激活后增強(qiáng)效應(yīng)研究的文獻(xiàn)綜述

摘要：通過對近十年有關(guān)激活后增強(qiáng)效應(yīng)的國內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)查找，對激活后增強(qiáng)效應(yīng)的生理機(jī)制、影響因素等問題進(jìn)行梳理，得出如下結(jié)論：激活后增強(qiáng)效應(yīng)源于肌球蛋白輕鏈磷酸化、神經(jīng)募集運(yùn)動(dòng)單位的增加以及肌肉羽狀角的角度變化。運(yùn)動(dòng)員個(gè)體因素和訓(xùn)練學(xué)因素均能對激活后增強(qiáng)效應(yīng)持續(xù)時(shí)間長短產(chǎn)生影響。建議：1）運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該選擇與自己專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)模式相關(guān)的訓(xùn)練動(dòng)作；2）根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練年限以及訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行不同的訓(xùn)練誘導(dǎo)方式；3）控制激活后增強(qiáng)效應(yīng)與疲勞的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：激活后增強(qiáng)；影響因素；綜述 ；強(qiáng)度

A Literature Review of Studies on Post-activation Enhancement Effects

SI Xu

（Tianjin University of Physical Education， Jinghai District， Tianjin 301600， China）

Abstract：Through a review of domestic and international literature over the past decade regarding post-activation"potentiation （PAP）， this paper explores the physiological mechanisms and influencing factors of PAP， reaching the following conclusions： Post-activation potentiation is derived from the phosphorylation of myosin light chains， increased recruitment of motor units， and changes in the angle of muscle fiber pennation. Both individual athlete factors and training factors can affect the duration of post-activation potentiation. Recommendations include： 1） Athletes should choose training movements that are relevant to their specific sports; 2） Different training induction methods should be tailored according to the training years and experience of the athletes; 3） The relationship between post-activation potentiation and fatigue should be managed.

KEY"Word：Post-activation enhancement; Influencing factors; Review; Intensity

激活后增強(qiáng)效應(yīng)（post-activation potentiation，PAP）：是指由預(yù)先的大負(fù)荷抗阻訓(xùn)練所引起的生理現(xiàn)象，表現(xiàn)為肌肉的發(fā)力速度、爆發(fā)力以及峰值功率的暫時(shí)性增高^[1]。

1.激活后增強(qiáng)的生理機(jī)制

1.1肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈的磷酸化

人體的肌肉纖維分為肌球蛋白和肌動(dòng)蛋白兩種。在短時(shí)間爆發(fā)力運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)員的肌球蛋白發(fā)揮了重要作用。肌球蛋白通過調(diào)節(jié)輕鏈的磷酸化，改變了自身的構(gòu)形，從而更加容易與肌動(dòng)蛋白相互作用。這種改變可以增強(qiáng)肌球蛋白ATP酶的活性，進(jìn)而提高ATP的水解速率，加快能量的釋放，使肌肉收縮更為有效且強(qiáng)勁^[1]。

1.2神經(jīng)運(yùn)動(dòng)單位募集增加

運(yùn)動(dòng)單位的募集順序遵循“大小原則”，有序地進(jìn)行。在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較低時(shí)，先募集慢肌纖維；而在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較高時(shí)，則募集快肌纖維。隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度從低到高，募集的肌肉纖維也從慢肌纖維逐漸過渡到快肌纖維。根據(jù)現(xiàn)有研究，事先誘導(dǎo)骨骼肌進(jìn)行強(qiáng)直收縮不僅可以增加突觸前膜釋放的神經(jīng)遞質(zhì)，還可以減少興奮點(diǎn)位減少的可能性^[2]。

1.3肌肉的羽狀角度改變

纖維和肌腱產(chǎn)生的夾角稱為羽狀角（angle of pennation），這是肌肉的一種重要功能特性。不同的肌肉會(huì)產(chǎn)生不同的羽狀角，且不同角度的羽狀角會(huì)產(chǎn)生不同的力量。Folland^[3]在研究中表明，羽狀角會(huì)限制肌肉向骨和肌腱的力量傳遞。因此，羽狀角的角度越小，力量的傳遞速度越快。在肌肉進(jìn)行收縮過程中，羽狀角度會(huì)隨著肌肉的拉長和縮短而略微變化。

