优秀短道速滑运动员500m赛后肌肉疲劳特征分析

刘春华，常 凤，王春晓，王琳娜，高俊江，姚世庆，朱志强

Harbin Institute of Physical Education，Harbin 150008，China.

短道速滑是我国冬季优势运动项目，承担着向冬奥会夺金夺牌的重要任务。由于在运动过程中双腿始终以蹲距姿势交替滑跑，血液循环受阻，肌肉所承受的负荷较大，因而运动员在训练和高强度比赛后均会出现下肢酸、涨、痛甚至痉挛的症状。而多轮决胜赛制要求短道速滑优秀运动员要在一天的时间内最多参加4轮比赛，因此，每次比赛之后是否能有效地消除肌肉疲劳、快速恢复就显得尤为重要。

在以往的运动实践中，短道速滑运动员肌肉疲劳部位与程度的确认更多地依靠运动员的主观感受和教练员、理疗师通过触诊进行判断，以此安排相关的拉伸训练和按摩放松，具有一定的经验性，但科学性不足。从现有成果看，目前还未见针对短道速滑项目运动员肌肉疲劳特征进行专门的研究。

有关骨骼肌疲劳评估，有学者曾运用表面肌电信号（sEMG）、超声图等方法对运动员进行测量和研究，取得了一些成果，但是，由于肌电和超声仪器设备较大，操作过程繁琐，很难对比赛后即刻的肌肉状态进行检测。基于此，本研究运用爱沙尼亚产MYOTON肌肉疲乏测试系统对速度滑冰、短道速滑运动员肌肉疲劳状态进行分析，重点在于揭示短道速滑运动员在赛后即刻的肌肉状态，以便为教练员有针对性地安排肌肉恢复训练，以期为短道速滑教练员、运动员向冬奥会备战提供理论参考。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

短道速度滑冰国家青年队运动员16名，其中，男8名，女8名。速度滑冰国家队短距离500m项目运动员11名，其中男6名，女5名。

1.2 测试仪器和指标

测试仪器选用 MYOTON－3肌肉测试仪，这是一种测量肌肉伸缩性、肌肉硬度和肌肉弹性的新设备，其工作原理是通过给肌腹一个轻微的机械冲击，引导起肌肉振动，其振动曲线被记录下来，根据该振动曲线计算出相应的参数。其中，肌肉伸缩性，指肌肉在松弛状态下的机械紧张度，以振动频度特性表述，单位Hz；肌肉硬度，指肌肉对抗受压形变的能力，单位N／m；肌肉弹性，指肌肉恢复其原始外形状态的能力，以振动的对数衰减量来表达。这3个指标参数代表的肌肉疲劳意义为：

肌肉伸缩性：伸缩性升高会引起疼痛、运动成绩下降、负荷过载。

肌肉硬度：肌肉较硬会导致更低的动作效率。肌肉弹性：弹性下降会导致更快的肌肉疲劳。

因此，肌肉伸缩性和肌肉硬度两个参数数值越大，表示肌肉越疲劳；而肌肉弹性数据越小，表示肌肉越疲劳。

1.3 测试肌肉的选取

滑冰运动员在冰上进行直道和弯道滑行的时候，每一条腿要做出蹬冰、收腿、摆腿、着冰、支撑等5个动作。在这5个动作中，身体要动用的主要肌群包括：踝关节趾屈和背屈的肌肉；使膝关节伸屈的股四头肌和股二头肌；使髋关节做伸、展、内收、外展、内旋、外旋的肌群，以及帮助躯干区域稳定的核心区肌肉群。

根据专项动作结构及涉及肌群，本研究选取了腓肠肌、胫骨前肌、腘绳肌、股直肌、股外侧肌、股内侧肌、臀大肌、腹直肌等8块最重要的肌肉进行测试和分析。

1.4 测试方案

本研究对运动员测试两次。第1次测试为赛前一天睡前，测试时间距当日冰上专项训练结束时间间隔8h以上。第2次测试为比赛结束后脱刀下冰即刻，距离第1次测试时间超过12h。短道速滑运动员测试为2011年世界杯北京站比赛500m赛后，速度滑冰运动员测试为全国联赛总决赛500m决赛赛后。保证两个项目运动员在同一滑跑距离内承受专项最大负荷。

