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青少年网球训练中的“弱链接”形成机制研究

2014-01-29孙景召

体育研究与教育 2014年6期
关键词:肩部网球膝关节

孙景召

1 网球运动“动力链”

在网球运动中,无论是正手、反手,还是发球,其击球效果的优劣,都涉及到一个重要的因素——击球“动力链”。网球运动“动力链”涉及到的身体环节包括:下肢、髋关节、躯干和上肢,地面的反作用力通过下肢、髋关节、躯干和上肢向手上传递(见图1、图2)。

图1 网球运动“动力链”

图2网球运动“动力”传递示意图

在网球运动“动力链”中,力的传导是通过肌肉的收缩来完成的,附着在“动力链”各环节的肌肉运动是我们分析网球“动力链”功能发挥的核心。这些肌肉从性质上可以分为主动肌与协同肌、主动肌与被动肌(拮抗肌)、运动肌与稳定肌。肌肉力量,已经成为影响现代网球技术的一项主要因素。多年来,对青少年网球运动员的研究发现,力量对网球运动的影响是随着年龄的增长而增加的。肌肉的力量与能量使得运动员能够在场地中跑动,并有效击球。用力击球意味着运动员必须协调身体各部分去快速击球,同时还能够使上肢控制好球拍。持续的发力对于成功的击球是很重要的。力量传输所需时间很关键,当动作不能迅速完成时,不仅可能会失误,而且有可能受伤。此时,下肢、躯干、上肢肌肉是否能够协调、有序、持久有力的收缩就成为“动力链”能否有效传递的基础,也是击球成败的关键。

2 青少年网球运动“弱链接”的多视角分析

从基本概念上讲,弱链是指生物力学链上的薄弱环节,肢体的运动可以看作是由一个个关节构成的运动链上的传递。在一个动作中,某肌肉(局部稳定肌和拮抗肌)和其他肌肉一起工作时,由于太弱不能发挥它应有的那部分作用,这样力的传递就会受到干扰,这就是运动过程中的“弱链接”。小腿、大腿、躯干、上臂、前臂、手多个环节连接起来构成生物运动链,力量作用在生物运动链上,各环节发生相对位置改变,于是产生运动项目最后用力的运动状态。因此,在各个环节内部及不同环节之间是运动“弱链接”较易发生的部位,也是青少年网球运动需要关注的环节。

从项目特点上看,网球运动属于技能主导类隔网对抗项目。特定技能的形成源于对身体动作的不断优化,并遵循运动技术不断发展的必然性、运动技术相对稳定与即时应变的统一性、运动技术的个体差异性,形成符合网球运动项目特点的专项运动技术。符合项目特点的身体动作的优劣是区分运动“弱链接”与运动“动力链”的基础,而不同项目的运动技术有其特定的技术原理。青少年网球运动员对于网球技能的掌握需要一个过程,并遵循操作技能形成的阶段理论:操作定向、操作模仿、操作整合、操作熟练。在学习网球技能的初级阶段,青少年运动员极易发生运动“弱链接”现象,主要的原因是动作要素之间的协调性较差,互相干扰,常伴随有多余动作。

从运动生物力学角度看,网球运动技术涉及到特定的身体姿势、关节角度、用力大小及方向、人体各环节的相互配合形式与方式等[1]。网球准备阶段、击球阶段有其特定的身体姿势和关节角度,良好的准备姿势可以有效地起动身体,为跑动和击球赢得时间;击球前关节角度的保持是网球运动蓄力的外在表现,而击球时关节角度的细微变化及关节的空间位移则是力量释放的关键;击球过程中的用力大小与方向是网球动作稳定性及动态力的变化速率的保证;网球运动过程中人体各环节的协调配合则可形成击球阶段的有效合力。基于运动生物力学原理的青少年网球运动“弱链接”的外在表现形式包括:动作不稳定(动态失衡、静态失衡),重心起伏较大、较快,击球动作不完整。

从生理解剖学角度看,网球运动技术涉及到的特定身体姿势、关节角度、用力大小、用力协调都离不开操作技能活动的对象——肌肉。从一般力量训练角度讲,肌肉力量,已经成为影响现代网球技术的一项主要因素。在12岁这一年龄阶段,已显现出了各种不同的力量测试结果与网球水平之间产生了一定的必然联系;而从13岁开始,力量已成为决定男女球员成绩的一项主要因素。这种明显的相关性也同样表现在灵活性上。就速度而言,力量起到了决定性作用,这一点在网球比赛跑动当中表现尤为突出。从专项力量训练角度来讲,符合网球运动项目特点的肌肉参与情况对于青少年网球运动员十分重要。肌肉被牵拉或主动收缩与放松时,均会对肌梭和腱梭构成刺激产生兴奋,兴奋冲动传到大脑皮质的运动感觉区,经过分析综合活动,能感知人体的空间位置、姿势以及身体各部位的运动情况[1]。因此,分析网球运动过程中,不同肌肉的参与、作用情况是探寻青少年网球运动“弱链接”深层作用机理的切入点。

