負(fù)重深蹲練習(xí)對下肢肌肉力量訓(xùn)練作用的肌電研究

□ 蔣清 黃文武（湖南大學(xué)體育學(xué)院 湖南 長沙 410082）

1、前言

負(fù)重深蹲練習(xí)常被作為鍛煉下肢肌肉力量的有效練習(xí)方式在大眾健身領(lǐng)域的使用率非常高，它涉及鍛煉的肌肉數(shù)量多，練習(xí)動作相對簡單，因此得到廣大健身愛好者的認(rèn)可和追捧。肌電能較好地反映神經(jīng)-肌肉內(nèi)部活動狀況，具有表征力-電關(guān)系即外部刺激與神經(jīng)-肌肉內(nèi)存關(guān)系的優(yōu)點(diǎn)，因此運(yùn)用表面肌電研究深蹲練習(xí)對下肢各肌肉或肌群的訓(xùn)練作用更具有說服力。另外，從已有文獻(xiàn)的研究內(nèi)容看目前暫未涉及杠鈴位置變化對下肢力量的影響，人們尚未清楚杠鈴位置不同時(shí)下肢肌肉的內(nèi)部活動狀態(tài)，普遍認(rèn)為杠鈴置于胸前的前蹲主要發(fā)展大腿前側(cè)肌群力量，杠鈴在雙肩的后蹲練習(xí)更多的作用于大腿后側(cè)肌群。本研究的主要目的是從肌電的角度分析負(fù)重深蹲練習(xí)對下肢肌肉力量的訓(xùn)練作用，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步明晰杠鈴位置變化對下肢力量訓(xùn)練作用的影響。

2、研究對象

本研究以20名男性普通大學(xué)生為研究對象，年齡范圍為18-20周歲，所有受試者均為自愿參加實(shí)驗(yàn)測試，半年內(nèi)無運(yùn)動損傷，所有參與測試的受試人員均未參加過系統(tǒng)的力量訓(xùn)練。

3、研究方法

3.1、實(shí)驗(yàn)測試法

運(yùn)用MegaME6000肌電儀和Sony攝像機(jī)同步采集前蹲和后蹲動作單側(cè)下肢脛骨前肌、腓腸肌、臀大肌、股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌、股二頭肌和半腱半膜肌等7塊肌肉的肌電數(shù)據(jù)，肌電指標(biāo)選用標(biāo)準(zhǔn)化處理后的均方根振幅（RMS）值表達(dá)肌肉的激活強(qiáng)度水平，根據(jù)激活強(qiáng)度水平高低可判斷整個(gè)動作或動作某階段的主次做功肌肉。實(shí)驗(yàn)測試時(shí)所有受試者均采用統(tǒng)一的動作標(biāo)準(zhǔn)及負(fù)荷強(qiáng)度（25kg）以確保實(shí)驗(yàn)條件的一致性和采集數(shù)據(jù)的可比性。測試動作要求為雙腳與肩同寬，直背立腰，雙膝屈膝下蹲至大腿與地面平行后起立，前蹲動作杠鈴置于胸前鎖骨位置，后蹲動作杠鈴放于頸部后側(cè)。根據(jù)動作結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，將前蹲和后蹲均劃分為下蹲階段和蹲起階段。

3.2、數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

本研究采用SPSS22.0軟件對測試肌肉在前蹲和后蹲下蹲階段、蹲起階段的均方根振幅值進(jìn)行獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)，分析比較兩種深蹲練習(xí)方式肌電數(shù)據(jù)的異同。

4、研究結(jié)果與分析

4.1、深蹲練習(xí)下蹲階段的肌電特征分析

下蹲階段是深蹲練習(xí)的第一個(gè)動作階段，在此動作階段隨著下蹲動作開始至大腿與地面平行的過程中下肢髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)角度逐漸減小，關(guān)節(jié)周圍肌肉均在遠(yuǎn)固定的條件下參與離心收縮，工作性質(zhì)為退讓性工作。

