肌肉离心收缩的后激活增强效应对纵跳能力的影响

周斌

运动训练与人体科学

肌肉离心收缩的后激活增强效应对纵跳能力的影响

周斌

目的：探讨不同离心负荷激活干预对后激活增强效应所产生的影响及有效作用时间。方法：通过对14名普通男性大学生运用肌肉离心收缩激活方式，观察后续纵跳表现的影响。结果：在激活干预后即刻，对照组与离心负荷（105%1RM和125%1RM）激活干预两个实验组纵跳峰值功率和纵跳的高度没有显著差异，激活干预两个组之间的纵跳表现没有显著差异。激活干预的两组在T3和T6时段的纵跳功率峰值均明显高于对照组。在T3时段两个激活干预实验组纵跳高度峰值明显高于对照组，在T6时段，105%1RM激活干预组的纵跳高度明显增加。结论：纵跳测试前加入大强度的离心负荷刺激会小幅度提高纵跳的能力，不同强度离心负荷的激活干预的后激活增强效应差异性不大，采用105%1RM强度的离心负荷激活干预在3～6 min有明显的后激活增强效应。

后激活增强效应；离心收缩；纵跳

随着现代体育运动的发展，涌现出许多新的训练理念，比如如何运用一些有效的方法在短时间内提升运动员的竞技水平。许多国外的学者运用了一个新的训练理念，即通过给予肌肉较强的刺激，在短时间内使肌肉产生更大的张力，有助于在随后的运动中表现出更强的收缩能力[1]。这一过程被称为“后激活增强效应”(Postactivation Potentiation，PAP)，并将其定义为“一种由预先短时间大强度抗阻练习引起的肌肉发力功率急性增加的生理现象”[2]。这种后激活增强效应可以通过多种训练方法实现，其中包括给予身体负重剌激的深蹲、卧推及超等长训练等等，目的是提高肌肉的兴奋性，使肌肉提前或预先激活。许多专家已经在肌肉激活训练上做过了大量的实证研究，研究结果表明这种后激活增强效应确实对提高某些运动项目运动员的运动表现有着非常不错的效果[3-9]。运动员肌肉被刺激后，运动员的肌肉收缩能力达到了最高峰，在随后的运动中，对活动能力起主要作用的肌肉可以发挥出最大力量，帮助运动员完成高难度的动作。这些对肌肉的激活训练法都表现出了后激活增强效应，根据运动方式的不同要求，可以采取针对性的训练法，以使起主要作用的肌肉在收缩能力上达到最高峰。

肌肉的离心收缩是在肌肉收缩产生张力的同时被拉长的收缩方式。肌肉在离心收缩中产生的力量往往超过向心收缩，且在一定范围内运动速度越快肌肉力量越大。离心力量可以通过肌肉离心收缩训练来提高。离心力量训练可明显提高肌肉的力量，对提高运动员的肌肉力量[10]和的运动损伤的康复都十分重要[11]。另外，在前期研究中，尽管许多学者们已经对“后激活增强效应”进行了大量的研究[12-19]，但是关于不同强度和量组合的激活练习对“后激活增强效应”及其有效作用时间的影响，总负荷相同的单组激活模式和多组激活模式、相同力量水平且具有不同训练经历对“后激活增强效应”的影响及机制，力量—爆发力比对“后激活增强效应”的影响及其机制等问题的认识上仍存在一些盲区，有待进一步探析。本研究旨在通过离心负荷激活方式对后续纵跳表现影响的实验研究，探讨“后激活增强效应”的效果及有效作用时间，以期为运动员的赛前热身活动提供参考。

1 研究方法

1.1 研究对象

实验选取14名普通男性大学生平均年龄（20.0±0.5）岁，平均身高（172.7±6.7）cm，平均体重（74.3±11.9）kg，平均卧蹬肌力为（304.6±52.9）kg。所有研究对象填写健康筛查问卷和书面知情同意书，并且身体健康，近半年内未发现肌肉骨骼损伤。研究对象均具有12个月以上的抗阻训练的经验，实验期间保持正常的身体活动，运动训练和饮食。实验及数据采集工作在上海体育职业学院康复实验室进行。

1.2 研究方法

本研究通过一次训练过程后的预负荷，探讨两种离心负荷（105%1RM和125%1RM)的激活方式对后续纵跳表现的影响。每个研究对象在不同的离心负荷激活方式下进行测试。