3 青少年网球运动员易产生“弱链接”的部位及机理

3.1 腹部肌肉力量与背部肌肉力量不平衡

Roetert[2]等在1996年对于腹部肌肉与背部肌肉力量对比的研究中显示,一流的选手腹部肌肉力量显著地高于背部肌肉力量。与此形成对比的是一般人的背部力量要远大于腹部力量。

在击球过程中,运动员都要用到腹部的肌肉,而当腹部肌肉力量明显低于背部肌肉力量时,作为主动肌的腹部肌肉在击球过程中便会形成一个“弱链接”现象。此时主动肌与拮抗肌因力量的相对不平衡增加了运动员受伤的风险,而主动肌因肌力不足便会导致主动肌周围的肌肉进行代偿性的运动。这样,既增加了运动员受伤的风险,也造成了击球力量的削弱。所以为提高击球水平并避免受伤,加强腹部肌肉的力量就显得十分重要。然而,为避免青少年因肌肉力量不平衡而导致的受伤,必须使后背肌肉力量与腹部力量相平衡,即腹部肌力与后背肌肉的力量应该大致相等。

3.2 使躯干快速做旋转运动的肌肉力量相对薄弱与失衡

使躯干快速做旋转运动的肌肉是同侧腹内斜肌与对侧腹外斜肌(见图3)。它们使躯干做旋转运动,并与腹直肌一起使躯干屈曲。躯干的旋转运动在运动员接反弹球和发球时都起着至关重要的作用。当身体能够更快地、有控制地旋转时,击球将变得更加有效。增大使躯干旋转运动的肌肉的力量并增加转动的幅度,能够产生更有效的击球速度;增大转运幅度意味着需要在更长时间内增加力量。

图3躯干旋转

在青少年网球实际训练过程中,教练员时刻强调躯干旋转的重要性,但是大部分青少年网球运动员难以通过躯干的合理旋转形成击球有效的合力。其主要的原因不在于运动员的领悟能力差,而在于使躯干做旋转运动的肌肉力量的缺失、腹内斜肌与腹外斜肌力量的失衡,因此无法建立起有效的上、下肢链接通道。在该部位产生了力量的泄漏,形成了一个“弱链”部位。Roetert[3]等在1997年的研究也表明网球中力量的增长幅度往往取决于上肢与下肢的链接情况。

3.3 肩部肌肉不平衡

肌肉不平衡的另一个重要部位是网球运动员的肩部,这是由于网球运动选择性活动的肌肉群需要产生发球的动力(见图4),以及其他运动方式。Ellenbecker[4,5]在1992年与1995年通过对高水平网球运动员的等动练习测试研究发现,持拍手臂一侧肩部向内与向外旋转间肌肉不平衡。用于向内旋转肩部的肌肉(胸大肌、背阔肌与肩胛下肌)由于发球、下手击球以及其他的运动变得非常有力,而使得它们的对抗肌即向外旋转的肩部肌肉产生了不平衡。

图4肩部向内、向下旋转

高水平运动员肩部肌肉不平衡的现象从侧面反映了青少年网球运动员在力量训练过程中易出现的误区,即过分强调原动肌肌力的增长,忽视拮抗肌、协同肌的同步发展,导致代偿性动作、动作不对称等运动“弱链”现象的产生。网球运动方式重复的特性,以及爆发式的加速,需要手臂精确地加速以产生足够的力量,及时地减速以避免受伤。肌肉力量的不平衡必然增加肌肉拉伤的风险及因过度疲劳而导致肌肉受伤。受伤的肌肉因保护性动作必然导致动量的低效传输,形成运动“弱链”现象。

3.4 膝关节肌肉僵持

网球是一种快节奏的运动,因为对手打过来的每一个球都有不同的速度、不同的类型、不同的旋转,并且可能出现在场地的不同地方[6]。网球这项运动要求运动员能向各个方向快速运动,经常改变方向,急停、急起,并且保持平衡,有效地击球。在这一移动过程中下肢的稳定及灵活就显得十分关键,而下肢的稳定与灵活在很大在程度上要取决于膝关节的稳定性及灵活性。