表1下蹲階段下肢肌肉RMS值情況（單位：%）

根據(jù)表1中RMS值的高低可知激活強(qiáng)度水平較高的主要做功肌肉，在前蹲動作中，下肢肌肉的激活強(qiáng)度水平分別為脛骨前肌為15.71%，股外側(cè)肌為13.18%，股內(nèi)側(cè)肌為11.31%，腓腸肌為5.77%，臀大肌為3.66%，股二頭肌為3.22%，半腱半膜肌為3.79%。在后蹲動作中股內(nèi)側(cè)肌為11.06%，股外側(cè)肌為11.17%，脛骨前肌為7.88%，腓腸肌為6.47%，半腱半膜肌為4.13%，臀大肌為2.58%，股二頭肌為2.55%。不論是前蹲還是后蹲在下蹲階段雙側(cè)股四頭肌、脛骨前肌的激活強(qiáng)度水平均較大幅度高于其他肌肉是深蹲練習(xí)下蹲階段的主要做功肌肉，其中膝關(guān)節(jié)周圍的雙側(cè)股四頭肌在下蹲過程中的功能與作用是參與離心退讓性工作避免屈膝過度而影響關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性；脛骨前肌位于踝關(guān)節(jié)的前側(cè)，在下蹲過程中的激活強(qiáng)度較高，參與離心收縮為完成動作的下蹲提供穩(wěn)定的遠(yuǎn)端支撐。另外，從肌電數(shù)據(jù)顯示，腓腸肌、臀大肌、股二頭肌和半腱半膜肌的激活強(qiáng)度水平較低，從肌肉的解剖功能來看，腓腸肌為跨過踝關(guān)節(jié)和膝關(guān)節(jié)的雙關(guān)節(jié)肌，股二頭肌、半腱半膜肌為跨膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)功能為屈膝伸髖的雙關(guān)節(jié)肌，在下蹲過程中，腓腸肌作用于踝關(guān)節(jié)其功能作用表現(xiàn)為伸踝，協(xié)同配合脛骨前肌固定踝關(guān)節(jié)角度，由此可知，下蹲時(shí)固定踝關(guān)節(jié)獲得穩(wěn)定的遠(yuǎn)端支撐條件是由脛骨前肌和腓腸肌協(xié)同配合作用的結(jié)果。股二頭肌和半腱半膜肌在下蹲過程中作用于膝關(guān)節(jié)完成屈膝工作，從肌電RMS值可知，股二頭肌和半腱半膜肌等股后肌群的激活強(qiáng)度水平較低不超過5%，因此可推斷下蹲時(shí)的屈膝動作并非來源于股后肌群的肌肉收縮力而是來源于重力作用；臀大肌在下蹲過程中同樣表現(xiàn)為離心收縮但下蹲屈膝的過程中對臀大肌的作用較小，其原因是深蹲練習(xí)在均在身體保持直立的條件下完成的，相對來說屈髖的幅度較小因而臀大肌的激活強(qiáng)度水平不高。從肌電的角度可知，在深蹲練習(xí)的下蹲階段對雙側(cè)股四頭肌和脛骨前肌有較大的訓(xùn)練刺激，深蹲練習(xí)能有效的發(fā)展股四頭肌和脛骨前肌的離心力量，提高離心退讓性收縮時(shí)的關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。

另外，從下蹲階段主要做功肌肉的獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)結(jié)果可知，前蹲和后蹲的雙側(cè)股四頭肌的激活強(qiáng)度水平無顯著性差異 （P＞0.05），脛骨前肌的激活強(qiáng)度水平具有顯著性差異（P＜0.05），結(jié)合肌肉的RMS值看，前蹲動作中脛骨前肌的動員水平高于后蹲動作，其原因可能是杠鈴位置不同而引起的，相比較于后蹲，前蹲杠鈴置于胸前，身體和杠鈴的合重心位于身體支撐面中心之前導(dǎo)致在下蹲時(shí)對下蹲支撐起穩(wěn)定作用的脛骨前肌承受更多的重量和壓力。

4.2、深蹲練習(xí)蹲起階段的肌電特征分析

蹲起階段是深蹲練習(xí)的第二個(gè)動作階段，在蹲起過程中，下肢髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)的角度逐漸增大，下肢關(guān)節(jié)周圍肌肉均在遠(yuǎn)固定條件下做向心收縮，工作性質(zhì)為向心克制性工作。

