全身振动介入静态伸展对离心运动后延迟性肌肉酸痛的影响研究

宋法明　刘北湘

摘要：目的：探讨全身振动（WBV）介入静态伸展恢复模式对高强度离心运动后肌肉损伤指标的影响。方法：27名足球专选班学员自愿参与本次实验，并被随机均分为振动（频率50 Hz、振幅2mm、时间9 min）介入静态伸展组（VT）、静态伸展组（SE）与控制组（CON）；所有受试者在实验前、后接受关节活动度（ROM）、自觉肌肉酸痛指数（VAS）、肌酸激酶（CK）与乳酸脱氢酶（LDH）等指标测试。结果：1）sE组对于缓解离心运动后的延迟性肌肉酸痛是有效的，表现为离心运动后的CK与LDH显著低于CON组，而VAS与ROM显著优于CON组；2）与SE组相比。VT组在舒解离心运动后的肌肉损伤指标方面更有效，在ROM、VAS、CK及LDH四大指标的方面表现比SE组更优异。结论：高强度离心运动后进行WBV介入静态伸展可显著降低肌肉损伤指标的水平，且WBV介入静态伸展对缓和肌肉损伤的恢复效果显著优于静态伸展。

关键词：振动介入；离心运动；静态伸展；延迟性肌肉酸痛

无论是健身爱好者还是运动员，不熟悉的离心运动常会引起延迟性肌肉酸痛（DOMS），而这种在运动后24小时所出现的肌肉酸痛现象与肌肉纤维的发炎反应有关。DOMS症状一般在运动后的24～72小时最为明显，而研究也发现DOMS会使运动者关节活动度、肌肉功能与动作经济性表现下降。此外，离心运动会使肌小节上的z线断裂，导致肌肉细胞内的肌酸激酶（creatine kinase，CK）释放至血液中，从而增加血液中肌酸激酶浓度。故对运动员而言，DOMS症状可能会降低随后的训练强度与运动表现，而对于普通人则可能会影响运动后的工作效率与生活质量。

运动实践中，从事高强度耐力或抗阻力运动训练，皆包含大量的肌肉离心收缩运动，易导致肌肉损伤。而运动员往往在运动前、后采用被动式或动态式策略，希望能够预防或舒缓DOMS症状。吴家庆等研究认为，中等强度（50%VO2max）的跑步运动对于离心运动后跑步经济性与最大肌力的恢复效果最佳，而中高强度（70%VO2max）的跑步运动反而不利于恢复（高强度跑步与下肢高冲击有关）。Tufano等研究指出，70%最大心率的脚踏车运动对肌肉损伤指标与最大等长自主收缩肌力的恢复效果最佳。最近十年来，有学者开始探讨振动训练在离心运动前、后作为动态热身与恢复对于肌肉损伤指标延缓效果。许多研究皆针对振动训练的瞬时与长期训练效果进行探讨，发现急性全身振动（whole body vibration，WBV）可增加肌肉功能、刺激合成性荷尔蒙分泌、改善肌肉做功的神经效率与关节活动度等，而长期的全身性振动训练甚至可以改善高龄者的骨质密度、身体组成、关节活动度与功能性体适能。WBV作为热身活动的研究指出，振动刺激可以增加受试者的心跳率、血压与肌肉血流，因而提升肌肉温度。Cochrane等比较低强度脚踏车（70 w）与WBV（26 Hz）的热身效果时发现，脚踏车运动仅能使肌肉产生向心收缩，而间接性的WBV则可以让肌肉快速且反复的进行向心与离心收缩，所以显著降低受试者达到目标心率所需的时问，且振动组肌肉温度的提升速度显著高于脚踏车组。

