男子健美運動員Heath-Carter體型特征及與肌力的相關(guān)性

井蘭香

隨著健美健身項目在促進全民健身運動開展中的價值逐漸提升[1]，專業(yè)選手會定期參加競技健美健身備賽訓(xùn)練，一些健美健身愛好者則將其作為日常減脂、改善形體的手段[2]。

健美健身效果，不僅觀察全身肌肉的發(fā)達程度和肌肉線條的明顯性等基本形態(tài)特征，還要通過觀察其肌肉-骨骼系統(tǒng)的發(fā)育水平以評判體型結(jié)構(gòu)是否平衡和勻稱[3]。肌肉線條是否明顯首先取決于肌肉的發(fā)達程度，并在一定程度上受到皮下脂肪厚度的影響，在皮脂厚度相近的情況下，通過健身訓(xùn)練后，健美運動員備賽期及賽季的肌肉線條明顯優(yōu)于非賽季(見圖1)，由此看來健美健身后線條變得明顯，但是否具有較強的減脂作用尚存在某種程度的不確定性，單純的使用fat%或BMI反映健美人群減脂效果不是最佳指標。將形體特征與肌肉-骨骼系統(tǒng)的發(fā)育水平指標相結(jié)合，應(yīng)從脂肪含量、肌肉發(fā)達程度、骨骼發(fā)育程度三種角度綜合評價人體的總體體型特征，運用Heath-Carter體型法對健美人群形體特征加以評判較為恰當[4]。

圖1 同一健美運動員非賽季(左)與備賽期(右)肌肉線條特征圖

除了以人體基本形態(tài)作為評判標準以外，還要考量健美者的肌肉造型能力。在錐體系及椎體外系的控制下，健美選手通過完成身體各環(huán)節(jié)的規(guī)定動作以展示人體各部位肌肉在適宜關(guān)節(jié)角度下做等長收縮，拉長肌肉兩端的肌腱成分，盡力充分縮短肌小節(jié)使肌腹成分更加明顯和突出。這一過程需要選手具有一定的肌肉力量，增強肌肉的控制能力成為提高比賽成績的重要因素。經(jīng)過肌肉訓(xùn)練后多種機制誘導(dǎo)調(diào)節(jié)使骨骼肌肥大[5]，肌纖維橫截面積增大，肌肉收縮時產(chǎn)生的肌拉力線方向會發(fā)生一定程度的改變，力臂長度也會增加。因此，綜合肌肉力量和力臂兩個因素，以肌肉力矩作為指標能夠更客觀地體現(xiàn)人體對肌肉的控制能力。同時，肌肉收縮過程中所消耗的化學(xué)能量，在等長收縮時全部轉(zhuǎn)化為熱能散失，非等長收縮時則有一部分用于對人體環(huán)節(jié)做功，測量肌肉收縮時對人體的做功能力可以反映此過程中能量的轉(zhuǎn)換和利用率，也是考量肌肉能力的重要方式。

故本研究測量男子競技健美運動員備賽期Heath-Carter體型特征，統(tǒng)計體型三因子值與肌肉力矩、輸出功率之間的相關(guān)性，分析備賽期及賽季男子競技健美運動員所具有的基本體型特征，同時將受試者體型特征與其他類型人群進行比較，闡明健美運動員所具有的體型特殊性，以期能夠為健美運動員和教練員提供更加客觀的數(shù)據(jù)，為指導(dǎo)大眾健美健身提供一定的參考依據(jù)。

1 實驗對象與方法

1.1 實驗對象

隨機選取備賽期及賽季60名男性青年競技健美運動員，要求每位受試者均無既往骨關(guān)節(jié)及軟組織損傷史，飲食結(jié)構(gòu)相似，訓(xùn)練日程及方式統(tǒng)一，自愿參與本實驗并保證完成全部測試。實驗前告知每位受試者本實驗所需進行的具體測量方法和要求。受試者的年齡、身高、體重描述性分析數(shù)據(jù)分別為27.1±4.3years、174.0±6.6cm、75.8±8.2kg。

1.2 肌肉力矩

采用Con-trex等速測力系統(tǒng)(德國Physiomed公司生產(chǎn))，分別測試并記錄受試者雙側(cè)肩、肘、髖、膝關(guān)節(jié)及軀干肌的最大屈、伸力矩，以屈-伸順序完成動作。