运动员测试时采用卧位，取测试肌肉的肌腹部做标记，下肢肌肉全部取左侧肌肉，运用MYOTON－3肌肉测试仪时，采用每块肌肉连续10次冲击的测量方式，取10次测量数据的平均值为最终参数。

1.5 数据处理

采用SPSS 17.0for windows统计软件对测试结果进行数理统计分析。首先，将数据按项目、性别分开，运用Kolmogorov－Smirnov分布检验，证明数据呈正态分布；用均数、标准差描述变量；在分析同一样本赛前赛后肌肉状态变化时采用增幅百分比以及Paired Samples t检验；在分析不同项目运动员赛后疲劳状态时，采用Independent Samples t检验。

2 结果

2.1 短道速滑运动员赛前、赛后主要用力肌肉疲劳特征

2.1.1 男子短道速滑运动员赛前、赛后主要用力肌肉疲劳特征

通过对国家青年队8名男子短道速滑运动员赛前、赛后肌肉参数对比发现，不同肌肉的变化存在差异，经Paired Samples t检验表明，有3块肌肉共计5个指标，赛前赛后差异具有统计意义，分别为腓肠肌的伸缩性和硬度（P＜0.05）、胫骨前肌的弹性和硬度（P＜0.01）以及股直肌硬度（P＜0.01）。

尽管大部分肌肉在统计学意义上前、后差异并不具有显著性，但是，从增幅程度上看，有很多肌肉赛前赛后数值变化幅度较大。根据MYOTON肌肉测试仪自带软件中有关前后测试的标准，“当同一块肌肉前后两次测量结果相差百分比大于5%时，数据会用黄色背景显示，而差异大于10%则用红色背景显示”。即前、后相差5%是肌肉状态变化的中度警戒水平，相差10%是肌肉变化的高度警戒水平。根据这一标准，男子短道速滑运动员赛后有多个指标显示有多块肌肉处于不良状态。

肌肉伸缩性方面，变化超过5%和10%的肌肉由高至低分别为：腓肠肌12.56%、胫骨前肌5.93%、腘绳肌5.13%。

肌肉硬度方面，变化超过5%和10%的肌肉由高至低分别为：胫骨前肌19.03%、腓肠肌13.60%、腘绳肌7.58%。

肌肉弹性方面，当参数出现负增长表明肌肉状态下降，出现疲劳。所测得的男子短道速滑运动员的8块肌肉中，有6块肌肉都出现了负增长，其中，胫骨前肌、腹直肌、臀大肌负增长突出，减幅分别为－26.96%、－12.5%、－9.29%。

值得注意的是，并不是所有肌肉表现出恶化和疲劳的状态，男子短道速滑运动员8块肌肉中有2块肌肉赛后指标与赛前安静状态相比，在肌肉弹力方面出现了大幅回升，分别为股外侧肌18.18%和股内侧肌10.77%。

表1 本研究男子短道速滑运动员赛前、赛后肌肉数据一览表Table 1 Muscle Data of Male Short Track Speed Skating Athletes before and after Competition

2.1.2 女子短道速滑运动员赛前、赛后主要用力肌肉疲劳特征

从统计学意义上看，女子短道速滑运动员赛前、赛后大部分肌肉状态差异并不显著。但从3个参数的前后变化百分比看，也有5块肌肉8个指标变化超过5%和10%。其中具有疲劳意义的参数变化包括：肌肉伸缩性方面，腓肠肌赛后参数比赛前增幅为7.13%；肌肉硬度方面，胫骨前肌赛后参数比赛前增幅6.05%；肌肉弹性方面，赛后参数比赛前呈现5%和10%以上负增长的肌肉为胫骨前肌－18.60%、腘绳肌－14.17%。