有学者以振动训练作为离心运动后的恢复效率的探讨时发现，振动训练可显著降低一般健康成年人在离心运动后的肌肉损伤指标（视觉模拟指数与血清肌酸激酶浓度），且能降低最大等长自主收缩肌力的递减率。然而，对于优秀运动选手来说，在高强度离心运动后的恢复期，绝大多数教练员都透过低强度有氧运动来提升运动者的心跳率与肌肉血流，从而达到降低运动后肌肉酸痛的持续时间，这种动态恢复对于提升肌肉血流量，加速移除运动中产生的代谢废物，进而加速损伤肌肉组织的修复与重塑显然有益。但目前国内外极少有学者探讨离心运动后，以WBV介入传统恢复模式是否更能有效舒缓DOMS症状。基于此，本研究希望了解在离心运动后将WBV介入静态伸展作为恢复活动模式，探讨它是否比单一的静态伸展更能有效舒缓DOMS症状，从而为设计及制定高强度健身及专项运动训练后的恢复计划提供重要参考。

1.研究对象与方法

1.1研究对象

本研究以某校足球专选班27名自愿参与研究的大二学生为对象。实验前，每位受试者皆接受健康情况与运动习惯问卷调查，确认每位受试均没有代谢及心血管疾病且可接受最大运动测验。此外，实验前每位受试者需要了解实验目的、过程及可能发生的风险，并在自愿参与实验同意书上签名。

1.2实验设计

1）正式实验前一周，受试者先至实验室了解实验程序、填写基本资料、签署受试者同意书。所有受试者于实验前72小时禁止受试者摄取含咖啡因与酒精之食物

2）将27名受试者随机分配至振动伸展组（VT，n=9）、静态伸展组（SE，n=9）与控制组（CON，n=9），实验开始第1天所有受试者先至实验室测验血液肌酸激酶（CK）、血液乳酸脱氢酶（1acate dehydrogenase，LDH）、关节活动度（ROM）与安静状况下的视觉模拟评分（visual analogue scale，VAS）。隨后受试者进行下坡跑步30分钟，跑的强度用心率控制，其大小=（220-年龄）×0，85，下坡坡角约12-15度），目的是诱发大腿股四头肌产生延迟性肌肉酸痛。

3）受试者最大摄氧量的测试V02max。采用跑步机与肺功能测试仪（Max IIA，产地：美国）对接进行最大摄氧峰值测量。受试者一开始先以6，4 km/h的速度，在原地跑步机上进行3分钟热身（水平角度），之后每3分钟增加坡度（2%）及速度（1，6 km/h），直至衰竭为止。全程以VMAX29气体分析仪进行气体采集；同时每3分钟以Polar心率表监控心跳及询问运动自觉努力程度。

4）延迟性肌肉酸痛诱发。下坡跑运动是利用Mercury（H/P/COSMOS，产地：德国）跑台，先将跑步机设置于-10°的斜度，同时跑步机速度在运动前均经过手动校正。受试者先在水平的跑步机上依自己喜好的速度热身5分钟，之后将速度增加至75%V02max的速度，于跑步机上进行30分钟的下坡跑运动。

5）下坡跑步后，VT组是指在全身性振动训练仪（Power Plate，USA）上进行静态伸展运动（3组伸展动作、每次动作伸展60秒、每个伸展动作间隔60秒且反复3次），伸展时辅以全身性振动刺激（频率30 Hz；振幅1.5 mm。该设置值参考先前相关研究建议——30-50 Hz的振动频率对肌肉可以产生最佳的刺激效果）。SE组同样在振动平台上进行与VT组相同的静态伸展运动，只是不加入振动刺激（频率为0，振幅为0）。CON組在下坡跑步后不进行任何恢复活动。

6）三组受试者从实验开始后每隔24、48与72小时皆必须到达实验室接受抽血与测验，所有测验项目与实验前测相同。

1.3相关指标测试

1）血清肌酸激酶与乳酸脱氢酶浓度测试。受试者到达实验室后，在未进行其它测验前，由有执照的护士抽取受试者手臂的静脉血3 mL。随后将血液样本放入全自动生化分析仪（BK-400，中国）分析血清中LDH与CK浓度。