四肢各關(guān)節(jié)最大屈、伸力矩測試開始前須設(shè)定適宜初始位置，同時保證受試者安全。肩關(guān)節(jié)力矩測試時身體坐位，于前胸水平固定軀干，伸肌力矩測量時肩關(guān)節(jié)前屈至70°位，屈肌力矩測量時肩關(guān)節(jié)后伸至50°位；肘關(guān)節(jié)力矩測試時身體坐位固定軀干，屈肘90°位，前臂固定于扶手；屈髖肌力矩測試須仰臥位，伸髖肌力矩測試時須俯臥位，均保持屈髖90°位；膝關(guān)節(jié)力矩測試時身體坐位，屈髖、屈膝90°位，于髂前上棘和大腿水平固定，上肢放松置于胸前(本實驗設(shè)定雙臂置于身體側(cè)方時視為肩關(guān)節(jié)角為0°，肘、髖、膝關(guān)節(jié)完全伸展時視為關(guān)節(jié)角度為0°)。測試人員在測試過程中鼓勵受試者盡最大努力完成各關(guān)節(jié)的屈、伸動作。

1.3 輸出功率

采用功率自行車(意大利COSMED公司生產(chǎn))對受試者進行蹬車運動的功率輸出測試。分別以2.5%、5%、7.5%、10%、12.5%、15%體重比遞增負荷盡力完成6次，每次10 s的功率自行車蹬車運動，測試間隔為2 min。測試過程中測試人員鼓勵其盡最大努力保持最大運動速度，記錄蹬車過程中的輸出功率值。

1.4 1RM測試

采用負重深蹲、臥式推胸、直腿硬拉三種形式，測試受試者一次能夠舉起的最大重量(One Repeat Max, 1RM)(見圖2)，在實驗結(jié)果中將此數(shù)據(jù)平均值與67名健康男性青年足球運動員平均1RM值做對照。參與本研究1RM測試的足球運動員平均年齡、身高、體重描述性分析數(shù)據(jù)分別為：21.5±9.1years、179.5±27.2cm、71.3±11.1 kg。

1.5 體型數(shù)據(jù)

依據(jù)《人體測量方法》[6]中關(guān)于Heath-Carter體型測量方法的介紹，測量男性青年健美受試者身高、體重、骨寬、圍度、皮脂厚度等10項指標。為了更加明確地確定本研究健美運動員Heath-Carter體型特征的特殊性，實驗期間還測試了107名高校在讀健康男性青年體育生、410名高校非體育或舞蹈類專業(yè)健康男性青年在讀大學(xué)生、421名某武警部隊健康男性青年全訓(xùn)戰(zhàn)士Heath-Carter體型的10項基礎(chǔ)指標。同時查閱相關(guān)文獻，選取了國外某些運動專項職業(yè)人群的Heath-Carter體型數(shù)據(jù)與本研究的數(shù)據(jù)結(jié)果進行比較。

參與本研究實驗過程實際測量的受試者人群以及由文獻資料查閱的國外專項運動員人群的基本情況如表1所示：

圖2 1RM測試示例圖

不同人群n年齡(years)身高(cm)體重(kg)體育生#10722.2(9.2)179.8(5.3)79.2(23.1)非體育大學(xué)生#41022.9(2.4)172.3(58.1)62.1(5.9)武警戰(zhàn)士#42120.1(4.4)171.1(90.2)66.1(13.7)波蘭古典摔跤運動員*2224.9(5.5)175.0(14.1)81.8(14.2)塞爾維亞藝體運動員*4013.0(2.8)153.6(13.2)40.6(11.3)韓國拳擊運動員*2319.3(0.3)173.2(1.0)70.2(2.4)巴西足球運動員*6716.3(3.8)176.8(16.1)71.2(7.9)波蘭柔道運動員*1318.4(3.1)178.6(8.2)82.3(15.9)

注：#表示本研究實際測量的對比人群；*表示在參考文獻中查閱的對比人群(文獻來源依次為: Katarzyna L. SP, 2011; Tijana PI, 2014; Noh JW, 2014; Yara LF, 2014; Joanna L, 2011.)

2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

實驗結(jié)束后將實際測量的受試者所有有效數(shù)據(jù)逐項輸入excel表格建立數(shù)據(jù)庫，根據(jù)自編程序獲取體型三因子值、體型位置的坐標值、HWR指數(shù)、體型位置均數(shù)SAM值，同時以excel自編程序繪制專門的Heath-Carter體型圖。

3 實驗結(jié)果

本研究健美運動員體型數(shù)據(jù)分析見表2。受試者Heath-Carter體型三因子(內(nèi)因子-中因子-外因子)平均值為4.4-7.2-1.3(0.4-1.1-0.1)，其中，中因子占優(yōu)勢，內(nèi)因子值大于外因子，且二者值相差大于0.5，屬于偏內(nèi)胚層的中胚層體型類型。經(jīng)計算后平均體型坐標值為X=-3.1, Y=8.6，體型位置均數(shù)(SAM)值為1.1，受試者個體體型與平均體型點的平均空間距離較小。