2.PAP效應(yīng)的影響因素

2.1運(yùn)動(dòng)員個(gè)體因素對激活后增強(qiáng)效應(yīng)的影響

2.1.1運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練水平

不同訓(xùn)練水平的運(yùn)動(dòng)員會(huì)展現(xiàn)不同的神經(jīng)興奮性、抗疲勞能力和快肌纖維募集能力。然而，研究表明，無論是訓(xùn)練水平較高還是較低的運(yùn)動(dòng)員，運(yùn)動(dòng)后都能引起激活后增強(qiáng)效應(yīng)。但是，運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練水平較高的運(yùn)動(dòng)員會(huì)顯著影響這一效應(yīng)產(chǎn)生的效果。

梁富美，張懷川^[4]等人測試13名力量水平不同的運(yùn)動(dòng)員90%1RM負(fù)重3次杠鈴半蹲后使用三維測力臺(tái)對其的跳躍前后騰空高度、峰值沖量、峰值功率進(jìn)行分析。最終得出，力量水平較高者他的騰空高度、峰值沖量、峰值功率高于力量水平較低者。

張俊杰，周偉^[5]等人使用Mata分析的方法對下肢相對力量水平的激活后增強(qiáng)效應(yīng)對沖刺速度、跳躍表現(xiàn)和動(dòng)力學(xué)參數(shù)（峰值沖量、峰值功率、最大地面反作用力，以及力的生成速率）效果進(jìn)行分析，他們得出強(qiáng)壯組激活后增強(qiáng)效應(yīng)在短跑方面更為顯著。

綜上所述，運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練水平高低與激活后增強(qiáng)效應(yīng)展現(xiàn)出的結(jié)果呈正相關(guān)性，訓(xùn)練水平越高的運(yùn)動(dòng)員激活后增強(qiáng)效應(yīng)出現(xiàn)的效果越好。

2.1.2運(yùn)動(dòng)員的性別和年齡

Arabatzi^[6]等人研究了不同生理階段男性和女性深蹲跳躍（SJ）和峰值力的生成速率（RFD"peak）對激活后增強(qiáng)效應(yīng)的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)成年男性（20-25歲）的SJ顯著增高而對青少年男性和女性均沒有影響，在RFD"peak方面青少年男性和女性的激活后增強(qiáng)效應(yīng)較為顯著而對兒童沒有影響。

Baudry^[7]等人使用6s最大自主收縮（MVC）誘導(dǎo)后脛骨前肌的肌電反應(yīng)對老年人和成年人（18歲-25歲）的影響，結(jié)果顯示在進(jìn)行了6s的MVC后即刻老年人和成年人的收縮扭矩和最大力的發(fā)展速率增加，但是成年人的增加幅度高于老年人。這顯然可以看出激活后增強(qiáng)效應(yīng)的增強(qiáng)作用會(huì)隨著年齡的增長而變?nèi)酢?/p>

綜上所述，從性別方面所知，男性有比女性更強(qiáng)的激活后增強(qiáng)效應(yīng)；從年齡方面所知，成年男性出現(xiàn)激活后增強(qiáng)的效應(yīng)高于處在青年的男性和老人；而兒童基本沒有出現(xiàn)激活后增強(qiáng)效應(yīng)。

2.1.3快慢肌纖維百分比

田廣，朱歡^[8]等人研究了激活后增強(qiáng)效應(yīng)對國家鋼架雪車隊(duì)沖刺能力的影響。在實(shí)驗(yàn)中，分別讓7名經(jīng)驗(yàn)豐富的運(yùn)動(dòng)員（4名女性，3名男性）在完成1RM 50%重量的阻力推車后間隔六分鐘后進(jìn)行30米沖刺測試。結(jié)果表明，使用50%1RM的負(fù)荷能顯著提高鋼架雪車運(yùn)動(dòng)員的沖刺性能，尤其是男性運(yùn)動(dòng)員，這可能與男性更高的快肌纖維比例有關(guān)。

綜上所述，運(yùn)動(dòng)員不同肌纖維百分比也是影響PAP效應(yīng)的重要因素，但是關(guān)于肌纖維百分比的研究還尚不明確仍有待檢驗(yàn)考證。

2.2訓(xùn)練學(xué)因素

2.2.1訓(xùn)練的模式

王健，劉海洋^[9]等人使用meta分析的方法分析了血流限制訓(xùn)練對下肢肌肉激活后增強(qiáng)效應(yīng)的影響，分析得出加壓強(qiáng)度40%-60%的血流限制訓(xùn)練能夠顯著誘導(dǎo)激活后增強(qiáng)效應(yīng)的產(chǎn)生。使用血流限制訓(xùn)練所產(chǎn)生的機(jī)理是由于加壓過程中肌肉氧氣可用性減少，α運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元抑制，機(jī)體為了維持能量系統(tǒng)的供應(yīng)變化使得更多的快肌纖維被募集。

