，增加幅度為4.12%;而 PAP 后 4min、12min、16min 均無顯著變化(P 均 ＞0.05)。

表2 PAP后下蹲跳各指標的變化(X±S)

2.2 峰值功率(PPO)

由表2、圖6可以看出:與PAP誘導(dǎo)前比較，PAP誘導(dǎo)后即刻(15s)PPO顯著下降(P=0.02)，下降幅度為7.09%;PAP誘導(dǎo)后8min、12min的PPO 顯著增加(P1=0.019;P2=0.041)，增加幅度分別為4.66%，4.24%;而PAP 誘導(dǎo)后4min、16min的PPO均無顯著變化(P均＞0.05)。

圖5 PAP誘導(dǎo)后不同恢復(fù)時間CMJ高度的變化

圖6 PAP后不同恢復(fù)時間峰值功率的變化

2.3 峰值力量發(fā)展速率(pRFD)

由表2、圖3可知:與PAP誘導(dǎo)前比較，PAP誘導(dǎo)后即刻(15s)pRFD顯著下降(P=0.041)，下降幅度為7.89%;PAP誘導(dǎo)后8min的峰值力量發(fā)展速率相對于PAP誘導(dǎo)前顯著增加(P=0.015)，增加幅度為 13.44%;而 PAP 誘導(dǎo)后 4min、12min、16min的pRFD均無顯著變化(P均＞0.05)。

圖7 PAP誘導(dǎo)后不同恢復(fù)時間峰值力量發(fā)展速率的變化

3 討論

PAP指一種由預(yù)先短時間次最大強度抗阻練習(xí)引起的肌肉發(fā)力速度或爆發(fā)力急性增加的生理現(xiàn)象，但是有關(guān)PAP后肌肉性能的表現(xiàn)及最佳恢復(fù)時間結(jié)論不一。學(xué)者對PAP后肌肉性能的恢復(fù)時間主要集中在PAP誘導(dǎo)后0～18.5min內(nèi)。Jenson等［7］研究發(fā)現(xiàn)以5RM的PAP刺激后10s及1、2、3、4min跳躍高度與運動前比較無顯著變化。認為超過4分鐘后的恢復(fù)肌肉性能可能有所增強。而Young等［8］認為應(yīng)將 PAP后4min設(shè)置為 PAP誘導(dǎo)和測試之間的間隔時間，因為4min可使機體的ATP－CP供能系統(tǒng)充分得到恢復(fù)，并且促使大強度抗阻刺激后磷酸肌酸的再合成，盡可能排除疲勞效應(yīng)。Chiu等［9］報道預(yù)刺激激活后18.5min受試者平均力量、平均功率和峰值功率顯著高于預(yù)刺激后5min。然而，由于測量時間僅在這兩個時間點進行，因此認為PAP出現(xiàn)的最佳時間可能在5到18.5min之間?；谝陨衔墨I，本研究通過探討PAP后(15s—16min)下蹲跳高度及峰值功率和峰值力量發(fā)展速率的變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與PAP誘導(dǎo)前比較，跳躍類項目運動員經(jīng)PAP誘導(dǎo)(5次90%1RM負重深蹲)后，第8min時CMJ高度，動力學(xué)指標(峰值功率，峰值力量發(fā)展速率)顯著增加，而PAP后4min及16min與PAP前比較無顯著變化。此外，我們的結(jié)果顯示:PAP后即刻15s CMJ高度及PPO、RFD與 PAP前比較顯著下降，PAP后12min峰值力量發(fā)展速率與PAP前比較顯著增高，而CMJ高度和PPO與運動前比較無顯著差異。說明經(jīng)過5次90%1RM負重深蹲刺激后8min的時間恢復(fù)可有效增強跳躍類項目運動員的下肢爆發(fā)力，與Kilduff等［10］通過對職業(yè)橄欖球運動員經(jīng)過3次87%1RM的抗阻訓(xùn)練刺激后8min輸出功率、CMJ高度、峰值力量發(fā)展速率與PAP前比較均顯著提高的研究結(jié)果一致。Farup等［11］通過對運動員進行5RM臥推刺激后上肢等長力量測試發(fā)現(xiàn)，RFD有所增加但峰值功率卻沒有顯著變化;而Esformes等［12］研究發(fā)現(xiàn)10名男性橄欖球運動員進行臥推后10min峰值功率顯著增加、RFD卻沒有顯著變化。本研究結(jié)果與前者相同。RFD是評價肌肉力量變化速率的指標。有學(xué)者［13］認為峰值RFD與下蹲跳高度呈正相關(guān)，但該研究同時指出在使用RFD解釋爆發(fā)力水平時必須謹慎，因為它重測的信度較低，這或許是本研究PAP后第12min RFD顯著增加、而 CMJ、PPO沒有同步增加的原因。具體機制需進一步研究。