在网球动作的起始阶段,运动员的膝关节处于屈曲位(见图5)。这有利于打破运动员身体的静止状态,快速起动。因为屈曲位的膝关节周围的肌肉是最放松的,此时的膝关节也是最不稳定的。不稳定状态下的膝关节有利于打破身体的静态平衡,达到快速启动的目的,同时不稳定状态下的膝关节也是最容易受伤的。这也是网球运动员膝关节处“弱链”现象产生的机理之一。

图5网球起始阶段

在击球准备阶段,膝关节屈曲是为了达到击球蓄力和保持下肢关节稳定的目的(见图6),这是膝关节处屈曲的外在表现,在一定程度上会引起相关肌肉的紧张。影响膝关节稳定性的肌肉包括腓肠肌和股四头肌。股四头肌与跟腱的过度紧张可能导致膝关节受到超负荷的力量,致使地面作用力不能有效地通过膝关节传递到球拍,形成有效的合力。这也是网球运动员膝关节处“弱链”现象产生的机理之一。

青少年网球运动员学习网球技能的过程,实质上是对网球技能的定向、模仿、整合与熟练的过程。在网球技能定向与模仿阶段,主要靠视觉来进行动作控制,导致膝关节处因肌肉紧张而引起的动作要素协调性差、伴随有多余动作等外在表现。在这一阶段能量无法有效通过膝关节向上传导,且僵持的肌肉增加了运动员受伤的风险,加深了运动“弱链”的产生。

图6击球准备阶段

4 应对策略分析

4.1 加强功能性力量训练,促进肌肉的平衡,维持关节动态稳定

“功能性力量训练”是近年来竞技体育力量训练中出现的一种新型力量训练方法,也是一种综合性的力量训练方法,主要指以提高全身肌肉整体工作能力和效率为目的,强调躯干部位和各关节周围小肌肉群稳定辅助作用的力量训练。其训练原理是通过针对性的训练,优化控制子系统与主动子系统的链接通道,重新激活被抑制的肌肉。功能性力量训练通过逐级增加训练难度,不断募集参与运动肌肉的宽度(主动肌与拮抗肌,运动肌与稳定肌)与深度(肌肉工作强度),最终实现关节周围肌肉平衡,维持关节动态稳定。目前流行的悬吊体能训练法(S- E- T)就是一种针对性很强的功能性力量训练方法。悬吊训练强调在不稳定的状态下达到对工作肌肉的不断诱发[6],强调不稳定状态下工作肌肉的肌力与耐力,实现不稳定状态下的工作肌肉间的平衡及肌力与耐力的平衡,符合网球运动重复性发力的运动特点。

对于青少年网球运动员来说,体能训练中最重要的一个方面是肌力的平衡,而不是某部分肌肉力量的畸形发展。在网球运动的发球中,肩部向外旋转的主要作用是使肩关节处的肱骨保持稳定,发球后肩部减速。与向内旋转的大块肌肉相比,完成这至关重要的稳定作用的向外旋转的肌肉却非常小,它位于肩关节的后部。因此,肌肉的不平衡发生在肩关节的前部(向内旋转的肌群)与后部(向外旋转的肌群)之间。等动练习仪测试研究发现,向内旋转的肌肉力量与向外旋转的肌肉之比为3∶2。然而,对于高水平的运动员来说,这个比例可能达到2∶1,即向内旋转的肌群力量是向外旋转的肌群力量的两倍[4,5]。网球运动员中存在的这种肌肉力量的不平衡,只有通过现阶段水平的提高以及受伤的预防及恢复的策略才能使不平衡的肌群力量达到平衡。

网球运动既是要求肌力在短时间内爆发的运动,也是一种需要较大耐力、能够重复进行的高强度的运动,或在整场比赛中进行的有氧运动。因此,网球运动员的力量训练必须包括肌力与耐力的平衡。现在,大多数运动专家与生理学家推荐低难度、高重复性的训练方式。三套难度相同的练习,重复12—15次的训练方式被广泛运用于训练肌肉的耐力。

在网球运动中,上肢力量和耐力在击球效果及避免受伤中起着重要的作用,但下肢力量同样重要,在整个训练中应该得到保障。通过增加肌肉力量和耐力,运动员即使在比赛结束时也能够像开始时那样在场上快速移动。而更大的力量能够使运动员反应更快,轻松有力的移动;能够产生较大爆发力的运动员可以快速地到达指定位置,击出有威胁的球,甚至,速度爆发力能够使运动员把球击得更远。而适当的力量基础不但能够使运动员在场地中自由移动并击出好球,而且力量训练能够减小身体结构及功能上的不对称性,降低运动员因运动“弱链”而致的受伤风险。

