不同负重量站立30 min 对健康青年躯干静态平衡能力的影响

李天义，胡斐,，王增刚，田东，马继政*

(1.南京体育学院 运动健康科学系，江苏 南京 210014；2. 解放军理工大学 军人身体适应训练研究中心，江苏 南京 211101)

不同负重量站立30 min 对健康青年躯干静态平衡能力的影响

李天义1，胡斐1,2，王增刚2，田东2，马继政2*

(1.南京体育学院 运动健康科学系，江苏 南京 210014；2. 解放军理工大学 军人身体适应训练研究中心，江苏 南京 211101)

目的：评定不同负重量(0 kg、27.5 kg和50 kg)站立30 min对躯体静态平衡能力产生的影响以及腓肠肌表面的肌电位变化。方法：28学员分2组，每组14名，完成3次站立30 min，并进行平衡能力和腓肠肌表面肌电测试。结果：与基础值相比，站立30 min躯干平衡能力无显著变化(P>0.05)，不同负重量之间无显著变化(P>0.05)。此外，与安静状态下相比，负重50kg站立30min腓肠肌表面肌电振幅显著增加(P<0.05)。结论：不同负重量站立30min，不损害躯干的控制能力，但随着负重量的增加，下肢腓肠肌激活程度增加。

负重站立；静态平衡；表面肌电

负重行进是单兵的一项基本能力，需要快速穿越一个20m障碍物再行军120km穿越敌区[1]。当前，为了提高单兵作战能力和生存能力，单兵的装备也在不断进行变革。研究表明现代战争中，单兵负重已经超过55kg[2]。负重物通常包括保护装具(防弹衣、头盔)、战斗装具(武器、弹药、电源、通讯设备)和生活物资(食物、水)。负重对单兵而言，是一个巨大的挑战。研究业已表明在负重的情况下完成短时的大强度军事任务和长时低强度的军事任务，单兵(分队)移动能力下降，身体的姿势力学发生改变，能耗增加，同时损伤潜在的风险增加[1—4]。

一般情况下，身体相关的活动分为动力性的活动和静力性的活动。除了大量动力性活动外，无负重或负重站立(相当于静力性的力量练习), 是部队、警察常用的一个身体姿势，通常需要持续一定时间，例如在日常训练中或执勤需要静止站立，并时常在负重情况下进行。

静力性活动可增加肌内压力，压力增加可传递至脉管系统，导致骨骼肌血流降低，从而引发一系生理反应[5]，长期站立可能损害躯干的平衡能力，而平衡能力对于完成后继各种任务有一定的意义。因此，本研究评定不同负重量站立30min躯干静态平衡能力和对腓肠肌电位变化产生的影响，为负重训练提供理论依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

研究对象为28名健康男性学员，无任何疾病史，将其随机平均分成A、B两组，每组各14人，平均训练年限2年(每周训练不少于4次)。基本情况如表1。

1.2 研究方法

1.2.1 实验仪器

A.平衡仪

采用PK254P平衡仪(Tecnobody公司，意大利)评定静态平衡能力。通过分布于平衡板上的传感器捕捉平衡板上受力的变化转化成电脉冲，在电脑软件Prokin中实时显示，处理后获得实验数据。测试时用锁块(调至最大阻力)将平衡板固定，测试时间窗口为 30s。

表1 研究对象的基本情况

B.表面无线肌电仪

采用8通道无线表面肌电采集系统 (FreeEMG300,BTSBioengineering,GarbagnateMilanese, 意大利)，采集5s内肌电数据，采样频率1000Hz。使用一次性单极Ag/AgCl心电电极两片(黑点电极，多米恩，中国)。

1.2.2 测试体位

A.平衡仪测试体位

受试者采用双腿睁眼站立于平衡仪上，双足与肩同宽或略小于肩宽，位于A1—A7轴两侧，且两胫骨内髁距A1—A7轴相等，调整站姿，使两侧股骨大转子位于A3—A5轴上[6]，双眼平视正前方屏幕，调整屏幕上十字标志尽量使其在原点，双手自然下垂。

B.表面无线肌电仪测试体位

受试者采用双腿放松站姿体位，双足与肩同宽或略小于肩宽，使用电极前去除腓肠肌表面体毛，并局部用酒精棉球擦拭，等干燥后将直径为1cm、间距为2.5cm的两片电极片贴于腓肠肌肌腹两端，电极均平行于肌纤维放置。每次采集数据持续时间为5s。

1.2.3 测试过程

受试人员熟悉测试过程和方法后，在实验前获得基础值。分别在不同负重(0kg、27.5kg和50kg)条件下进行30min站立，双手自然下垂，双足与肩同宽或略小于肩宽，30min站立后即刻进行下列测试：A组受试者再次完成平衡仪测试(无负重状态)；B组受试者完成表面无线肌电仪测试，并记录受试者主观感觉疲劳量表指数。室温26℃，湿度56%。每次负重测试时间间隔不少于3天。

1.2.4 静态平衡测试指标

静态平衡指标包括：(1)稳定性参数。包括压力中心的前后标准偏差、左右标准偏差、前后方向平均运动速度、左右方向平均运动速度、运动长度、运动椭圆面积；(2)对称性参数。包括左右对称性参数X轴中心压力和前后对称性参数Y轴中心压力。

1.2.5 表面无线肌电测试指标

研究指标为腓肠肌表面肌电振幅。

1.3 统计学方法

2 结果与分析

2.1 不同负重站立30min对躯干稳定性产生的影响

由表2可知，与基础值相比，30min站立后躯干稳定性参数不存在显著差异(P>0.05)。包括压力中心的前后标准偏差、左右标准偏差、前后方向平均运动速度、左右方向平均运动速度、运动长度、运动椭圆面。同样的，不同负重量间也不存在显著的差异(P>0.05)。