Lagrange和Ferland^[]使用法式對比組訓(xùn)練方法誘導(dǎo)出了冰球運(yùn)動(dòng)員沖刺的激活后增強(qiáng)的效應(yīng)。在實(shí)驗(yàn)過程中，41名冰球運(yùn)動(dòng)員被分成了法式對比組（contrast training，CT）以及傳統(tǒng)訓(xùn)練組（TR）。研究結(jié)果顯示CT和RT組在CMJ、RFD、血乳酸濃度、以及心率峰值方面沒有顯著差異，但是CT組在總的沖刺時(shí)間、平均沖刺速度以及第一次沖刺速度方面有明顯的提高。

綜上可見，現(xiàn)如今新穎的訓(xùn)練方法也能很好的誘導(dǎo)出激活后增強(qiáng)效應(yīng)，但是仍需要大量的研究去證明這些訓(xùn)練方式對激活后增強(qiáng)效應(yīng)產(chǎn)生的可靠性。

2.2.2訓(xùn)練的量和強(qiáng)度

運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練量和訓(xùn)練的強(qiáng)度一直以來影響著運(yùn)動(dòng)員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)能力。而在不同的訓(xùn)練量和強(qiáng)度下也影響著激活后增強(qiáng)效應(yīng)出現(xiàn)的最佳時(shí)間以及持續(xù)時(shí)間的長短。

趙春宇，吳劍^[10]研究了不同誘導(dǎo)強(qiáng)度對短跑運(yùn)動(dòng)員激活后增強(qiáng)效應(yīng)的影響。他們對8名運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行了從11RM到1RM的杠鈴后蹲誘導(dǎo)，并測量了CMJ（反彈跳）、VGRF（地面垂直反作用力）、PPO（峰值功率輸出）以及股直肌和股外側(cè)肌的肌電活動(dòng)。結(jié)果表明，所有強(qiáng)度均能產(chǎn)生PAP效應(yīng)，但8RM的誘導(dǎo)效果最佳，股外側(cè)肌和股直肌的肌電活動(dòng)最為顯著，說明8RM的深蹲誘導(dǎo)對短跑運(yùn)動(dòng)員的PAP效應(yīng)最為有效。

梁美富，郭文霞^[11]等人使用meta分析得出85-93%1RM深蹲重復(fù)5-10次對下蹲跳PAP效應(yīng)的誘導(dǎo)效果更好。但是此實(shí)驗(yàn)的對照組和測試組人數(shù)太少在以后的實(shí)驗(yàn)中此強(qiáng)度還有待進(jìn)行進(jìn)一步的研究和討論。

綜上述研究可以看出，運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練量和訓(xùn)練強(qiáng)度對其運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)能力及激活后增強(qiáng)效應(yīng)產(chǎn)生的最佳時(shí)間和持續(xù)時(shí)間均有顯著影響。然而，關(guān)于PAP誘導(dǎo)強(qiáng)度和量的研究還需通過大量實(shí)驗(yàn)和調(diào)查來進(jìn)一步細(xì)化。

2.2.3間歇時(shí)間

間歇時(shí)間對激活后增強(qiáng)效應(yīng)至關(guān)重要，因?yàn)槿姿嵯佘眨ˋTP）30秒內(nèi)可恢復(fù)至70%-80%，而磷酸肌酸（CP）兩分鐘內(nèi)可恢復(fù)85%^[12]。激活后增強(qiáng)效應(yīng)與能量底物的恢復(fù)正相關(guān)，合理管理疲勞與恢復(fù)對誘導(dǎo)出激活后增強(qiáng)效應(yīng)至關(guān)重要。

Sas-Nowosielski和Kandzia^[13]等人使用電子拍打板測試攀爬運(yùn)動(dòng)員上肢的激活后增強(qiáng)效應(yīng)，在測試過程中兩組攀爬運(yùn)動(dòng)員被隨機(jī)分成G1（對照組）和G2（激活后增強(qiáng)效應(yīng)誘導(dǎo)組）在G2組里，運(yùn)動(dòng)員在測試之前做5RM的引體向上（負(fù)重在10-40kg之間），在做完之后測試不同間歇時(shí)間對PAP效應(yīng)的影響。研究結(jié)果顯示，G2組在間歇4min相較于基線值大幅度增加。

