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足球运动员在重复性无氧冲刺跑测试中下肢神经肌肉和力学变化特征

2017-02-21丁剑翘

成都体育学院学报 2017年1期
关键词:肌电二头肌冲刺

丁剑翘

足球运动员在重复性无氧冲刺跑测试中下肢神经肌肉和力学变化特征

丁剑翘

目的:本研究观察足球运动员在重复性无氧冲刺跑测试中下肢神经肌肉和力学的变化。方法:本研究以来自中国足球甲级联赛的10名职业足球运动员为研究对象,运动员进行6×35m,间隔10s的无氧冲刺跑运动。运动员在天然草坪上穿足球鞋完成测试。通过足底压力触发系统计算受试者冲刺跑的力学特征,通过ME6000表面肌电仪测试受试者冲刺跑过程中股外侧肌(VL)、股直肌(RF)、股二头肌(BF)sEMG的均方根振幅(RMS)。同时采集运动员运动后血乳酸、心率以及主观体力等级感觉(RPE)数据。结果:运动员在完成6次无氧冲刺跑后血乳酸为(11.2±2.2)mmol/L、心率为(170.6±5.3)b/min、RPE为16.5±1.2、疲劳指数为(38.4±4.6)%。最后一次冲刺跑与第一次冲刺跑相比,冲刺时间和脚与地面接触时间分别增加了28.2%和10.7%(P<0.05),然而双脚腾空离地时间没有显著变化。步频和下肢垂直方向刚度分别下降了-8.4%(P<0.05)和-33.1%(P<0.01)。在整个运动过程中RF和BF的RMS值分别下降了-12.3%(P<0.01)和-19.6%(P<0.01),VL下降了-7.1%(P>0.05),并且RF和BF的RMS肌电幅值下降程度与冲刺跑时间变长具有高度相关性(r=-0.89和r=-0.98,P<0.05)。结论:重复性无氧冲刺跑导致足球运动员跑步力学参数以及神经-肌肉控制能力下降,并且在此过程中,股后肌群具有重要作用。

足球;无氧冲刺跑;力学;肌电;疲劳;测试

足球运动员在比赛中的体能是指一场比赛过程中的全程跑动距离、总的冲刺跑距离以及技术执行情况(传球、射门或者过人)。尽管足球运动员在一场比赛中的全程跑动距离会影响比赛的结果,但是比赛胜负也与足球运动员的冲刺跑与技术结合有关。目前,国外已经有学者开始研究团体型运动项目中运动员的重复性冲刺跑能力(repeated-sprint ability,RSA)。例如:对受试者实验室中蹬骑功率自行车来检测运动员的无氧冲刺能力[1]以及在跑台上跑步测试其无氧冲刺能力[2-3]。使用自行车功率计作为一种运动模式,会限制RSA在团队项目中的应用,在实验室使用自行车测量时,无法测量人体与地面的直接作用力,Morin等人[3]发现受试者在进行无间歇的、6 s的最大重复冲刺跑中,脚蹬伸产生的合力明显下降,而且在加速过程中水平方向的力下降更加明显。还有学者研究发现受试者进行100m全力冲刺跑过程中,在跑台上获得的瞬时速度要比在田径场地上获得的速度低20%[4]。提示在实验室进行测试实际无法真正获得人体在冲刺跑过程中的力学特征数据。

目前国外学者已经注意到运动生态合理性对测试结果的影响,他们开始关注在足球场上测试RSA。但是这些研究都是从单一的角度评价足球运动员的运动能力(初始冲刺能力、累计冲刺时间)或者抗疲劳能力(观察冲刺下降率、疲劳指数等)。最近,有学者将足底压力测试应用于足球运动员在跑步过程中力学特征的研究[5]。发现足球运动员穿足球鞋在天然草坪上进行冲刺跑时,会降低冲刺能力[5]。但是在实验室条件下测试时,可能并不会发生这种冲刺能力下降的现象。所以RSA测试受地面以及鞋的影响[6]。因此,采用符合运动项目生态合理性的测试方法来研究足球运动员的RSA测试才具有更重要的意义。

