不同界面訓(xùn)練干預(yù)對(duì)爆發(fā)力及肌肉損傷的比較研究

王志峰 包大鵬

(1.西北工業(yè)大學(xué)體育部 陜西西安 710072;2.北京體育大學(xué) 北京 100084)

下肢爆發(fā)力對(duì)于各運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的重要性不言而喻，在一些球類(lèi)項(xiàng)目中，不僅要求運(yùn)動(dòng)員具備較好的下肢單次爆發(fā)力表現(xiàn)，而且需要出色的連續(xù)爆發(fā)力能力，這已成為提升運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的重要突破口。目前，快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練法對(duì)于爆發(fā)力的提升效果已經(jīng)得到業(yè)內(nèi)共識(shí)。這種訓(xùn)練通常是在木地板、塑膠地面等較硬介質(zhì)上練習(xí)，這樣可以最大限度地提升肌肉收縮速度并獲得最大地面反作用力，這對(duì)于硬介質(zhì)上快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練是有利的。然而，從運(yùn)動(dòng)防護(hù)的角度來(lái)講，在跳起騰空后落地的剎那，下肢關(guān)節(jié)、肌肉、韌帶等軟組織將會(huì)承受1～7 倍體重的沖擊負(fù)荷。長(zhǎng)此以往，在硬地面上訓(xùn)練勢(shì)必會(huì)對(duì)下肢支撐部位帶來(lái)?yè)p傷。因此，在安排快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練計(jì)劃時(shí)，訓(xùn)練界面的選擇是影響效果的重要因素。

從運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、生物化學(xué)微觀角度來(lái)看，當(dāng)肌細(xì)胞出現(xiàn)代謝性障礙、肌纖維細(xì)微結(jié)構(gòu)發(fā)生損傷、血常規(guī)化驗(yàn)、肌電圖監(jiān)測(cè)呈現(xiàn)這類(lèi)異常表現(xiàn)時(shí)，即可判定為運(yùn)動(dòng)性肌肉損傷（Exercise-induced muscle damage，EIMD）。這種損傷是由過(guò)大的負(fù)荷刺激導(dǎo)致，嚴(yán)重者會(huì)影響正常的訓(xùn)練和競(jìng)賽。正常生理狀態(tài)下，細(xì)胞膜的細(xì)微結(jié)構(gòu)保持完整性，蛋白質(zhì)和酶類(lèi)等生物大分子游離于細(xì)胞內(nèi)部，這類(lèi)蛋白質(zhì)分子有肌酸激酶（creatine kinase，CK）、乳酸脫氫酶（lactate dehydrogenase，LDH）和肌紅蛋白（myoglobin，Mb），它們很少會(huì)進(jìn)入血液中。但是機(jī)體在承受大量的、高強(qiáng)度的離心式負(fù)荷后，會(huì)使細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不同程度的破損，細(xì)胞膜的通透性增大致使蛋白質(zhì)分子外流入血液中。因此，通過(guò)檢測(cè)血液中CK、LDH、Mb的含量便可判斷肌肉的損傷程度。

1 研究對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

該研究選取16 名男性大學(xué)生作為實(shí)驗(yàn)對(duì)象，要求受試者具備較好的身體運(yùn)動(dòng)能力，且有12個(gè)月以上的抗阻訓(xùn)練經(jīng)歷，半年內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)過(guò)背部及下肢損傷。所有受試者接受1RM深蹲測(cè)試，符合下肢蹬起1.5倍以上自身體重者即可入組。將受試者隨機(jī)分成沙地組、硬地組各8人。

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)法

（1）實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地和器材

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地：沙地快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練安排在室內(nèi)的跳遠(yuǎn)沙坑內(nèi)進(jìn)行，沙坑邊長(zhǎng)為6m、寬為3m，沙的厚度保持在15cm，確保沙面的干燥。硬地組設(shè)置在沙坑附近的塑膠跑道上進(jìn)行，分離出與沙坑同等大小的區(qū)域，確保周?chē)鸁o(wú)任何障礙物。

所需器材：跳箱、小欄架、高欄架、秒表、標(biāo)志盤(pán)。

（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)收集與處理

運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)采集與處理：沙地和硬地兩組受試者分別接受訓(xùn)練干預(yù)前和訓(xùn)練干預(yù)后的下肢爆發(fā)力測(cè)試，測(cè)試動(dòng)作為CMJ和6次連續(xù)下蹲跳（以下簡(jiǎn)寫(xiě)為6 CMJ）。測(cè)試地點(diǎn)在北京體育大學(xué)科研樓測(cè)試大廳。通過(guò)Kistler 9281CA 三維測(cè)力臺(tái)和Motion Analysis Raptor-4 動(dòng)作采集系統(tǒng)對(duì)縱跳測(cè)試進(jìn)行數(shù)據(jù)同步采集，采集頻率分別為1000Hz 和200Hz。原始的運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)通過(guò)Motion Analysis 自帶軟件CORTEX 和Micro‐soft Office Excel進(jìn)行處理。