2）利用关节测量器（Lafayette Instrument，USA）测量受试者惯用脚膝关节最大伸展时的角度减去最大屈曲时的角度。每次测验3次，取最大值。

3）自觉肌肉酸痛指数。利用100-mm视觉模拟量表（VAS），最左边的端点代表肌肉完全不酸痛（0分），而最右边的端点则代表肌肉非常得酸痛（100分）。受试者在测验时采取俯卧的姿势，并在自主状态下，尽可能地屈曲惯用脚的膝关节，并维持此动作10秒。随后受试者于量表上指出其肌肉所感受到的酸痛程度，并由研究人员记录该数值。

1.4数理统计分析

运用SPSS13.0统计分析软件分别对相应指标进行处理分析，以独立样本单因素方差分析（one-way ANOVA）对3组受试者的CK、LDH、ROM及VAS）进行平均数差异检验，所有指标的显著水平设定a=0.05。

2.研究结果

2.1不同组别实验前后关节活动度变化特征分析

图1显示：

1）VT、SE及CON三组受试者实验前及实验结束后72小时所测ROM经单因子方差分析后发现均不存在组别问的差异（P>0.05）。

2）在离心运动后的24小时及48小时，ROM经单因素方差分析后存在显著的组别差异。在结束后24小时，ROM依次表现为VT组显著高于SE组，而SE组显著高于CON（对应值依次为141.26±12.41度、126.34±10.66度、119.82±12.14度）；在结束后48小时，表现为VT显著高于sE与CON组，但SE与CON组问不再存在差异（对应值依次为147.16±13.08度、135.68±12.55度、132.54±10.62度）。

3）同一组别在实验a、b、c、d四个不同时间节点，ROM存在明显不同：对VT组，离心运动后的24小时ROM值迅速下降，在结束后48小时及72小时，ROM值有所上升，且基本接近实验前测水平；对sE及CON组，离心运动后24小时ROM值迅速下降，且下降的幅度显著高于VT组，同样在结束后的48小时及72小时，ROM值有所上升，但依然显著小于实验前测值。

2.2不同组别实验前后自觉肌肉疼痛指数（VAS）差异分析

图2显示：

1）VT、SE及CON三组受试者实验前及实验结束后72小时所测VAS经单因子方差分析后发现均不存在组别问的差异（P>0.05）。

2）在离心运动后的24小时及48小时，VAS经单因素方差分析后存在显著的组别差异。在结束后的24小时，VAS值依次表现为VT组显著小于sE组，而SE组显著小于CON（对应值依次为43.70±8.77、52.57±9.12、60.66±10.36）；在48小时后表现为CON组显著高于SE与VT组，但SE与VT组间不再存在差异（对应值依次为56.18±7.62、46.40±8.18、43.72±7.63）。

3）同一组别在实验a、b、c、d四个不同时间节点VAS变化特征是：对VT组，离心运动后的24小时后VAS值迅速提升，在紧跟的24小时后，即离心运动结束后48小时VAS值几乎没降，在结束后72小时，VAS呈明显下降，但还是明显高于实验前测水平；对sE及CON组，离心运动后24小时VAS值迅速上升，且上降的幅度显著高于VT组，同样在结束后的48小时，VAS值有所下降，其中sE组下降更为显著，两组在结束后72小时的VAS值依然显著高于实验前测值。

2.3不同组别实验前后血清中乳酸脱氢酶（LDH）的变化分析

图3显不：

1）VT、SE及CON三组受试者实验前所测LDH经单因素方差分析后发现均不存在组别问的差异（P>0，05）。

2）在离心运动后的24小时及48小时，LDH经单因素方差分析后存在显著的组别差异。其中在结束后的24小时，LDH值依次表现为VT组显著小于SE组，而sE组显著小于CON（对应值依次为188.14±38.17IU/L、244.68±41.58 IU/L、277.52±39.26 IU/L）；在48小时后表现为VT组显著小于sE与CON组，但SE与CON组问不再存在差异（对应值依次为176.72±31.21IU/L、220.26±33.511U/L、234.08±35.11 IU/L）。在离心运动结束后的72小时，LDH值依旧存在着组别差异，此时sE组及CON组的LDH值虽然迅速下降但还是明显高于VT组（对应值依次为181.88±28.66IU/L、184.08±30.77IU/L、161.68±29.74 IU/L）。