表2 不同负重量30 min站立后躯干稳定性的变化(n=14)

2.2 不同负重站立30min对躯干对称性产生的影响

由表3可知，与基础值相比，30min站立后躯干横向中心压力和纵向中心压力不存在显著差异(P>0.05)。此外，不同负重量之间也不存在显著的差异。

表3 不同负重量30 min站立后躯干对称性的变化(n=14)

2.3 不同负重站立30min下肢腓肠肌表面肌电的变化

由表4可知，随着静力性训练负重量的增加，腓肠肌表面肌电振幅均值有明显增加的趋势，当负重量增加至50kg时，30min站立后腓肠肌表面肌电振幅均值较安静状态增加57.69%(P<0.05)，但与负重为0kg和27.5kg相比，腓肠肌表面肌电振幅均值均无显著性差异(P>0.05)，提示负重增加至50kg下肢腓肠肌活性增加。

表4 不同负重站立30 min下肢腓肠肌表面肌电的变化(n=14)

2.4 不同负重量站立30min主观疲劳量表指数的变化

不同负重量30min静力性负重训练后主观疲劳量表指数分别为(6.70±0.95)、(10.34±1.70)和(12.50±1.07)，主观疲劳量表(6—20级)指数随负重量增加呈显著性增加趋势(P<0.05)，主观疲劳量表指数处在中等偏下水平。

3 讨论

躯干作为身体活动的中心，对各种运动中动作的发生起到重要的作用，涉及到肌群和神经系统的支配较多。前庭感觉、视觉系统及本体感觉系统是维持身体平衡主要器官，其传入冲动至脑干，在脑干网状结构部位进行信号整合后，传递至大脑皮层感觉区，从而维持躯体的平衡[7]。另外，研究认为，一般情况下，三者的比例分别为前庭感觉占55.6%，视觉(最大)占17.3%和本体感觉(至少)占34%[8]。躯干稳定性是肢体活动的基础，可综合反映神经系统通过对骨骼肌协调控制躯干的能力，主要涉及到脊柱周围的肌肉和肌腱，骨盆和下肢系统[6,8]。

本研究结果表明不同负重量站立30min后，躯干平衡能力未受到影响，表明军校学员经过一定时期的训练(日常队列或体能训练)，躯干控制能力有所提高，可抵抗外部施加的应激。负重增加至50kg，下肢腓肠肌激活程度增加，表明较大负重后，本体感觉可能在维持躯体平衡能力方面所占的比例增加。

[1]Orr,RM.Soldierloadcarriage:ariskmanagementapproach[D].PhDThesis,theUniversityofQueensland, 2012：35—41.

[2]NindlBC,CastellaniJW,WarrBJ,etal.PhysiologicalEmploymentStandardsIII:physiologicalchallengesandconsequencesencounteredduringinternationalmilitarydeployments[J].EurJApplPhysiol,2013,113(11):2655—2672.

[3] 马继政，李巍，韦海燕，等.军人负重25kg不同速度行军1km时能量消耗变化[J].中国应用生理学杂志, 2015, 31(3):275—277.

[4]CarltonSD,OrrRM.Theimpactofoccupationalloadcarriageoncarriermobility:acriticalreviewoftheliterature[J].IntJOccupSafErgon, 2014,20(1):33—41.

[5]FisherJP,YoungCN,FadelPJ.Autonomic?adjustmentstoexerciseinhumans[J].ComprPhysiol, 2015, 5(2):475—512.

[6] 实淑霞.痉挛型脑瘫患儿躯干控制能力的评估及疗效观察[D].安徽医科大学, 2013：11—21.

[7] 关静子，刘博.静态和动态平衡仪的研究进展与临床应用[J].中华儿科学杂志，2007,5(4):450—452.

[8]LedebtA,BecherJ,KapperJ,etal.Balancetrainingwithvisualfeedbackinchildrenwithhemiplegiccerebralpalsy:effectonstanceandgait.MotorControl,2005, 9(4):459—968.

The Change of Static Body Balance Abilities in Healthy Young Men Following 30min Static Standing under Different Load Carrying Conditions

LI Tian-yi1,2a, HU Fei1,2a, WANG Zeng-gang2,et al

(1. Nanjing Sports Institute, Department of Exercise and Heath, Nanjing 210014; 2. The PLA University of Science and Technology, a. the Research Center of Military Physical and Adaptation Training; b.the Lab of Military Physical Conditioning and Motor Function Assessment, Nanjing 211101, China)

Objective: To evaluate the changes of static body balance abilities and surface electromyography for gastrocnemius following 30 min static standing with different load carrying (0 kg, 27.5 kg and 50 kg). Methods: The 24 healthy young males were divided into 2 groups，each was 14. They performed three times 30 min static standing. The body balance abilities and surface electromyography for gastrocnemius were assessed. Results: The static body balance abilities under 30 min static standing did not show significantly change (P>0.05)comparedtorest,andnosignificantchangewasfoundamongdifferentgroups(P>0.05).Theamplitudesofsurfaceelectromyographyforgastrocnemiusunder50kgloadedconditionsignificantlyincreased(P>0.05)comparedtorest. Conclusion: The 30 min static standing with different carrying load did not impair the trunk control ability, while with the load increase, the magnitude of activation for gastrocnemius increased.

static standing with load carrying; static balance; surface electromyography

解放军理工大学军事理论研究基金课题(jl2015021)

2016-01-02

李天义(1978—)，男，江苏南京人，讲师，在读硕士生。研究方向：体育教育。*通讯作者：马继政(1971—)，男，江苏新沂人，博士，副教授。研究方向：运动与生物适应。

G

A

1671-1300(2016)04-0105-04