血液指標(biāo)的采集及處理：采用UniCel DxC 800 Synchron全自動(dòng)生化分析儀對(duì)血清肌酸激酶（CK）和血清乳酸脫氫酶（LDH）進(jìn)行檢測(cè)，用UniCel DxI 800全自動(dòng)免疫分析儀對(duì)血清肌紅蛋白（Mb）進(jìn)行檢測(cè)。所有血液樣本用北京白洋醫(yī)用離心機(jī)有限公司生產(chǎn)的型號(hào)為52A的臺(tái)式離心機(jī)進(jìn)行血清分離。

1.2.2 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法

將收集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 17.0 進(jìn)行處理分析，統(tǒng)計(jì)描述采用“平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差”（M±SD）表示，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，對(duì)測(cè)試指標(biāo)采用雙因素重復(fù)測(cè)量方差分析，以＜0.05表示具有顯著性差異；>0.05表示無(wú)顯著性差異。

2 研究結(jié)果

2.1 沙地和硬地快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練對(duì)CMJ縱跳的動(dòng)力學(xué)影響

統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表1所示，沙地組訓(xùn)練干預(yù)后，GRF 由2.31±0.08BW 增加至2.57±0.15BW（<0.05）。蹬伸沖量 由0.27±0.01BW·s 增加至0.30±0.04BW·s（<0.05）。峰值功率由54.10±4.79W/kg 增加至60.48±4.58W/kg（<0.05）。硬地組訓(xùn)練后GRF 和蹬伸沖量、峰值功率訓(xùn)練前后有顯著性差異（<0.05）。當(dāng)對(duì)沙地組和硬地組進(jìn)行組間比較時(shí)，檢驗(yàn)結(jié)果為兩組間無(wú)顯著性差異（>0.05）。

表1 CMJ縱跳動(dòng)力學(xué)參數(shù)

2.2 沙地和硬地快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練對(duì)6 次連續(xù)縱跳的動(dòng)力學(xué)影響

統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表2 所示，沙地組縱跳高度由41.23±2.73cm 增加至48.72±2.91cm（<0.05）；最大地面反作用力由2.46±0.23BW 增加至2.72±0.38BW（<0.05）。緩沖沖量和蹬伸沖量分別增加了0.08BW·s和0.12BW·s（<0.05）。峰值功率由52.80±3.35W/kg 增加至59.79±2.88W/kg（<0.05）。硬地組訓(xùn)練干預(yù)后最大地面反作用力由2.47±0.29BW 增加至2.69±0.13BW（<0.05）；蹬伸沖量由0.25±0.06BW·s 增加至0.27±0.03BW·s（P<0.05），峰值功率則由53.17±3.31W/kg 增加至55.06±3.94W/kg（<0.05）。而緩沖沖量無(wú)顯著性差異（>0.05）。沙地組與硬地組組間進(jìn)行比較，沙地組緩沖沖量、蹬伸沖量和峰值功率顯著高于硬地組，差異顯著（<0.05）。而最大地面反作用力兩組間無(wú)顯著差異（>0.05）。

表2 連續(xù)縱跳動(dòng)力學(xué)參數(shù)

2.3 沙地和硬地快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練對(duì)肌肉損傷風(fēng)險(xiǎn)的影響

統(tǒng)計(jì)結(jié)果如表3 所示，第一訓(xùn)練周，沙地組CK 在訓(xùn)練結(jié)束后即刻顯著上升，在第24h達(dá)到峰值，硬地組也出現(xiàn)同樣的上升趨勢(shì)。但沙地與硬地組間進(jìn)行比較時(shí)，硬地組訓(xùn)練后即刻血清CK 比沙地組高101.18u/L，訓(xùn)練后24h硬地組比沙地組高186.64u/L，差異顯著，經(jīng)檢驗(yàn)<0.05。血清LDH 基本呈現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)，沙地和硬地組間進(jìn)行比較時(shí)，硬地組訓(xùn)練后即刻、24h分別比沙地組高33.89u/L和90.64u/L，組間有顯著性差異（<0.05）。血清Mb值峰值出現(xiàn)在訓(xùn)練后即刻，在第24h，基本恢復(fù)安靜值。沙地與硬地相比，硬地組在訓(xùn)練后即刻血清Mb 值比沙地組高72.58ng/ml（<0.05），訓(xùn)練后24h基本恢復(fù)安靜值。訓(xùn)練后24h，硬地組顯著高于沙地組（<0.05）。

表3 第一周訓(xùn)練后血清CK、LDH、Mb的變化

3 討論

3.1 沙地和硬地快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練對(duì)下肢爆發(fā)力影響的分析