3）同一组别在实验a、b、c、d四个不同时间节点CK变化特征是：对VT组，离心运动后的24小时后VAS值迅速提升，在紧跟的24小时后，即离心运动结束后48小时VAS值几乎没降，在结束后72小时，VAS呈明显下降，但还是明显高于实验前测水平；对sE及CON组，离心运动后24小时VAS值迅速上升，且上降的幅度显著高于VT组，同样在结束后的48小时，VAS值有所下降，其中sE组下降更为显著，两组在结束后72小时的VAS值依然显著高于实验前测值。

2.4不同伸展恢复模式对离心运动后血清肌酸激酶之影响

图4显示：

1）VT、SE及CON三组受试者实验前所测肌酸激酶（cK）经单因素方差分析后发现均不存在组别间的差异（P>0.05）。

2）在离心运动后的24小时及48小时，CK经单因素方差分析后存在显著的组别差异。其中结束后的24小时，CK值依次表现为VT组显著小于sE组，而sE组显著小于CON（对应值依次为268.64±41.09 IU/L、347.06_+47.28 IU/L、440.22±42.31 IU/L）；在48小时后表现其本相同，依旧VT>SE>CON（对应值169.94±30.21 IU/L、291.90±35.77 IU/L、320.52±33.26 IU/L）。在离心运动结束后72小时，三组CK值虽然大大降低，但依旧显著高于实验前测值，且sE组及CON组明显高于VT组（对应值149.72±29.12 IU/L、168.64±31.01 IU/L、125.28±28.23 IU/L）。

3）同一组别在实验a、b、c、d四个不同时间节点VAS变化特征是：对VT组，离心运动后的24小时后CK迅速提升至实验前的3倍，在紧跟的48小时后，CK迅速下降至实验前测的2倍，在结束后72小时，CK继续下降，但还是明显高于实验前测水平；对SE及CON组其表现规律与VT基本相同，离心运动后24小时CK值分别迅速上升至实验前测约3.5及4.4倍，结束后的48小时，CK值依旧是前测值的2.9及3.2倍，两组在结束后72小时的CK值虽然显著下降但依然明显高于实验前测值。

3.分析与讨论

高强度激烈训练后常会引起DOMS症状，这种症状可通过中低强度的动态恢复方式进行舒缓，本研究大胆假设WBV配合静态伸展亦具有缓解DOMS的功效。实验结果发现：离心运动后，进行WBV介入静态伸展的确可显著降低受试者的血清肌酸激酶、乳酸脱氢酶浓度、自觉肌肉疼痛指数，并能显著提升关节活动度。其中在血液生化指标方面，离心运动后VT组与SE组在血清肌酸激酶与乳酸脱氢酶水平上亦达显著差异，且肌肉损伤指标变项在离心运动后各时间点VT组明显好于SE组，而SE组明显优于CON组。故本研究结果证实了足球专选班学员在离心运动后可以借助WBV配合静态伸展从而显著降低DOMS症状，这对于未来教练与运动员在高强度训练后的恢复活动设计上，提供了一个有效的选择。

早前有学者在离心运动前进行WBV作为热身活动对于延缓DOMS进行过探讨，Bakhitary等学者发现：无论是直接或间接的振动刺激，受试者在离心运动前分别接受直接（频率50 Hz、振幅5 mm、时间1min）或间接（频率35 Hz、振幅5 mm、时间1 min）的振动刺激，结果发现2种不同的振动刺激热身模式皆可显著降低受试者离心运动后的最大自主等长收缩力的递减率、疼痛压力指数及CK酶浓度等肌肉损伤指标水平。離心运动前接受振动训练作为热身活动从而降低DOMS水平的可能机制来自于振动刺激提升神经肌肉系统的效率，降低肌梭的敏感性阈值及增加y运动神经元的活性，因而促进运动单位的招募。所以振动热身导致较低的肌肉损伤水平可能是因为肌肉神经系统的功能在运动前即已达到最佳状态。此外，肌梭的敏感性阈值降低而促进肌梭活化量增加会提升受刺激肌肉的张力，因此，振动刺激导致更多的运动单位活化与肌肉张力增加可以预防离心运动中肌肉纤维细丝断裂与兴奋收缩偶合机制的损伤程度。

