男子速滑运动员下肢肌疲劳特征研究

梁美富

中图分类号：G862 文献标识：A 文章编号：1009-9328（2017）07-000-02

摘 要 运用测试法对我国优秀速滑男运动员在模拟训练下肢肌肉疲劳特征进行研究，以期提高我国男子速滑运动员的水平。结果：1.左腿侧蹬滑行时，积分肌电放电频率腓肠肌放电最大，右侧肢为股直肌。2.随着滑步训练的时间延长，左右下肢均出现了疲劳现象，练习组数的增多疲劳程度加深。3.在同一滑行动作中，受试者左右侧肢同种肌肉的积分肌电百分比差异较大，说明运动员左右側肢肌力存在不均衡现象。

关键词 速滑 模拟训练 下肢肌

我国速滑水平已经达到国际水平，尤其是女子项目，但是男子依然是我国的突破口、冲金点。近年来，表面肌电信号的研究引起了越来越多人的兴趣，并已成为竞技体育研究的热点问题之一[1]。通过检测运动员运动时的表面肌电信号，及时反映出肌肉的疲劳和兴奋状态，有助于建立科学的训练方法[2] 。本研究主要测试分析男运动员模拟训练过程中下肢肌疲劳肌电变化特征，准确分析速滑过程中肌肉变化时序、相关肌肉的发力规律和评价产生运动性疲劳的机制，以期提高我国男子速滑运动员训练水平。

一、研究对象与方法

（一）研究对象

选取沈阳体育学院竞技体校速度滑冰男运动员9名，运动员等级皆为国家一级运动员，年龄为17.1±1.5，身高为178.4±3.4cm，体重为66.7±8.4kg，训练年限3.8±0.6年。

（二）文献资料法

通过国家图书馆、锦州医科大学图书馆，中国知网、万方数据库等检索工具，查阅有关速滑的中外文献和书籍，从而为本研究提供必要的理论依据和相关信息。

（三）测试法

应用芬兰产ME6000表面肌电仪和一台SONY HC26E常速摄像机对受试者在305cm×50cm的经磨砂涂漆打蜡等处理后的滑板上模拟滑冰动作训练时进行同步测试。实验分为3组每组100步，根据技术动作解剖分析选取肌肉，确定左右腿的半腱肌、股直肌、腓肠肌外侧头从6块肌肉记录其肌电信号。采用ME6000处理软件与APAS三维运动解析系统，将运动图像与表面肌电信号进行同步分析，记录原始电压、平均功率频率（MPF）、积分肌电（IEMG）指标。表面肌电电极片沿肌纤维的纵轴方向粘贴在肌腹隆起处表面，电极之间距离2cm。采用全波整流肌电图，对原始电压进行标准化和时间归一化[3]处理。

二、研究结果

（一）左右侧下肢肌蹬伸时肌肉积分肌电特征

由表1可知，优秀速滑男运动员在模拟左右腿蹬伸时，半腱肌的积分肌电的百分比分别为30.5±3.81%和27.5±2.62%，股直肌的积分肌电的百分比分别为28.8±1.39%和43.2±3.18%，腓肠肌外侧头的积分肌电的百分比分别为32.7±2.05%和30.3±4.51%，左右腿的半腱肌和腓肠肌外侧头积分肌电百分比相差不大，而左腿的股直肌积分肌电百分比明显小于右腿的。

（二）左右侧下肢肌平均功率频率变化斜率特征

优秀速滑男运动员从第一组到第三组的模拟训练下，左侧半腱肌的MPF变化频率分别为22.1±1.18、-32.1±7.12和-72.1±4.16；右侧股直肌的MPF变化频率分别为-13.6±3.98、-53.6±2.91和-68.6±2.96；右侧腓肠肌外侧头的MPF变化频率分别为11.6±1.27、-13.6±2.22和-17.6±2.24。由图1可知运动员左侧下肢肌在三组的模拟训练下，平均功率频率变化差值均有明显的下降，尤其是股直肌，其次是半腱肌，最后是腓肠肌外侧头变化的斜率比较小。

运动员从第一组到第三组的模拟训练下，右侧半腱肌的MPF变化频率分别为24.4±1.13、-23.2±1.61和-17.2 ± 1.85；右侧股直肌的MPF变化频率分别为11.0±1.52、-31.0±2.51和-51.0±4.54；右侧腓肠肌外侧头的MPF变化频率分别为28.6±1.61、-27.6±3.64和-30.6±4.11。由图2可知，优秀速滑男运动员右侧下肢肌在三组的模拟训练下，股直肌的MPF变化频率比较明显，其次是腓肠肌外侧头，最后是半腱肌的MPF变化频率相对较小。

图1可知，运动员在第一、二、三组模拟训练下，左侧的半腱肌的平均功率频率变化值的斜率大于右侧的，左侧的股直肌的平均功率频率的变化值的斜率与右侧的基本相似，左侧的腓肠肌外侧头的平均功率频率的变化值的斜率小于右侧的。可以说明左右侧的再蹬地时所用的力量大小和运用的肌肉方式不一样，疲劳程度也有区别。