4.2 加强肌肉的伸展性练习,增加关节的灵活性

采用伸展练习来增加灵活性,能够减少因肌肉紧张引起的机体受伤,并能够增加运动幅度,使其打得更好。灵活性是指关节周围的软组织——肌肉、肌腱及周围软组织等的伸展程度[7]。适当增加关节的灵活性与维持关节的稳定不是对立的,而是相辅相承的。相对灵活的关节,不但有利于身体的移动,更有利于力量的有效传递,避免因关节僵硬而导致的力量泄漏;关节灵活性的增加主要是通过伸展练习来实现;而关节的稳定性不但有利于身体功能位的保持,更有利于力量的有效蓄积并形成运动“动力链”的有效合力。

大量关于高水平网球运动员上肢灵活性的研究表明:持拍手臂一侧的肩部内旋角度比不持拍的一侧要小。这使高水平的网球运动员肩部向内旋转受到了限制,这种限制在11—12岁的青少年网球运动员中就开始了,而且随着运动员年龄的增大以及不断地进行比赛,这种限制就变得更加明显[9]。肩部向内旋转受限,可通过对造成这种限制的肌肉及肩关节(后部)进行伸展性练习来恢复。但我们不提倡对肩关节前部的肌肉进行伸展性训练。因为许多高水平运动员肩关节前部过于灵活,以至于造成肩部不稳定,并且容易受伤。因此,将手臂置于体后的伸展性运动对于大多数网球运动员并不适合。

除了肩部的伸展练习,目前的体能训练内容还包括肘部、前臂与手腕的伸展练习。研究表明:网球运动员持拍手臂的肘部力量不够。前臂屈肌与旋前肌对于肘部的稳定起着重要作用,并且在重复性较高的网球运动中变得紧张,限制了肘部与手腕的运动,使得运动员肘部与手腕因肌肉过度紧张导致肌力下降并阻碍力量的有效传递,在该部位就形成了运动“弱链”现象。

伸展下肢末端的肌肉对避免急性与慢性损伤的发生以及关节处于极限位置时的保护非常关键的。因为在网球运动中大多数下肢受伤发生在反复快速起动、急停与变向情况下,而股四头肌与跟腱的紧张可能导致膝关节受到超负荷的影响,因此,加强股四头肌和跟腱的伸展性练习能够减小肌腱处的负荷,减少损伤发生的机率。

5 结语

发挥肌肉的能力是网球运动的一大特征,高强度运动过程中肌肉的力量不平衡易造成运动过程中“动力链”传递效率的降低,形成运动“弱链接”现象;关节周围肌肉的僵持易造成关节活动度受限,增加受伤的风险,阻碍力量的有效传递。针对青少年网球运动员易出现的运动“链接”问题,笔者建议在网球训练过程中应特别重视以下两个方面:(1)加强肌肉的力量训练,促进肌肉力量的平衡,维持关节动态稳定;(2)加强肌肉的伸展性练习,适当增加关节的灵活性。

[1] 伦斯特伦.网球[M].徐国栋译.北京:人民体育出版社,2008.

[2] Roetert EP. Relationship between isokinetic and functional trunk strength in elite junior tennis players[J]. Isokinetics and Exercise Sxience ,1996(6):15~20.

[3] Roetert EP. Tennis- specific shoulder and trunk strengthening. Strength and Conditioning,1997,19(3):31~39.

[4] Ellenbecker TS. Shoulder internal and external rotation strength and range of motion of highly skilled junior tennis players[J]. Isokinetics and Exercise Science. 1992(2):1~8.

[5] Ellenbecker TS. Rehabilitation of shoulder and elbow injuries in tennis players[J].Clincis in Sports Medicine.1995,14(1):87~110.

[6] Groppel JL, Roetert EP. Applied physiilogy of tennis[J]. Sports Medicine,1992,14(4):260~268.

[7] 王春阳.篮球运动员踝关节柔韧性、本体感觉与踝关节损伤的预期性研究[J].广州体育学院学报,2003,23(3):21~22.

[8] Ellenbecker TS. Glenohumeral joint internal and external rotation range of motion in elite junior tennis players[J]. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy,1996,24(6):336~341.

[9] Kibler WB. Shoulder range of motion in elite tennis players[J]. American Journal of Sports Medicine, 1996,24(3):279~285.

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