在团队运动项目研究中存在多种的RSA测试方案,这些方案的不同点主要体现在冲刺跑持续时间(4-6s)、不同的跑动距离(10-40m)、不同的重复冲刺次数(5-15次)以及不同的恢复时间(10-30s)和恢复方式(积极主动或被动恢复)[7]。综合各种团队项目特点以及个体的特点,有学者们制定了一个RSA测试的统一标准(例如,6 × 35 m 间歇10s的测试方案)[8],这个标准已经应用于很多科学研究和训练中[9-11]。鉴于RSA测试的可靠性和合理性,可以将RSA测试应用于足球训练或者日常测试中。目前国内对足球运动员的这种专项体能测试方面的研究较少,学者只观察了YO-YO测试与专项体能之间的关系[12-13],很少研究RSA体能测试过程中神经-肌肉力学变化本质。

本研究观察职业足球运动员穿足球鞋在天然草坪上进行重复性冲刺跑(RSA)过程中下肢力学特征以及下肢神经-肌肉活动的变化。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取国内足球甲级职业联赛的10名职业男子足球运动员为研究对象年龄(26.8 ± 3.2)岁;体重(77.5 ± 5.7)Kg;身高(178.9 ± 5.1)cm;职业训练年限(6.4 ± 1.1)年,这些足球运动员来自同一个俱乐部的成年队,在球队中的位置主要是中前场(前锋、边锋、中场)。正式试验前向受试者介绍试验程序,得到每1名受试者的同意。

1.2 研究方法

1.2.1 试验方案

在正式测试之前,每1名受试者先进行20 min热身活动,休息3 min后开始进行RSA测试。RSA测试由6 × 35 m,间隔10 s的全力冲刺跑组成。受试者按照要求尽可能全力完成35 m的冲刺跑距离。RSA测试中受试者穿专业的足球鞋并且在室外天然草坪上完成。在完成RSA测试过程中采集受试者的心率、血乳酸、主观体力等级感觉、步态力学特征、下肢肌肉表面肌电数据。

1.2.2 重复性无氧冲刺跑测试

本研究使用英国伍尔弗汉普敦大学推荐使用的RSA测试方案[8]。该RSA测试方案由6个35 m的全力冲刺跑组成,每次冲刺跑间隔10 s,冲刺完成后在10 m距离处减速并停止,然后慢跑回到起点,准备下一次起跑(准备时间约2 s),每次起跑前喊预备命令“3-2-1,出发”。

冲刺时间使用电子计时器触发记录,将电子计时器分别置于起跑点(0 m)和冲刺终点(35 m),电子计时器的高度对准受试者的髋关节高度。RSA测试结果的评价主要采用3个指标:

(1)最快冲刺时间,6次冲刺跑中最快的1次冲刺时间;

(2)累积冲刺时间,6次冲刺的时间总和;

(3)冲刺能力下降率,100-[(最快冲刺时间× 6/(累积冲刺时间) ×100%][7]。

通过时间、距离以及体重计算冲刺跑的功率:

Power=(体重×距离2/时间3)[6],分别取峰值功率、平均功率、最小功率,并且每1个功率值都以体重为基准进行标准化处理。同时计算疲劳指数。

疲劳指数=[(峰值功率-最小功率)/峰值功率] × 100%[6]。

1.2.3 数据采集与分析

(1)血乳酸测定。

RSA测试后,受试者立即坐在椅子上休息,5 min后取指尖血20 μl,使用便携式血乳酸仪测试血乳酸水平。

(2)主观体力感觉评定。

运动后30s受试者报告主观体力感觉等级,使用Borg(1970)的6-20 RPE等级量表评价主观体力感觉。

(3)冲刺跑力学数据采集。

测试发现所有受试者每次冲刺跑包括(19.3±1.9)次和(17-20次)接触地面,将最后2次数据去掉,将剩下的冲刺蹬地作为计算对象,观察冲刺跑时的力学特征。利用ME6000佩戴的附件足底触发器采集受试者跑步时下肢运动学数据。采样频率设置为100 Hz,计算冲刺跑过程中双足离地时间(tf)、触地时间(tc)、步幅频率(SF)=1/(tf+tc)、步长(SL)=V水平/SF、挥摆时间(tw)、步幅时间(ts)。我们在0 m、17.5 m、35 m分别放置红外线时间感应器,所以可以测出17.5 - 35 m段的时间t17.5-35,V水平=17.5/t17.5-35(m/s)。