三、分析与讨论

（一）优秀速滑男运动员左右腿侧蹬冰滑行时，左侧募集的股直肌的肌单位所占的百分比明显要小于右侧的。在控制良好的条件下， sEMG 信号活动的变化在很大程度上能够定量反映肌肉活动的局部疲劳程度、肌力水平、肌肉激活模式、运动单位兴奋传导速度、多肌群协调性等肌肉活动的变化规律[2]。根据蹬冰动作和左右侧积分肌电值可知，左右两侧腿再蹬冰过程左腿再蹬冰时腓肠肌外侧头积分肌电所占的百分比最大，右腿蹬冰时，右股直肌积分肌电所占的百分比最大，并且左右蹬冰时，左右腿所用的肌肉的百分还有差异，最大可能性是由于速度滑冰项目一般都是顺时针滑圈运动，再压弯时左腿为支撑腿，右腿为发力腿，会形成自动化模式，在滑板上模拟蹬冰，左右腿的肌肉发出的积分肌电值的百分比有所差异，也许这是速滑项目的特殊性引起的。

（二）在模拟练习中，优秀速滑男运动员用左侧蹬滑三组后，选择的有效肌肉的MPF的变化值均有所下降，由于肌肉的贡献率不一样，下降的斜率的程度就不一样，说明在左侧蹬滑过程中，三块肌肉的疲劳程度不一样，半腱肌的MPF变化值的斜率最大；在右侧腿蹬滑三组后，股直肌的MPF变化的斜率最大，可以说明在左侧蹬腿时，半腱肌的疲劳程度越快，同时意味着再做左蹬冰时，左半腱肌是首先被动员的，在右侧蹬腿时右侧股直肌是首先被动员的。

（三）优秀速滑男运动员在做模拟蹬冰训练时，做左右腿下肢肌肉的平均功率频率变化值的斜率趋势比较，左侧的蹬冰时半腱肌比右侧蹬冰的半腱肌疲劳的要快些，股直肌的疲劳程度基本相当，而腓肠肌外侧头的疲劳变化斜率要低于右侧的。从技术动作来看，右腿蹬冰时，是用后部内侧刀刃开始进入最大用力蹬冰阶段，左腿蹬冰时，是用外侧刀刃开始进入最大用力蹬冰阶段，左腿蹬冰要快速而积极的收腿，同时再蹬冰过程中左腿的蹬冰幅度要小于右腿蹬冰幅度，造成左腿的半腱肌疲劳的速率最快，右腿的股直肌疲劳的速率最快；从身体姿势上看，在弯道滑行过程中，身体倾向圆心，左腿外支撑和右腿内侧支撑，收小腿时，左腿动员的半腱肌为主，右腿动员的股二头肌为主，这也引起左右腿再蹬冰过程中动员的肌肉不一样。

（四）优秀速滑运动员下肢肌肉疲劳机制的讨论，在模拟三组蹬冰训练中，优秀速滑男运动员下肢肌的MPF下降的原因。根据项目特点和模拟的动作的运动量属于短时间大强度运动，导致运动神经末梢乙酰胆碱释放减少，同时也会是大脑皮质产生了保护性抑制，骨骼肌的收缩能力下降，造成募集的运动单位逐渐减少[4]。符合“外周代谢理论” 对频域指标的下降现象进行解释， 按照“外周代谢理论”， MPF 的下降是外周肌肉疲劳的特异性变化， 为局部肌肉H+累积所致[4]。据报道乳酸和H+引起肌浆网Ca2+释放通道损害，H+抑制细肌丝Ca2+活性，H+引起Ca2+轉运进入肌浆网的能力下降[5]。

四、结论

（一）左腿侧蹬滑行时，募集的肌单位最多的是腓肠肌，右侧肢为股直肌。

（二）随着滑步训练的时间延长，左右下肢均出现了疲劳现象，练习组数的增多疲劳程度加深。

（三）左腿侧蹬时，疲劳速率最快的是半腱肌，右侧肢为股直肌。

（四）在同一滑行动作中，运动员左右侧肢同种肌肉的积分肌电百分比差异较大，说明运动员左右侧肢肌力存在不均衡现象。

参考文献：

[1] 罗炯，金季春.表面肌电的处理方法及在体育科研中的应用前景[J].山东体育学院学报.2005（2）：56-58.

[2] DUCHENE J，HOGREL J Y.A model of EMG generation[J].IEEE transactions on biomedical engineering.2000.47（2）：192-201.

[3] 杨红春，王健，张海红.等长收缩诱发肌肉疲劳及恢复过程中表面肌电信号特征变化规律[J].生物物理学报.2005（5）：385-390.

[4] 王瑞元，熊开宇，等.运动生理学[M].北京.人民体育出版社.2002：305-310.

[5] Ma J， Fill M，Knudson C M，et al. Ryan dine receptor of skeletal muscle is a gap junction- type channel[J].Science.1988（242）：99-102.