值得注意的是，女子短道速滑运动员赛后也有一些肌肉出现了参数转好的现象，特别是股外侧肌和股内侧肌，股外侧肌赛后弹性增加12.39%，硬度下降6.98%；股内侧肌硬度下降6.33%。另外，腓肠肌弹性长25.23%。

表2 本研究女子短道速滑运动员赛前、赛后肌肉数据一览表Table 2 Muscle Data of Female Short Track Speed Skating Athletes before and after Competition

续表2

2.2 速度滑冰、短道速滑运动员赛后肌肉疲劳特征对比分析

2.2.1 男子速度滑冰、短道速滑运动员赛后肌肉疲劳特征对比分析

不同项目的男子运动员赛后肌肉对比显示，速度滑冰和男子短道速滑运动员肌肉疲劳情况出现了一定的规律。

从肌肉伸缩性数值对比看，除胫骨前肌外，两个项目男子运动员大部分肌肉参数在20Hz以下，最低值为11.53Hz，最高为19.51Hz。比11～16Hz的常人标准略高。且两个项目男子运动员之间的差异并不显著。而胫骨前肌，两个项目男子运动员显示出明显的疲劳状态，特别是男子短道速滑运动员，以28.76Hz的平均值高出常人标准值上限近一倍，显示出比男子速度滑冰运动员更强的疲劳程度，经Independent Samples t检验，两者间差异显著（P＜0.05，图1）。除此之外，男子速度滑冰运动员股外侧肌伸缩性高于男子短道速滑运动员（P＜0.05）。

从肌肉硬度看，男子短道速滑运动员腓肠肌、胫骨前肌、腹直肌参数上高于男子速度滑冰运动员，且差异具有显著性。具体数值依次为308.87N／m／257.66N／m（P＜0.05）；613.12N／m／407.16N／m（P＜0.01）；248.00 N／m／216.60N／m（P＜0.01）；特别是胫骨前肌，高出男子速度滑冰运动员50%。而男子速度滑冰运动员在股外侧肌的硬度上高于男子短道速滑运动员（P＜0.05，图2）。

肌肉弹性数据对肌肉状态的评价方法为：弹性下降，肌肉疲劳越快。因此，较低的数值代表了更恶化的肌肉状态。图3显示，赛后男子短道速滑运动员胫骨前肌弹性较男子速度滑冰运动员更低0.65／0.95，差异具有显著性（P＜0.01）；男子速度滑冰运动员则在股内侧肌上优于男子短道速滑运动员。

图1 本研究男子短道速滑、速度滑冰运动员赛后肌肉伸缩性对比示意图Figure 1. Comparison of Muscle Contraction of Male Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

图2 本研究男子短道速滑、速度滑冰运动员赛后肌肉硬度对比示意图Figure 2. Comparison of Muscle Stiffness of Male Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

2.2.2 女子速度滑冰、短道速滑运动员赛后肌肉疲劳特征对比分析

女子运动员赛后肌肉参数对比的结果显示，两个项目运动员肌肉疲劳特征非常明显。

图3 本研究男子短道速滑、速度滑冰运动员赛后肌肉弹性对比示意图Figure 3. Comparison of Muscle Elasticity of Male Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

女子短道速滑运动员胫骨前肌、股外侧肌、腘绳肌、臀大肌疲劳程度高于女子速度滑冰运动员，特别是胫骨前肌，两个项目女子运动员赛后肌肉伸缩性数值分别为26.78Hz／13.76Hz，女子短道速滑运动员高于女子速度滑冰运动员近50%；肌肉硬度分别为525.37N／m和237.00N／m，高于女子速度滑冰运动员54.88%；肌肉弹性也比女子速度滑冰运动员低48.44%。两个项目女子运动员在该肌肉3个参数的差异均具有统计学意义（P＜0.01）。除胫骨前肌外，女子短道速滑运动员的股外侧肌也在伸缩性、硬度两个参数指标上明显高于女子速度滑冰运动员，肌肉伸缩性15.62Hz／11.74Hz（P＜0.01）；肌肉硬度285.12N／m／190.40N／m（P＜0.01）；在腘绳肌和臀大肌方面，女子短道速滑运动员在肌肉弹性数值更低（P＜0.01），表示更加疲劳。