双足离地时间(tf),定义为双足同时离地,身体腾空的时间;落地支撑时间(tc)即一只脚落地支撑的时间;挥摆时间(Tswing),足尖离地开始到足尖着地的时间;步幅时间(Tstride),从足跟离地开始到下一次足跟离地结束的时间段。

对于动力学来说,使用Morin 等人[14]推荐的公式,需要获取受试者体重(kg)和下肢长度(L)。

Fzmax=mg(π/2)[(tf+tc) +L]

Kvert=Fzmax/△z

△z= -(Fzmax/m)(tc2+π2)+(tc2/8)

在该公式中假设Fzmax出现时,垂直速度为0m/s。

(4)肌电采集与分析。

使用ME6000表面肌电仪(芬兰)采集运动员右侧下肢股外侧肌、股直肌、股二头肌的表面肌电信号,两个记录电极的位置距离20 mm,置于肌肉肌腹最大隆起处。粘贴电极前,轻轻打磨皮肤,然后清洗去掉表面死皮和油脂,所有电极和线使用弹性绷带捆绑,防止电极电线移动而引起基线漂移。肌电信号采样频率1000 Hz同时同步采集视频信号,肌电幅值超过峰值的15%被认定为肌电触发开始[15]。对于每1次冲刺跑,使用RMS对肌电进行标准化处理,基准值选取第1次冲刺跑的肌电数据作为100%。

1.2.4 统计学分析

本研究数据使用SPSS16.0进行统计学分析,所有数据用“平均值 ± 标准差”表示。使用shapiro-wilk检验法进行正态分布检验,使用重复测量方差分析对运动学数据,肌电EMG测试值进行统计学分析。当epsilon>0.5时,事后多重比较使用Tukey-HSD法,当 epsilon<0.5时,使用Boniferroni进行事后多重比较。变量间的相关性使用Pearson积差相关系数。显著性标准为0.05。

2 结果

2.1 RSA测试

从表1的数据可以看出受试者在重复性冲刺跑过程中其峰值功率为(801.2±72.1)W,相对峰值功率为(10.5±1.1)W/Kg,平均功率为(612.3±54.2)W,相对平均功率为(7.9±0.8)W/Kg,最小功率平均为(511.4±61.5)W,其相对值为(6.6±6.1)W/Kg,通过计算获得其疲劳指数平均为(38.4±4.6)%。

血乳酸浓度从热身后的(3.8±1.3)mmol/L增加到运动后5 min的(11.2±2.2)mmol/L。运动结束后其心率值平均为(165.6 ± 5.3)次/min。同时,运动结束后受试者RPE得分为16.2 ± 1.2,处于“hard”(15分)和“very hard”(17分)之间。RSA的测试相关结果见表1和表2。

表1 重复性无氧冲刺跑过程中功率及疲劳指数

表2 重复性无氧冲刺跑过程中相关生理指标

2.2 重复性无氧冲刺跑运动学及力学特征

步幅运动学和动力学如表3所示,冲刺时间(F(5,45)=12.32,P<0.001)显著延长、冲刺跑的水平速度(F(5, 45)=9.33,P<0.001)显著下降。脚与地面接触时间显著延长(F(5,45)=10.74,P<0.001)。最后1次冲刺跑与第1次冲刺跑相比,腾空时间没有显著性变化(F(5,45)=2.98,P=0.12),但在冲刺跑过程中下肢摆动时相显著延长(F(5,45)=14.33,P<0.001),步频显著下降(F(5,45)=9.38,P<0.001)具体数据见表3。