表2 本研究健美運動員Heath-Carter體型數(shù)據(jù)

本研究健美運動員的平均體型位置點在體型圖中處于遠離外因子頂點方向(見圖3)。60名受試者個體體型位置點間的離散度較低，個體體型類型相對較為集中：絕大部分位于接近中因子區(qū)域內(nèi)的偏內(nèi)因子側(cè)(n=47)，即屬于偏內(nèi)胚層的中胚層體型類型；少數(shù)個體體型內(nèi)因子占優(yōu)勢，中因子值大于外因子，且二者差值大于0.5，屬于偏中胚層的內(nèi)胚層型(n=8)；另有少數(shù)個體體型中因子占優(yōu)勢，內(nèi)、外因子值明顯較小，且二者相等或差值小于0.5；屬于內(nèi)胚層-中胚層均衡型(n=5)。

注：◇表示平均體型，●表示個體體型圖3 健美運動員個體和平均Heath-Carter體型圖

表3顯示了本研究健美運動員①、高校體育生②、高校非體育生③、武警戰(zhàn)士④以及文獻資料中專項運動員⑤-⑨的Heath-Carter體型三因子及坐標值。本研究健美運動員的內(nèi)因子、中因子值均明顯高于②-⑨中所有類型人群的內(nèi)因子、中因子值；外因子值除與波蘭古典摔跤運動員⑤之間沒有顯著差異外，明顯低于②-④、⑥-⑨中所有類型人群的外因子值。

表3 不同人群Heath-Carter體型三因子及坐標值

注：*P<0.05，表示本研究健美運動員與其他人群相比具有顯著差異；#P<0.05，表示除了⑤以外，本研究健美運動員與②-④、⑥-⑨中所有類型人群相比具有顯著差異

圖4表示本研究健美運動員和其他各類人群Heath-Carter體型的分布情況，觀察符號①-⑨(符號意義與表3相同)中所有人群平均體型點存在的空間位置與內(nèi)-中-外三個因子頂點(ENDOMORPHY-MESOMORPHY-ECTOMPRPHY)間的空間距離，只有①與外因子頂點之間相距最遠，明顯大于 ②～④、⑥～⑨與外因子頂點間的空間長度，僅與波蘭古典摔跤運動員⑤的位置接近，即①和⑤的位置與外因子頂點的空間長度沒有明顯差異性。①至內(nèi)、中因子頂點間的空間長度均明顯大于②～⑨。

注：◇表示平均體型，●表示個體體型*P<0.05，表示本研究健美運動員Heath-Carter體型內(nèi)因子、中因子值與其他人群相比具有顯著差異；#P<0.05，表示除了⑤以外，本研究健美運動員Heath-Carter體型外因子值與②-④、⑥-⑨中所有類型人群相比具有顯著差異圖4 不同人群Heath-Carter體型分布圖

受試者上、下肢、軀干肌肉力矩與體型成分三因子之間的相關(guān)性分析見表4。內(nèi)因子與上肢、下肢、軀干最大力矩以及總力矩相關(guān)系數(shù)r值介于0.02～0.14之間，不具有相關(guān)性；中因子與上肢、下肢、軀干最大力矩以及總力矩相關(guān)系數(shù)r值介于0.65～0.82之間，呈正相關(guān)；外因子與上肢、下肢、軀干最大力矩以及總力矩相關(guān)系數(shù)r值介于-0.84～-0.67之間，呈負相關(guān)。

表4 本研究健美運動員肌肉力矩與體型三因子之間的相關(guān)性

注：*P<0.05，表示與肌肉力矩呈顯著相關(guān)

受試者不同負荷功率自行車運動的輸出功率與體型成分三因子之間的相關(guān)性見表5，內(nèi)因子與輸出功率之間相關(guān)系數(shù)r值介于-0.06～0.24之間，不具有相關(guān)性；中因子與輸出功率之間相關(guān)系數(shù)r值介于0.57～0.75之間，呈正相關(guān)；外因子與輸出功率之間相關(guān)系數(shù)r值介于-0.79～-0.67之間，呈負相關(guān)。

表5 本研究健美運動員輸出功率與體型三因子之間的相關(guān)性

注：*P<0.05，表示與輸出功率呈顯著相關(guān)

本研究健美運動員與足球運動員臥推、深蹲、硬拉1RM值比較見表6。健美運動員三種動作1RM值均顯著高于足球運動員。

表6 本研究健美運動員與對照足球運動員1RM值比較

注：*P<0.01，表示與足球運動員相比具有非常顯著的差異

4 討 論

在人類學(xué)測量數(shù)據(jù)中，Heath-Carter體型測量法是已被熟知的一種客觀、有效的身體形態(tài)測量方法，在此只對三因子的意義加以簡要說明：內(nèi)因子反映人體的肥胖度，值越大表明脂肪發(fā)育程度越高；中因子反映肌肉的發(fā)達程度，值越大表明肌肉發(fā)達程度越高；外因子反映人體的苗條程度，值越大則表明骨骼及關(guān)節(jié)越細窄。