相比之下，女子速度滑冰运动员则在股直肌和腹直肌显示出更高的疲劳状态。在股直肌方面，短道速滑、女子速度滑冰运动员肌肉伸缩性数值比较值为14.36Hz／18.70Hz（P＜0.01）；肌肉硬度数值比较为270.87N／m／312.20N／m（P＜0.05）；肌肉弹性数值比较为1.54／1.13（P＜0.01）。腹直肌方面，短道速滑、女子速度滑冰运动员肌肉伸缩性数值比较为12.08／17.82（P＜0.05）；肌肉硬度方面，女子短道速滑运动员赛后为207.50N／m，女子速度滑冰运动员赛后为312.20N／m，差异具有显著性（P＜0.05）。

3 分析与讨论

关于骨骼肌的疲劳，Zenija Roja日曾用 MYOTON肌肉测试仪对不同工种的公路建筑工人的肌肉疲劳特征进行了测试研究，结果显示，不同工种的工人由于工作内容不同、肌肉受力不一致，确实使两个样本间原本不具有差异的5块肌肉在7天负荷实验后其肌肉的伸缩性、弹性和硬度产生了明显的差异。［8］这一研究结果提示我们，同样作为身体活动的运动训练和竞赛，不同运动的专项运动员在专项动作的作用下，其肌肉伸缩性、弹性和硬度的变化也会呈现其专门特征。因此，本研究就短道速滑运动员单次比赛后肌肉与赛前安静状态的参数进行了对比分析。

图4 本研究女子短道速滑、速度滑冰运动员赛后肌肉伸缩性对比示意图Figure 4. Comparison of Muscle Contraction of Female Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

图5 本研究女子短道速滑、速度滑冰运动员赛后肌肉硬度对比示意图Figure 5. Comparison of Muscle Stiffness of Female Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

图6 本研究女子短道速滑、速度滑冰运动员赛后肌肉弹性对比示意图Figure 6. Comparison of Muscle Elasticity of Female Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

分析结果显示，男子短道速滑、女子运动员所测试8块肌肉中，大部分肌肉赛后都较赛前安静时有了不同程度的状态下降，表现为伸缩性和硬度指标上升、弹性指标下降。伸缩性是肌肉放松状态下肌肉的机械张力，是肌肉在动作和放松之间的恢复状况，当伸缩性高于正常值时会扰乱肌肉中的血流状况，使较少的血液达到肌肉，导致肌肉疼痛和运动能力下降。硬度是指肌肉抵抗外力使其形变的能力。根据运动性能，硬度与拮抗肌在运动中的阻力相关联。较硬的肌肉需要更大的努力才能使拮抗肌伸展开。这就导致较低的运动效率。弹性是指肌肉产生收缩形变后回复到原始状态的能力。它描述了在运动中肌肉血流的供给状况以及提高运动速度的能力。运动中骨骼肌血流的供给仅当其外形在两次收缩的间隙能迅速地回复到原始状态才有效。换句话说，肌肉必须要有好的弹性才能保证良好的血流供给，弹性的下降会引起肌肉更快疲劳，并且如果肌肉弹性不好，其运动速度必定受到限制。

在所测的8块肌肉中，肌肉恶化的程度各不相同，但男子短道速滑、女子运动员在腓肠肌、胫骨前肌和腘绳肌3块肌肉上均表现出指标恶化的相似性。相似性表现在与其他肌肉指标轻微变化不同，这3块肌肉的3个指标中的大部分都发生了大幅度的恶化（表1、表2）。以胫骨前肌为例，男子短道速滑运动员赛后肌肉伸缩性指数提升了5.93%，肌肉硬度提高了19.3%，肌肉弹性减少了26.96%。女子短道速滑运动员这块肌肉则表现为肌肉硬度提高6.05%，肌肉弹性减少18.60%。结果提示，腓肠肌、胫骨前肌和腘绳肌也许是短道速滑运动员运动疲劳产生的主要部位，短道速滑运动员的小腿肌肉可能承受的负荷更大。