表2 下蹲階段下肢肌肉RMS值情況（單位：%）

由表2可知，前蹲動作蹲起階段所測下肢肌肉激活強(qiáng)度水平的高低順序?yàn)殡p側(cè)股四頭?。久劰乔凹。倦枘c?。就未蠹。景腚彀肽ぜ。竟啥^肌，后蹲動作激活強(qiáng)度水平情況為股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌分別為16.53%和15.84%，脛骨前肌為7.25%，腓腸肌為6.92%，臀大肌為6.14%、股二頭肌為 6.21%，半腱半膜肌為 6.05%，由上可知兩種深蹲方式在蹲起階段雙側(cè)股四頭肌的激活水平最高，其作用為在遠(yuǎn)固定條件下完成向心收縮伸展膝關(guān)節(jié)，是完成蹲起動作的動力來源。在蹲起過程中膝關(guān)節(jié)伸展的力量來源于雙側(cè)股四頭肌下蹲做離心收縮時(shí)肌肉拉長后產(chǎn)生的牽張反射力和腓腸肌、股四頭肌在遠(yuǎn)固定條件下的向心收縮力形成的合力。另外，從表2中可知，在蹲起階段伸髖肌群（臀大肌、股二頭肌、半腱半膜?。┑募せ顝?qiáng)度水平不高均在6%左右，由此可推斷出在向心克制性工作的蹲起階段伸膝肌群的激活水平高于伸髖肌群，深蹲練習(xí)在此階段對伸膝肌群的刺激明顯但對伸髖肌群的刺激不足。另外，兩種深蹲方式的所有下肢肌肉RMS值均無顯著性差異（P＞0.05），說明前蹲和后蹲在蹲起階段對下肢肌肉的訓(xùn)練作用相一致，不受杠鈴位置改變的影響。

深蹲練習(xí)在蹲起階段的肌電特征揭示深蹲練習(xí)對下肢肌肉力量的訓(xùn)練作用更多的體現(xiàn)在伸膝肌群（雙側(cè)股四頭肌和腓腸?。┝α康奶嵘?，由于在練習(xí)時(shí)對伸髖肌群的訓(xùn)練刺激不明顯因而對其力量的發(fā)展和提高有局限性。

4.3、深蹲練習(xí)過程中肌電變化趨勢

表3深蹲練習(xí)肌電變化情況

根據(jù)表3數(shù)據(jù)可知，在深蹲練習(xí)中不論是前蹲還是后蹲由下蹲階段過渡至蹲起階段下肢肌肉的肌電變化趨勢一致。脛骨前肌的激活強(qiáng)度水平值呈下降趨勢，其中在前蹲動作中表現(xiàn)尤為明顯，具體為前蹲動作的下降幅度為7.63%而后蹲動作的下降幅度僅為0.63%，呈下降趨勢的原因是踝關(guān)節(jié)作為下肢遠(yuǎn)端支撐的支點(diǎn)，在下蹲過程中隨著踝關(guān)節(jié)角度的減小下蹲支撐的不穩(wěn)定性加劇，需更多的啟動脛骨前肌的力量以維持關(guān)節(jié)的穩(wěn)定，而在蹲起過程中，關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性優(yōu)于下蹲階段。除脛骨前肌外，其他所測下肢肌肉的激活強(qiáng)度水平均呈上升趨勢，其中雙側(cè)股四頭肌的變化幅度最大，如股內(nèi)側(cè)肌在前蹲中的激活強(qiáng)度水平值增加8%。由此可推斷出，深蹲練習(xí)對大部分下肢肌肉的刺激在蹲起階段更明顯。

深蹲練習(xí)過程中的肌電變化趨勢揭示了其訓(xùn)練作用主要體現(xiàn)第二個(gè)動作階段，即向心克制性工作的蹲起階段，下蹲時(shí)的離心收縮使肌肉保持一定的激活水平是為蹲起階段再一次啟動肌肉力量創(chuàng)造有利的收縮條件。

5、研究結(jié)論

（1）深蹲練習(xí)下蹲階段激活強(qiáng)度水平較高的主要做功肌肉是雙側(cè)股四頭肌和脛骨前肌并保持至蹲起階段；

（2）深蹲練習(xí)在下蹲階段和蹲起階段均對伸膝肌群的訓(xùn)練刺激明顯，具有較好的訓(xùn)練作用，但對伸髖肌群訓(xùn)練刺激不夠，對發(fā)展和提高伸髖肌群力量尤其蹲起階段的肌肉收縮力具有一定的局限性；

（3）深蹲練習(xí)對下肢肌肉的訓(xùn)練作用集中體現(xiàn)在向心克制性工作的蹲起階段，有利于發(fā)展和提高下肢肌群在遠(yuǎn)固定條件下的向心收縮力量；

（4）前蹲練習(xí)相比較于后蹲練習(xí)而言，由于杠鈴位置的前置導(dǎo)致重心前移較大程度上動員了脛骨前肌參與做功收縮，更加突出對伸踝肌群脛骨前肌的訓(xùn)練作用。