本研究測量了健美運動員備賽期及賽季Heath-Carter體型，并將三因子值與肌肉力矩、肌肉輸出功率進行了相關(guān)性分析，是基于以下三點考慮：一是可以綜合評價健美健身人群的個體Heath-Carter體型特征，確定健美人群平均體型位置，再經(jīng)與其他人群對比后觀察其體型的特殊性；二是可以通過觀察肌肉的造型能力分析影響健美比賽成績的重要因素；三是鑒于減脂人群在選擇運動干預(yù)措施時的不確定性，意圖通過實驗數(shù)據(jù)客觀分析健美健身運動在減脂方面的有效與否。

本研究結(jié)果表明，在健美運動員的備賽期和賽季測得其平均三因子值為4.40-7.21-1.31(0.31-1.07-0.12)，很明顯中因子值占絕對優(yōu)勢，身體形態(tài)在視覺上具有肌肉較為發(fā)達且線條明顯性較高的外在表現(xiàn)，對是否能夠在健美比賽成績中取得身體形態(tài)較高的得分起著關(guān)鍵作用。研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)，男性健美運動員個體體型的離散程度較小，位置較為集中，均處于中胚葉與內(nèi)胚葉范圍內(nèi)的偏中胚葉處，且遠離外胚葉，僅就身體形態(tài)觀察肌肉和線條，這樣的結(jié)果可能造成競賽時選手之間區(qū)分度較小的現(xiàn)象。這就需要選手在肌肉造型能力方面獲得高分才能決勝競賽。

為了厘清體型三因子與肌肉造型能力之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，本研究將三因子值與肌肉力矩和輸出功率(肌肉在單位時間內(nèi)做功的能力)做了相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)全身各環(huán)節(jié)肌的力矩和功率都與中因子和外因子間具有顯著相關(guān)性，數(shù)據(jù)特征表現(xiàn)為中因子值越大，力矩和功率就越大；外因子值越大，力矩和功率就越小。這樣的結(jié)果符合健美運動員在適宜范圍內(nèi)做大強度、高負荷的訓(xùn)練特點，大強度、高負荷訓(xùn)練最終對提高肌肉線條和肌肉造型兩個方面的表現(xiàn)會同時起到較大的促進作用。盡管中等-大強度阻力訓(xùn)練即可明顯提高肌肉力矩和輸出功率，同時可以起到增肌作用[7]，但在訓(xùn)練效果上會明顯不同，單就1RM值而言，實驗測試結(jié)果中健美運動員無論是上肢肌(臥推)、下肢肌(深蹲)、軀干肌(硬拉)，肌肉力量表現(xiàn)程度均遠超足球運動員?？梢姡挥胁扇♂槍∪饬睾洼敵龉β蔬M行特定的訓(xùn)練方式，才能獲得最大增肌效果和最大1RM效果，使健美人群體型特征更加顯著。由圖4可以直觀的看出，健美人群的體型明顯具有職業(yè)特征，其內(nèi)因子、中因子與其他人群相比明顯較大，外因子則幾乎最小。

影響外因子值的基本數(shù)據(jù)是骨寬度。長期大強度、高負荷訓(xùn)練過程，肌肉收縮時產(chǎn)生的肌拉力對肌腱附著點處的骨組織產(chǎn)生反復(fù)應(yīng)力刺激，誘導(dǎo)骨組織改建，不僅使骨變得粗壯和堅固，還增強骨的抗彎曲、抗壓、抗扭轉(zhuǎn)的能力。訓(xùn)練強度可逐漸加強，體型特點是外因子值減小。由于內(nèi)因子值較大，可以認為健美人群的皮下脂肪厚度并沒有隨著訓(xùn)練進程的進行而明顯減小，說明健美健身運動并不宜作為減脂的最佳手段。

5 結(jié) 論

(1)男子競技健美運動員Heath-Carter體型的內(nèi)、中因子值是影響肌肉力矩和功率輸出的主要因素，最終影響比賽過程中肌肉的造型能力。

(2)肌肉線條的明顯性主要取決于內(nèi)、中因子值，內(nèi)因子值越低、中因子值越高，肌肉線條將越明顯。

(3)肌肉發(fā)達與否與減脂效果是兩個相對獨立的方面，本研究的結(jié)果是因子值和內(nèi)因子值均較高，雖然增肌效果好，但皮脂厚度沒有明顯降低，不宜將健美健身訓(xùn)練作為減脂的主要手段。