在短道速滑运动员运动疲劳显著的这3块肌肉中，胫骨前肌显得尤为突出。在运动员比赛前一天的安静状态数据中胫骨前肌已显示高于其他肌肉指数的现象。以伸缩性指标为例，常人标准为11～16Hz，短道速滑运动员其他7块肌肉在赛前安静状态测定数值，均控制在这一区间内，唯独胫骨前肌，男女指标分别为27.15Hz和26.41Hz，远远高出常人标准，其他两个指标硬度和弹性也如此。这说明在赛前，这块肌肉的状态并不十分良好。推测这可能与训练和比赛后，运动员和教练员对胫骨前肌的拉伸、放松按摩重视不够，导致了疲劳累积和肌肉状态下降。

为了进一步验证短道速滑运动员肌肉疲劳的特征，本研究特别选取了速度滑冰国家队运动员进行了测试和对比分析。速度滑冰与短道速滑是在专项动作结构上有着高度相似性但性质完全不相同的两项运动。2011年全国速度滑冰联赛总决赛500m项目比赛后，课题组对国家队一线男子、女子运动员相同8块肌肉伸缩性、硬度和弹性3个指标进行了测试与采集，并与短道速滑运动员的指标进行了对比分析。得出结果是二者用力肌群一致的话，那么两个项目运动员赛后肌肉疲劳特征在同一肌群上会显示出相似的指数变化。

研究结果显示，相同距离的比赛，二者赛后肌肉状态显示出不同的变化规律。男子短道速滑、女子运动员在腓肠肌、胫骨前肌、股外侧肌、腘绳肌、臀大肌参数和疲劳程度上高于速度滑冰运动员，而速度滑冰运动员则在股直肌和腹直肌显示出更高的疲劳状态，二者间的差异具有统计学意义。以女子运动员对比分析为例，从图4和图5可以看出，两个项目的女子运动员大部分测试肌肉数值分布在常人标准之内，且在赛后差异不大，说明高强度的专项竞赛并没有使这些肌肉产生过大的负荷。而女子短道速滑运动员的胫骨前肌和股外侧肌、女子速度滑冰运动员的股直肌和腹直肌参数明显高于对方，且超出了常人标准，说明这些肌肉是各自专项动作重要的发力肌肉，这一结果从另一角度验证短道速滑运动员肌肉疲劳的特征。

此外，与一些肌肉出现疲劳和状态下降不同，短道速滑青年队运动员在比赛后，还出现了部分肌肉和指标大幅度回升的现象，主要集中在股内侧肌和股外侧肌上。男子运动员股外侧肌和股内侧肌的弹性分别比前一天安静状态提升了18.18%和10.77%。女子运动员股外侧肌赛后弹性增加12.39%，硬度下降了6.98%；股内侧肌硬度下降了6.33%。研究发现在高强度比赛负荷后，股内侧肌和股外侧肌与赛前12h状态相比更好，本研究推测有可能是因为前一天训练结束后，运动员对该肌肉拉伸、放松恢复重视不够，经过12h后才恢复到了最佳状态，但这一推论需要进一步科学的测试和论证。

4 结论

通过测试分析发现，短道速滑运动员在500m比赛后，专项动作涉及的8块重要肌肉的疲劳程度各不相同，与自身赛前安静状态相比，下肢小腿肌群疲劳更为明显。与速度滑冰相同距离比赛运动员相比，腓肠肌、胫骨前肌、股外侧肌、腘绳肌和臀大肌疲劳程度更高。建议教练员和运动员训练和比赛后应加强对这些肌肉群的拉伸与恢复训练。

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