Carmo和do Carmo^[14]等研究將12名訓(xùn)練有素的男性運(yùn)動(dòng)員分為三組：固定休息時(shí)間組（FRI）、自主選擇休息組（SSRI）和對照組。實(shí)驗(yàn)中，F(xiàn)RI組在進(jìn)行5RM后蹲后休息4分鐘再測試CMJ，而SSRI組在相同訓(xùn)練后根據(jù)個(gè)人感覺選擇休息時(shí)間再進(jìn)行CMJ測試。結(jié)果顯示，SSRI組在CMJ表現(xiàn)上有顯著提升，其平均休息時(shí)間介于2.44至5.57分鐘。

綜上所述，間歇時(shí)間對激活后增強(qiáng)效應(yīng)至關(guān)重要。通過合理的管理運(yùn)動(dòng)員的疲勞與恢復(fù)將大大幫助運(yùn)動(dòng)員更好的誘導(dǎo)出激活后增強(qiáng)效應(yīng)的產(chǎn)生。

3.結(jié)論、建議和展望

3.1結(jié)論

3.1.1從生理機(jī)制的角度來看

PAP效應(yīng)的產(chǎn)生與肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈磷酸化，神經(jīng)系統(tǒng)使高階運(yùn)動(dòng)神經(jīng)肌肉募集增加，肌肉纖維的羽狀角度改變有關(guān)。

3.1.2從運(yùn)動(dòng)員個(gè)體因素來看

運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練水平、性別、年齡大小以及運(yùn)動(dòng)員快慢肌纖維百分比影響著激活后增強(qiáng)效應(yīng)產(chǎn)生的最佳時(shí)間以及持續(xù)的長短。

3.1.3從訓(xùn)練學(xué)因素來看

運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練所使用的負(fù)荷強(qiáng)度、負(fù)荷量、訓(xùn)練的模式以及訓(xùn)練的間歇時(shí)間均能對激活后增強(qiáng)效應(yīng)產(chǎn)生影響。

3.2建議

1）選擇與自己專項(xiàng)相符合的激活后增強(qiáng)效應(yīng)的誘導(dǎo)訓(xùn)練

針對不同運(yùn)動(dòng)專項(xiàng)的運(yùn)動(dòng)員，在進(jìn)行激活后增強(qiáng)誘導(dǎo)訓(xùn)練時(shí)，應(yīng)該選擇與其專項(xiàng)運(yùn)動(dòng)模式相似的誘導(dǎo)訓(xùn)練，以獲得更好的激活后增強(qiáng)效應(yīng)。比如，跳遠(yuǎn)運(yùn)動(dòng)員相較于半蹲訓(xùn)練，選擇全蹲訓(xùn)練可以使得運(yùn)動(dòng)員的跳躍表現(xiàn)獲得更高的提升。

2）根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練年限以及訓(xùn)練水平選取合適的訓(xùn)練強(qiáng)度和量

根據(jù)不同運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練年限和訓(xùn)練水平，選擇適當(dāng)?shù)挠?xùn)練強(qiáng)度和量是至關(guān)重要的。只有當(dāng)訓(xùn)練強(qiáng)度和訓(xùn)練量與運(yùn)動(dòng)員的訓(xùn)練水平相匹配時(shí)，才能實(shí)現(xiàn)最佳的PAP效應(yīng)。一般而言，訓(xùn)練水平較高的運(yùn)動(dòng)員應(yīng)選擇較高的訓(xùn)練強(qiáng)度，而訓(xùn)練水平較低的或訓(xùn)練年限較短的運(yùn)動(dòng)員則應(yīng)選擇較低的訓(xùn)練強(qiáng)度。然而，關(guān)于訓(xùn)練強(qiáng)度和訓(xùn)練量的最佳選擇仍需要進(jìn)一步的研究和討論。

3）調(diào)整好負(fù)荷與恢復(fù)的關(guān)系

運(yùn)動(dòng)員通常會(huì)經(jīng)歷兩個(gè)“窗口期”。在激活后增強(qiáng)效應(yīng)激活的初期，由于運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度較低，能力會(huì)輕微提升，形成第一個(gè)窗口期。隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增加，疲勞開始占主導(dǎo)，能力下降。但當(dāng)疲勞消退后，運(yùn)動(dòng)能力會(huì)有更顯著的提升，形成第二個(gè)窗口期。確定最佳窗口期時(shí)間對于各運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目而言，仍需進(jìn)行大量研究來探索和驗(yàn)證。