而对于动力学指标来说,落地支撑时垂直方向最大力Fzmax在跑动过程中没有显著性变化(F(5,45)=3.24,P=0.074),尽管垂直方向最大力没有发生显著变化,但是动力学指标垂直刚度Kvert(F(5,45)=11.33,P<0.001),具体数据见表3。

表3 无氧冲刺跑运动学及力学特征

注:T—冲刺时间,V—冲刺跑的水平速度,Tcontact—脚与地面接触时间,Tflight—腾空时间,Tswing—下肢摆动时间,SF—落地支撑时垂直方向最大力,△z—Z方向的位移变化量,Kvert—垂直方向动力学K值,*表示与冲刺跑1相比,P<0.05,**表示与冲刺跑1相比,P<0.01。

2.3 表面肌电

对于RF和BF来说,从第1次到第6次冲刺过程中,RMS肌电活动明显变化,RF显著下降-12.1%(F(5,45)=3.78,P=0.026)、BF显著下降-19.5%(F(5,45)=8.89,P<0.001),但VLRMS下降了-7.1%,没有统计学意义(F(5,45)=1.95,P=0.088)(见表4)。另外,除了观察肌电幅值变化,我们还观察了肌电频率变化特点,结果表明RF、VL以及BF的MPF值在冲刺跑过程中显著下降(见表5)。

同时,我们又观察了肌肉肌电活动与冲刺能力(冲刺时间)之间的相关性,结果发现RF的RMS值与冲刺时间之间呈高度负相关(r=-0.89,r2=0.80,P=0.015)、BF的RMS值与冲刺时间之间呈高度负相关(r=-0.98, r2=0.96,P=0.033,但VL的RMS值与冲刺时间之间的相关性没有统计学意义(r=-0.74,r2=0.55,P=0.088)(见图1)。

本研究还观察了肌肉的肌电活动与受试者跑动过程中功率以及疲劳指数之间的关系。但只有BF的肌电活动与平均功率(r=0.82,P<0.01)和标准化平均功率(r=0.87,P<0.01)之间存在相关。除此之外,疲劳指数与股二头肌肌电活动高度相关(r=-0.82,P<0.05)。

表4 RSA测试过程中下肢VLRF以及BF的RMS(%)变化

注:RF—股直肌,VL—股外侧肌,BF—股二头肌,*表示与第1次冲刺跑相比,P<0.05;**表示与第1次冲刺跑相比,P<0.01。

图1 不同肌肉肌电RMS与6次冲刺时间之间Pearson相关性

注:MPF —平均功率频率,RF—股直肌,VL—股外侧肌,BF—股二头肌,*表示与第1次冲刺跑相比,P<0.05;**表示与第1次冲刺跑相比,P<0.01。

3 分析

目前国内关于RSA测试方面的研究较少,而国外对其开展了多方面的研究,主要集中在RSA测试过程中生物力学、神经肌肉以及代谢变化,但通常是以非职业运动员为研究对象,并且是在实验室内完成的RSA测试。本研究通过使用高度生态学方法,研究RSA测试过程中下肢生物力学,膝关节屈伸肌激活情况。本研究发现职业足球运动员穿带专业的足球鞋在天然草坪上进行6次冲刺跑过程中,冲刺时间越来越长,同时伴随下肢力学行为退变,同时发现较高的股直肌和股二头肌激活水平会伴随着更好的RSA测试成绩。