Rhea等学者对离心运动后进行WBV作为恢复活动对于VAS影响做过研究，他们让未受过训练的受试者在离心阻力运动与反复性冲刺运动后进行不同振动恢复模式（模式1对股四头肌与腿后肌群直接振动刺激，频率50 Hz、振幅2 mm、时间30 s；模式2下肢肌群的静态伸展配合WBV，频率35 Hz、振幅2 mm、时间6 min），结果发现：振动+静态伸展组的自觉肌肉疼痛指数在运动后24、48及72小时皆显著低于静态伸展组。Pinto等临床研究发现：让1位未受过训练的受试者在10公里长距离跑步运动后，采用低振频与高振幅的WBV（频率5 Hz、振幅5 mm、时间8 min）作为恢复活动，研究结果发现受试者在运动后立即与24小时的自觉肌肉疼痛指数显著降低。上述2个研究可以发现离心或激烈运动后以WBV作为恢复活动可以显著改善受试者的自觉肌肉疼痛指数。WBV作为恢复活动降低DOMS指标水平可能是因为离心运动后接受WBV可以提升受试者的心跳率，增加损伤肌肉组织血流量而加速代谢废物排除与营养物质的输送，因而促进受损肌肉组织的修复与再塑过程。然而，离心运动后接受振动刺激降低DOMS疼痛感的原因亦有可能与本体感受器对于痛觉抑制的回馈有关，因为皮肤组织中神经末梢的振动接受器接受到高频率的振动刺激后，会刺激脊髓神经中抑制性的中间神经元，降低痛觉讯息借由A-6与c神经细胞由脊髓上传至大脑的传递量，因而降低受试者之自觉肌肉疼痛感。

本研究发现在离心运动后进行WBV介入静态伸展除了可以显著改善足球专选学生的VAS与ROM外，血液生化指针LDH及CK值亦显著低于静态伸展组，这代表WBV配合静态伸展的恢复模式可以促进肌肉组织损伤的恢复速度。同时本研究发现SE组（仅以静态伸展）作为恢复活动也对改善离心运动后的肌肉损伤指标有效，也与Torres等学者的研究结果一致。吴柏翰等以优秀大学生运动员为对象，发现在离心运动前进行WBV（频率50 Hz、振幅1.5mm、时间9 min）同时配合静态伸展可以显著改善离心运动后的ROM，并降低VAS与CK酶浓度，但该研究发现“振动+静态伸展组”与“静态伸展组”问对于延缓DOMS指标水平问无差异，这一结果与本研究发现不一致。这个差异可能是WBV介入时间点不同引起的，吴柏翰的研究是离心运动前介入WBV，而本研究是离心运动后介入WBV，离心运动前后介入WBV对于延缓DOMS的机制很可能不一样，离心运动前介入WBV主要作为热身活动，它可以刺激肌肉神经系统功能在运动前达到最佳状态，在运动后的恢复活动期介入WBV，它可以提升肌肉血流而加速受损肌肉的修复，这两个机制虽然皆可预防与延缓DOMS的水平，但效果可能是有差异的。

4.结论

WBV介入静态伸展有利于提升离心运动后受试者关节活动度，在离心运动后的24小时及48小时，VT组的ROM均显著高于SE组及CON组；WBV介入静态伸展有助于舒缓受试者自觉肌肉疼痛程度（VAS），而这种舒缓时值在24小时之内。

WBV介入静态伸展对降低离心运动后血清中乳酸脱氢酶（LDH）及运动后血清中的肌酸激酶（CK）浓度有益，其效果直接体现在运动后24小时且效果能延续至72小时，故可认为WBV介入静态伸展对缓和肌肉损伤及疲劳恢复有显著效果。