3.3展望

現(xiàn)階段，大多數(shù)研究僅提供了誘導(dǎo)激活后增強(qiáng)效應(yīng)所需的負(fù)荷量、強(qiáng)度和間歇時(shí)間的大致范圍。此外，國內(nèi)文獻(xiàn)中對于激活后增強(qiáng)效應(yīng)的研究主要集中在個(gè)人項(xiàng)目的運(yùn)動(dòng)員身上，并且通常局限于研究短時(shí)間內(nèi)的力量變化。未來在激活后增強(qiáng)效應(yīng)的研究和探索中，應(yīng)結(jié)合不同項(xiàng)目和不同年齡段的運(yùn)動(dòng)員，探究激活后增強(qiáng)誘導(dǎo)訓(xùn)練的強(qiáng)度和量。此外，還應(yīng)更加關(guān)注激活后增強(qiáng)效應(yīng)與運(yùn)動(dòng)員長期訓(xùn)練的結(jié)合，以幫助運(yùn)動(dòng)員在長期的訓(xùn)練過程中取得更好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 劉瑞東，李慶.激活后增強(qiáng)效應(yīng)的生理機(jī)制、影響因素與應(yīng)用策略[J].成都體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，43（06）：58-64

[2] 梁美富，郭文霞.骨骼肌激活后增強(qiáng)效應(yīng)的研究進(jìn)展[J].體育科學(xué)，2019，39（05）：70-80

[3] FOLLAND J P，WILLIAMS A G，Morphological and neurological contributions to increased strength［J］.Sports Med，2007，37（ 2） ： 145－168．

[4] 梁美富，張懷川，張樹峰，金銀日.不同力量水平運(yùn)動(dòng)員激活后增強(qiáng)效應(yīng)的時(shí)域特征[J].上海體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2020，44（06）：54-61.

[5] 張俊杰，周偉，劉海元，郭成根. 下肢相對力量水平激活后增強(qiáng)效應(yīng)對運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)影響的Meta分析[J].中國組織工程研究，2024，28（28）：4586-4592.

[6] ARABATZI F， PATIKAS D. The post-activation potentiation effect on squat jump performance： age and sex effect［J］. Pediatr Exerc Sci， 2014， 26（2）： 187－194. doi：10.1123/pes.

[7] BAUDRY S."Postactivation potentiation influences differently the nonlinear summation of contractions in young and elderly adults［J］. J Appl Physiol （1985）， 2005， 98（4）： 1243－1250. doi： 10.1152/japplphysiol.

[8] 田廣，朱歡，龔敏等.激活后增強(qiáng)效應(yīng)對國家鋼架雪車運(yùn)動(dòng)員沖刺能力的影響[J].中國體育科技，2022，58（11）：38-42.DOI：10.16470/j.csst.2022043.

[9]王健，劉海洋，戚皓瑾.血流限制訓(xùn)練誘導(dǎo)的PAP和對下肢肌肉激活效應(yīng)的Meta分析[J].湖北體育科技，2022，41（08）：728-735.

[10] LAGRANGE S， FERLAND PM， LEONE M， COMTOIS AS."Contrast Training Generates Post-Activation Potentiation and Improves Repeated Sprint Ability in Elite Ice Hockey Players［J］. Int J Exerc Sci， 2020， 13（6）： 183－196. Published 2020 Feb 1.

[11] 趙春宇，吳劍，景壯壯.不同誘導(dǎo)強(qiáng)度對短跑運(yùn)動(dòng)員后激活增強(qiáng)效應(yīng)的影響[J].體育研究與教育，2022，37（03）：91-96.

[12] 梁美富，郭文霞，孔振興等.激活后增強(qiáng)效應(yīng)的間歇時(shí)間對下蹲跳高度影響的Meta分析[J].武漢體育學(xué)院學(xué)報(bào)，2018，52（02）：49-56.DOI：10.15930/j.cnki.wtxb.2018.02.007.

[13]SAS-NOWOSIELSKI K， KANDZIA K."Post-activation Potentiation Response of Climbers Performing the Upper Body Power Exercise［J］. Front Psychol， 2020， 11： 467. Published 2020 Mar 24. doi：10.3389/fpsyg.2020.00467.

[14] DO CARMO EC."Self-selected Rest Interval Improves Vertical Jump Postactivation Potentiation［J］. J Strength Cond Res， 2021， 35（1）： 91－96. doi： 10.1519/JSC.

作者簡介：司旭（2000—），男，在讀碩士研究生，研究方向：體育教學(xué).