3.1 RSA测试分析

从RSA测试的输出功率、心率、RPE得分以及血乳酸浓度(>10mmolL-1)来看,受试运动员达到了一定程度的疲劳。本研究获得的数据略低于Keir等人报道的国外大学生水平的足球运动员数据[16],但是Keir等人的研究是在实验室中进行的。同时本研究的数据高于国外一些学者的研究结果。例如:Deminice等人[10]对巴西20岁以下的25名足球运动员为研究对象,他们发现对照组运动员其RSA测试中的最大峰值功率为(656.8±98.2)W,平均功率为(426.7±51.3)W。Kalva[6]等人观察了大学生职业联赛足球运动员穿足球鞋在草坪上完成RSA测试过程中功率的变化,他们采用的RSA设计方案与本研究相近,结果这些运动员在完成RSA过程中峰值功率为(663.3±60.2)W,平均功率为(555.9±40.1)W, 冲刺跑最后血乳酸为(9.8±3.1)mmolL-1,但是他们的研究结果要略低于本研究数据。导致这些研究结果的差异,其原因可能除了受试者自身的身体机能特征不同外,地面条件可能也是影响无氧功率输出的一个重要因素。正如Kalva等人做的实验结果,运动员穿运动鞋在田径场上测得的RSA功率值会比穿足球鞋在草坪上测得的功率值运动高10%[6]。尽管本研究是在足球运动员训练环境下进行的测试,提高了生态合理性,但是本研究中的RSA测试能否真正反映一场高强度足球比赛期间运动员在结合球状态下的疲劳特点还有待于进一步研究。

3.2 冲刺跑力学特征分析

本研究结果表明在RSA测试过程中,随着冲刺跑重复进行,受试者下肢抵抗地面冲击力的能力逐渐下降。本研究采用的训练-休息比为1:2,这与Girard等人[17]采用的1:6训练-休息比的研究结果相比,加重了受试者冲刺能力的下降(2.8%±1.7% vs. 8.9%±2.7%)。在另一项研究中[5],他们以16名运动员为研究对象,进行12×40 m中间休息30 s(消极休息方式)的无氧冲刺跑测试,结果冲刺能力下降了 9.2%±4.2%,这与本研究结果相近。由于在RSA测试过程中受试者不能维持恒定的跑动速度,这使得我们很难将受试者的力学调整过程直接与疲劳联系起来。因为跑步力学变化受跑动速度的影响非常大,有学者认为低效率的步幅可能并不是直接引起跑速降低的原因,而是由于更慢的冲刺时间引起的跑速降低[3]。所以测量人体在运动过程中速度变化的新方法以及调整速度变化的神经-肌肉支配能力或者代谢性因素[18]可能是决定RSA测试过程中跑速机械效率高低的主要因素。

本研究使用弹性质点模型来计算受试者下肢的力学变化[19],这个模型可以帮助我们理解机体疲劳对冲刺跑力学特征的影响。在对篮球运动员进行的跑台运动测试中发现,RSA(6 × 4s)的冲刺跑,中间间隔21s的被动休息方式)测试中受试者的冲刺能力水平下降与步频下降有关[20]。这与本研究结果与其相似。目前国外有研究证明在重复冲刺跑过程中下肢垂直方向刚度(Kvert)逐渐下降,而垂直方向最大力不变[5,17],本研究与这些研究结果一致。引起这种结果的主要原因可能是在测试中受试者质心垂直方向的位移显著增加引起的,这使受试者在RSA测试过程中产生了一个更慢的步频(或者更长的支撑时相)。但目前文献中就步长或步频是否是影响冲刺跑的最主要因素还没有一致的报道,因为它们在冲刺跑中的作用不同[21]。有研究证明步长和步频之间呈负相关,而且两者之间的作用取决于很多因素,包括:腿的长度、腾空高度、腾空时垂直速度等[22]。与国外学者的研究相似[17],本研究发现在重复性冲刺跑过程中步频下降,而步长没有明显变化。因此,在疲劳状态下更好地保持下肢垂直方向刚度会提高RSA测试值,因为下肢刚度增加可以明显缩短支撑时相,进而增加步频[17]。步频变化会影响下肢的姿势和关节动力学,而这种变化会通过踝关节、膝关节和髋关节角度的变化进行补偿[21]。另外,在重复性冲刺跑过程中间歇休息时间不充分也会导致下肢垂直方向力量下降[3]。