盡管大多數(shù)學(xué)者認為PAP可顯著提高爆發(fā)力類項目的運動成績，但是對PAP后運動性能提高的恢復(fù)時間爭議較大。宋兆銘等［14］對右利手散打運動員進行3組每組4次不同強度(90%1RM、60%1RM)負重臥推練習(xí)的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn):大強度的負荷刺激能有效、持續(xù)地產(chǎn)生PAP，優(yōu)勢側(cè)PAP后12min和16min均有顯著差異，而非優(yōu)勢側(cè)兩種強度肌肉性能增強的時間點均為PAP后12min。結(jié)果表明:男性散打運動員沖拳時上肢肌肉PAP的產(chǎn)生與強度負荷刺激大小、時間和激活部位三者密切相關(guān)。韓衛(wèi)國［15］對20名排球?qū)ｍ椷\動員進行5組每組1次80%－95%1RM負重半蹲抗阻練習(xí)，在之后的第 3min、6min、9min、12min、15min、20min進行半米字折返跑。結(jié)果發(fā)現(xiàn)在80%1RM和85%1RM負荷下，在第6min、9 min和12min對于提高受試者半米字折返跑成績有顯著性差異;90%1RM負荷下，間隔 6 min、9 min、12 min和 15 min時產(chǎn)生的PAP對于提高受試者半米字折返跑成績有顯著性差異;95%1RM負荷下，間隔12min和15min時激發(fā)出的PAP對于提高受試者半米字折返跑成績有顯著性差異。這與本研究結(jié)果不一致。其原因可能與設(shè)置恢復(fù)時間點、PAP的激活方式以及受試者的專項有關(guān)。而Chiu等［9］研究發(fā)現(xiàn)5次90%1 RM負重深蹲后的PAP對有訓(xùn)練經(jīng)歷的運動員下蹲跳成績顯著提高，而對未經(jīng)過訓(xùn)練的運動員下蹲跳成績無顯著改變。Comyns等［16］對受試者進行抗阻刺激后的30s、2min、4min、6min進行跳躍性能測試，結(jié)果發(fā)現(xiàn)跳躍成績并未顯著提高。這可能與在抗組刺激與跳躍性能測試之間設(shè)置的恢復(fù)時間較短有關(guān)。Jose等［17］發(fā)現(xiàn)受試者進行2組每組5個深蹲跳刺激后，第15min下蹲跳成績顯著增加，增加幅度為6%(P＜0.01);50m沖刺跑成績在PAP后10min及15min均顯著增加，增加幅度分別為2.4%和2.7%(P＜0.05)。研究表明:PAP不僅與恢復(fù)時間有關(guān)，還與評價PAP的運動表現(xiàn)形式有關(guān)。然而還有些學(xué)者研究認為PAP對運動性能無顯著提高。Khamoui［18］發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練有素的運動員接受85%1RM的最大力量深蹲，每組深蹲次數(shù)在5次以下，跳躍測試時離地速度和沖量都沒有顯著變化。通過上述研究可以看出，PAP是否增強爆發(fā)性運動的肌肉表現(xiàn)與受試者的訓(xùn)練經(jīng)歷、運動項目、恢復(fù)時間及評價PAP的運動表現(xiàn)形式均有關(guān)。

在本研究中，我們還發(fā)現(xiàn)5次90%1RM負重深蹲后即刻(15s)，CMJ及峰值輸出功率和峰值力量發(fā)展速率均顯著下降，與Kilduff等［10］研究結(jié)果一致。大負荷抗阻訓(xùn)練已經(jīng)被證明會對神經(jīng)肌肉產(chǎn)生強烈的影響，與后激活肌肉活動增強有關(guān)，還與肌肉疲勞有關(guān)。因此，在大負荷抗阻訓(xùn)練后的肌肉性能表現(xiàn)取決于肌肉疲勞和興奮程度之間的平衡。如果疲勞程度超過增強效應(yīng)，肌肉性能就會下降;肌肉的增強作用大于疲勞效應(yīng)，肌肉性能就會提高［19］。因此，可以認為，本研究中 PAP后即刻(15s)肌肉可能處于疲勞狀態(tài)，因此CMJ及峰值輸出功率和峰值力量發(fā)展速率顯著下降。而隨著恢復(fù)時間的增加，肌肉的增強作用才會大于疲勞效應(yīng)，機體得到充分休息，肌肉的收縮痕跡才會對隨后的爆發(fā)力表現(xiàn)產(chǎn)生積極作用。具體機制還需進一步研究。

4 結(jié)論

跳躍類項目運動員下肢經(jīng)過PAP誘導(dǎo)后，與PAP誘導(dǎo)前比較，受試者下蹲跳高度、動力學(xué)指標(峰值功率，峰值力量發(fā)展速率)在PAP誘導(dǎo)后即刻(15s)顯著下降，PAP誘導(dǎo)后8min上述指標顯著增加，而PAP后4min、12min及16min上述指標與PAP前比較無顯著改變。因此可以認為PAP對于跳躍類運動員的縱跳能力有積極的作用，且最佳恢復(fù)時間為8min。