研究結(jié)果顯示，經(jīng)過(guò)6 周快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練干預(yù)后，沙地組和硬地組在CMJ 縱跳測(cè)試中縱跳高度均提高顯著，說(shuō)明在沙地和硬地兩種界面下進(jìn)行快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練均可以提高下肢爆發(fā)。從組內(nèi)來(lái)看，沙地組經(jīng)過(guò)6周快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練后，CMJ縱跳測(cè)試動(dòng)力學(xué)的表現(xiàn)為蹬地反作用力加大，蹬伸沖量提高，產(chǎn)生了更大的峰值功率。而硬地組經(jīng)過(guò)6 周快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練后，動(dòng)力學(xué)參數(shù)變化與沙地組一致。發(fā)生這種變化的原因是快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練作為一種特殊的肌肉收縮形式，包含了肌肉離心收縮、離心收縮與向心收縮轉(zhuǎn)換以及向心收縮3 個(gè)時(shí)相，這種組合式的肌肉收縮形式產(chǎn)生的收縮效應(yīng)比單純的離心或向心收縮大得多，可以產(chǎn)生更高的功率輸出，而這一切歸功于彈性勢(shì)能的儲(chǔ)存與釋放以及牽張反射機(jī)制。這種肌肉收縮機(jī)制能提高肌肉收縮速度和力量。

3.2 沙地和硬地快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練對(duì)下肢連續(xù)爆發(fā)力影響的分析

經(jīng)過(guò)組間對(duì)比，沙地組和硬地的平均連續(xù)縱跳高度有顯著差異，沙地組平均縱跳高度顯著高于硬地組。動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)表明，沙地組的蹬地反作用力、蹬伸沖量以及峰值功率均高于硬地組。以往研究認(rèn)為，硬地面作為一種穩(wěn)固的介質(zhì)，剛度等級(jí)較高。但硬地會(huì)給下肢關(guān)節(jié)和軟組織施加較高的沖擊力，而且，硬地面較短的緩沖時(shí)間和高沖擊力會(huì)對(duì)本體感受器腱梭產(chǎn)生抑制，這是對(duì)于肌肉充分收縮十分不利的因素。柔軟的沙地使快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練過(guò)程中緩沖和蹬伸階段的時(shí)間增加，從而增加動(dòng)作幅度，使下肢伸肌群在向心收縮之前就建立活化狀態(tài)，這樣可以增加運(yùn)動(dòng)單位的募集，動(dòng)員更多的肌纖維參與工作，產(chǎn)生更大的收縮力，因此受試者在沙地的做功要高于硬地。其次，在硬地上連續(xù)縱跳時(shí)下肢臀大肌、股四頭肌、小腿三頭肌等肌群參與主要的收縮工作。但在沙地上訓(xùn)練時(shí)，由于沙地界面具有不穩(wěn)定的特點(diǎn)，受試者不僅需要下肢主要屈肌和伸肌肌群的收縮，而且需要股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌、踝關(guān)節(jié)周?chē)∪簠⑴c收縮，加強(qiáng)了主動(dòng)肌與拮抗肌、固定肌與協(xié)同肌之間的協(xié)調(diào)收縮，所以產(chǎn)生了更大的收縮力量。另外，在沙地的不穩(wěn)定界面也能刺激到機(jī)體的核心肌群參與工作，核心肌群穩(wěn)定脊柱為下肢肌群收縮創(chuàng)造條件，繼而優(yōu)化四肢動(dòng)力鏈的傳導(dǎo)。在受試者接受了6周的快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練后，其下肢的蹬伸力量得到明顯提升，當(dāng)受試者從沙地轉(zhuǎn)移至硬地繼續(xù)進(jìn)行連續(xù)縱跳時(shí)，由于沙地跳躍的技術(shù)已然定型，起跳時(shí)，會(huì)增加起跳蹬伸幅度，動(dòng)員更多的肌纖維參與收縮，從而提高了縱跳高度。因此，表現(xiàn)為沙地在連續(xù)爆發(fā)力方面優(yōu)于硬地。

4 結(jié)語(yǔ)

在沙地和硬地兩種界面上執(zhí)行快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練，均能提高下肢單次爆發(fā)力能力，力學(xué)特征表現(xiàn)為，訓(xùn)練干預(yù)后蹬地反作用力增加，產(chǎn)生更高的蹬伸沖量和峰值功率，但兩種界面之間在提升效果上沒(méi)有明顯差別。沙地界面快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練在提高連續(xù)爆發(fā)力能力上效果優(yōu)于硬地界面，對(duì)于一些球類(lèi)項(xiàng)目而言，需要頻繁跳躍、連續(xù)跳躍來(lái)創(chuàng)造佳績(jī)，推薦教練員和運(yùn)動(dòng)員在實(shí)施快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練時(shí)，可以考慮選擇沙地環(huán)境。并且，沙地快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練產(chǎn)生的肌肉微損傷情況明顯低于硬地，是安全的訓(xùn)練環(huán)境。