3.3 表面肌电分析

以前的研究表明,在功率自行车上进行RSA测试时其输出功率、EMG幅值持续下降[5]。还有研究表明尽管受试者在中等疲劳程度的冲刺运动中下肢肌肉EMG信号的振幅值并没有改变,但是冲刺过程中,相关力学参数却显著下降[17]。在本研究中足球运动员RSA测试完成后运动能力明显下降,同时伴随着股直肌和股二头肌EMG信号的RMS显著下降,然而股外侧肌的EMG幅值没有发生显著性变化。众多研究表明肌电RMS幅值变化可以说明肌肉间协调模式或运动单位活动变化情况[23-25]。本研究受试者在进行最大强度的RSA测试诱发下肢肌肉疲劳过程中相关肌肉肌电RMS表现为逐渐下降,这与以往的研究中人体肌肉在最大随意收缩过程中RMS下降一致[26]。但是,在本研究中并不是所有肌肉的RMS都表现为显著下降,这可能与时域指标在动力性运动中的稳定性有关[26]。除此之外,本研究还观察了肌电频域指标的变化,结果发现在冲刺跑过程中3块肌肉肌电信号的频域指标MPF都显著下降,说明在冲刺跑过程中这三块肌肉都发生了疲劳,这也符合张海红等人[27]认为在动力性疲劳运动中肌电的频域指标更加可靠的观点。本研究发现股直肌或股二头肌肌电活动的变化与冲刺能力(冲刺时间)之间呈负相关。这说明在恢复时间较短的全力冲刺跑运动中,运动能力高低取决于运动单位活动强度的高低。

一直有争论认为在RSA的高强度运动中的减速过程很大程度上主要施加在股二头肌上。最近有研究报道经过RSA测试后,股二头肌EMG活动显著下降,并且直接导致膝关节伸肌离心力量下降[28]。在本研究中的足球运动员经过RSA测试引起疲劳的过程中股二头肌肌电信号下降,这与足球运动员在高强度比赛阶段容易受伤事实相符。Marshall等人[29]在1场模拟90min足球比赛中发现,运动员在上下半场快结束阶段,中枢对腘绳肌的调节能力下降。事实上,在冲刺跑的挥摆时相末期,腘绳肌被动拉长以及肌腱产生大幅度牵拉都会导致在这个时相腘绳肌受伤。所以本研究中股二头肌的肌电活动相对来说变化得更加明显,这与在冲刺跑过程中股二头肌的生物力学以及神经肌肉工作特征有关。

4 结论与建议

本研究以职业足球运动员为研究对象,观察运动员穿足球鞋在草坪上测试重复性冲刺跑能力(6 × 35 m,间歇性恢复休息10s),结果发现在运动过程中受试者下肢的动力学行为严重受损,主要表现为落地下肢的刚度下降。另外,本研究成果支持重复性无氧冲刺能力与下肢神经肌肉激活之间的密切关系,而本研究的结果显示在重复性冲刺跑中股后肌群(股二头肌)具有重要的作用。

建议运动员在缺氧条件下进行多关节肌的阻抗训练可能会使机体产生更大的肌肉力量,例如:在缺氧条件下进行训练,可以使肌肉获得更大程度地激活并且更容易动员II型肌纤维参与运动,这潜在地提高运动员疲劳时骨骼肌硬度调节能力,同时这些训练方法可以帮助提高足球运动员的无氧冲刺能力。建议运动员在平时训练中采用一些阻抗训练法,例如:离心力量训练法,在机体缺氧或者限制局部肌肉血流量条件下进行快速力量训练。 另外,本研究发现股二头肌在足球运动员完成重复性无氧冲刺跑过程中肌电活动明显下降,这暗示在足球运动中股二头肌在重复性冲刺跑中具有重要的作用,为了避免在高强度的比赛的关键时刻减少肌肉拉伤的发生,应该着重加强股二头肌的肌肉力量。

[1] Mendez-Villanueva A, Hamer P, Bishop D. Fatigue in Repeated Sprint Exercise is Related to Muscle Power Factors and Reduced Neuromuscular Activity [J]. Eur J Appl Physiol, 2008, 103 (4): 411-419.

[2] Delextrat A, Baliqi F, Clarke N. Repeated Sprint Ability and Stride Kinematics are Altered Following an Official Match in National-level Basketball Players [J]. J Sports Med Phys Fit, 2013, 53 (2): 112-118.

[3] Morin JB, Samozino P, Edouard P, et al. Effect of Fatigue on Force Production and Force Application Technique during Repeated Sprints [J]. J Biomech, 2011, 44 (15): 2719-2723.

[4] Morin JB, Seve P. Sprint Running Performance: Comparison between Treadmill and Field Conditions [J]. Eur J Appl Physiol, 2011, 111 (8): 1695-1703.

[5] Girard O, Racinais S, Kelly L, et al. Repeated Sprinting on Natural Grass Impairs Vertical Stiffness but Does Not Alter Plantar Loading in Soccer Players [J]. Eur J Appl Physiol, 2011, 111 (10): 2547-2555.

[6] Kalva-Filho CA, Loures JP, Franco GS, et al. Comparison of the Anaeorobic Power Measured by the RAST Test at Different Footwear and Surfaces Conditions [J]. Rev Bras Med Esporte, 2013, 19 (2): 139-142.

[7] Glaister M, Howatson G, Pattison JR, et al. The Reliability and Validity of Fatigue Measures during Mmultiple-sprint Work: an Issue Revisited [J]. J Strength Cond Res, 2008, 22 (5):1597-1601.

[8] Zagatto AM, Beck WR, Gobatto CA. Validity of the Running Anaerobic Sprint Test for Assessing Anaerobic Power and Predicting Short-distance Performances [J]. J Strength Cond Res, 2009, 23 (6): 1820-1827.

[9] Brocherie F, Girard O, Forchino F, et al. Relationships between Anthropometric Measures and Athletic Performance, with Special Reference to Repeated Sprint Ability, in the Qatar National Soccer Tteam [J]. J Sports Sci, 2014, 32 (13): 1243-1254.

[10] Deminice R, Rosa FT, Franco GS, et al. Effects of Creatine Supplementation on Oxidative Stress and Inflammatory Markers after Repeated-sprint Exercise in humans [J]. Nutrition, 2013, 29 (9): 1127-1132.

[11] Beck WR, Zagatto AM, Gobatto CA. Repeated Sprint Ability Tests and Intensity-time Curvature Constant to Predict Short-distance Running Performances [J]. Sport Sci Health, 2014, 10 (2): 105-110.

[12] 邱世海,部义峰. YO-YO间歇测试与足球运动员比赛跑动能力关联研究 [J]. 中国体育科技,2012, 48(1):76-80.

[13] 潘益维,周永平. 两种不同YO-YO间歇测试对评价足球运动员专项耐力的研究进展 [J].浙江体育科学,2009,31(5):86-89.

[14] Morin JB, Dalleau G, Kyrolainen H, et al. A Simple Method for Measuring Stiffness during Running [J]. J Appl Biomech, 2005, 21 (2): 167-180.

[15] Kelly LA, Racinais S, Tanner CM, et al. Augmented Low Dye Taping Changes Muscle Activation Patterns and Plantar Pressure during Treadmill Running [J]. J Orthop Sports Phys Ther, 2010, 40 (10): 648-655.

[16] Keir DA, Theriault F, Serresse O. Evaluation of the Running Based Anaerobic Sprint Test as a Measure of Repeated Sprint Ability in Collegiate-level Soccer Players [J]. J Strength Cond Res, 2013 27 (6): 1671-1678.

[17] Girard O, Micallef JP, Millet GP. Changes in Spring-mass Model Characteristics during Repeated Running Sprints [J]. Eur J Appl Physiol, 2011, 111 (1): 125-134.

[18] Mendez-Villanueva A, Edge J, Suriano R, et al. The Recovery of Repeated-sprint Exercise is Associated with PCr Resynthesis, while Muscle pH and EMG Amplitude Remain Depressed [J]. PLoS One, 2012, 7 (12): e51977.

[19] Brocherie F, Millet GP, Girard O. Neuro-mechanical and Metabolic Adjustments to the Repeated Anaerobic Sprint Test in Professional Football Players [J]. Eur J Appl Physiol, 2015, 115(5):891-903.

[20] Delextrat A, Baliqi F, Clarke N. Repeated Sprint Ability and Stride Kinematics are Altered Following an Official Match in National-level Basketball Players [J]. J Sports Med Phys Fit, 2013, 53 (2): 112-118.

[21] Nagahara R, Naito H, Morin JB, et al. Association of acceleration with spatio temporal variables in maximal sprinting [J]. Int J Sports Med, 2014, 35 (9): 755-761.

[22] Hunter JP, Marshall RN, McNair PJ. Interaction of Step Length and Step Rate during Sprint Running [J]. Med Sci Sports Exerc, 2004, 36 (2): 261-271.

[23] 张肃,郭峰,王念辉.等动屈伸运动诱发下肢膝关节肌肉疲劳过程中表面肌电信号的特征分析[J].吉林大学学报(医学版), 2014,40(6): 46-49.

[24] 张海红, 王健. 双侧屈伸肘运动中主动肌与拮抗肌的表面肌电图变化[J]. 中国运动医学杂志, 2009, 28(4): 431-435.

[25] Hanon C, Thepaut-Mathieu C, Vandewalle H. Determination of Muscular Fatigue in Elite Runners [J]. Eur J Appl Physiol, 2005, 94:118-125.

[26] 罗小兵, 马建. 肌电图在运动性疲劳研究中的应用现状[J]. 成都体院学报, 1999, 17(4): 66-70.

[27] 张海红, 王健. 单侧肢体运动对对侧肌肉肌电频率的影响[J]. 体育科学, 2008, 28(10): 49-52.

[28] Timmins RG, Opar DA, Williams MD, et al. Reduced Biceps Femoris Myoelectrical Activity Influences Eccentric Knee Flexor Weakness after Repeat Sprint Running [J]. Scand J Med Sci Sports, 2014, 24(4): 299-305.

[29] Marshall PW, Lovell R, Jeppesen GK, et al. Hamstring Muscle Fatigue and Central Motor Output during a Simulated Soccer Match [J]. PLoS One, 2014, 9 (7):e102753-e102753.

(编辑 李新)

Neuromuscular and Mechanical Changes of Lower Limbs in Football Players During Repeated Sprint Test

DING Jianqiao

Objectives: To observe neuromuscular and mechanical changes of lower limbs in football players during repeated sprint test . Methods: 10 professional football players participated in this study, performing repeated 6 × 35 m sprint with 10s intervals. The players wore their football shoes and received the test on an artificial turf. The mechanics of lower limbs and surface electromyography (sEMG) RMS of vastus lateralis (VL), rectus femoris (RF), and biceps femoris (BF) were tested by plantar pressure system and sEMG equipment respectively. And the blood lactate, heart rate, and rate of perceived effort (RPE) after 6 repeated sprints were measured too. Results: blood lactate, heart rate, RPE, and fatigue index was 11.2 ± 2.2 mmol/L, 170.6 ± 5.3 beats/min, 16.5 ± 1.2, and 38.4 ± 4.6 % respectively after 6 repeated sprints. Kinematic data indicated that sprint time and contact time in the final sprint increased by 28.2% and 10.7%(P<0.05 as compared to the first sprint. However, the flight time presented no significant change. The stride frequency and vertical stiffness of lower limbs declined by -8.4%(P<0.05)and -33.1% (P<0.01). The RMS of RF, BF, and VL declined by -12.3%(P<0.01), -19.6%(P<0.01),and -7.1%(P>0.05)respectively. The RMS of RF and BF and sprint time presented significant negative relationship (r=-0.89 andr=-0.98,P<0.05). Conclusion: repeated anaerobic sprint leads to substantial change of stride mechanics and neuromuscular control abilities. The results also confirm the relationship between repeated anaerobic sprint abilities and neuromuscular activation level.

football;repeatedsprint;mechanics;electromyography;fatigue;test

G804.63 Document code:A Article ID:1001-9154(2017)01-0081-07

丁剑翘,博士,副教授,研究方向:体育教育训练学,E-mail:dingjiangqiao1977@yeah.net。

山西大同大学,山西 大同 037009 Shanxi Datong University,Datong Shanxi 037009

2016-09-30

2016-10-29

G804.63

A

1001-9154(2017)01-0081-07

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