1.3 实验流程

研究对象首先熟悉实验室环境，了解实验流程，测量身高和体重。身高测量精确到0.1 cm，体重测量精确到0.01 kg，使用校准电子秤。其次，测试研究对象的卧蹬1RM肌力。1RM的定义为最大负荷，即膝关节弯曲，髋关节在屈曲下降至大腿与工作台平行时，恰好能承受的最大重量。然后根据测量得出的1RM计算每位研究对象的105%和125%重量。

1RM测试方案：（1）指导运动员以小负荷（轻松做起5～10次的负荷）进行热身；（2）热身后间歇1 min；（3）逐步增加负荷，使运动员能完成3～5次重复；（4）休息2 min；（5）增加负荷，使运动员能完成2～3次重复；（6）2～4 min休息；（7）运动员进行1RM试举：（8）如果运动员成功，休息2～4 min，再由增加负荷；如果运动员试举失败，休息2～4 min，减小负荷；继续增加或减小负荷，直到运动员可以以完好的技术完成一次重复的最大重量测试，最好在5次测试之内找到1RM。

1RM下肢肌力测试后，实验对象要熟悉卧蹬105%和125%1RM重量练习离心负荷。规范技术动作，从下肢伸展位置下降到髋关节屈曲位需超过3 s。在熟悉离心卧蹬练习后，实验对象进行3种不同激活干预的测试。在每次测试开始时，实验对象在脚踏车上设定50 W的负荷，以次最大强度进行5 min预热，其次是动态热身，然后3次最大强度进行纵跳，热身结束后坐下休息2 min。然后进行3次纵跳作为干预前的基础值。实验对象可自己决定反向下蹲动作的幅度。对于离心负荷重量激活下的纵跳测试前的10 min时间统一安排为2 min休息+8 min活动。8 min的活动包括以50%1RM负荷（6次，5 s/次）的离心卧蹬，休息3 min，然后再以105%或125%1RM负荷完成离心卧蹬，即刻测一次纵跳，之后每隔3 min测一次纵跳[离心负荷干预3 min（T3）、6 min（T6）、9 min（T9），和12 min（T12）min后]，不测试时实验对象坐着休息。为了保证两个实验组的离心负荷总量大致相等，105%组完成6次重复，125%组完成5次重复。纵跳采集两个指标，最大峰值功率（测力垫Fitness Technology,Adelaide,Australia）和最大位移（纵跳摸高仪）。2次测试至少相隔96 h，让接收离心刺激的肌肉群获得充分的休息和恢复。每名测试对象测试的测试顺序是随机安排（见图1）。

图1 测试流程图Figure 1 Process of the Test

1.4 数据处理

记录每个实验对象在相应的时间点上的纵跳最大功率值和最大位移距离，实验结果以平均值±标准差来表示，并进行方差分析。

2 结果

由表1可以看出，在激活干预后即刻，无激活干预对照组与离心负荷（105%1RM和125%1RM）激活干预两个实验组纵跳峰值功率和纵跳的高度无显著差异。激活干预两个组之间的纵跳表现也没有显著差异。激活干预的两组在T3和T6时段的纵跳功率峰值均明显高于对照组。无激活干预对照组在整个实验过程中，随着时间推移峰值功率表现出了明显的下降，而两个激活干预实验组则没有类似的情况出现。由表2可以看出，在T3时段两个激活干预实验组纵跳高度峰值明显高于对照组；在T6时段，105%1RM激活干预组的纵跳高度明显增加。

3 分析与讨论

竞技体育中有大量的运动项目需要短时间产生强大的爆发力才能获取有竞争力的运动成绩，包括跳高、投掷、短跑、短距离游泳项目等。大量的研究业已表明，深蹲[20]、卧推[21]、超等长训练[22]抑或负重超等长训练[23]等均为有效刺激产生PAP，提高接下来的爆发性肌肉收缩表现或肌肉耐力,其中，离心收缩是一种常见的PAP手段。通过卧蹬这样一种肌肉离心收缩形式产生PAP，观察了不同负荷的离心收缩对受试者纵跳的表现以及这种PAP效应的持续作用时间，实验结果显示，采用105%1RM和125% 1RM的离心负荷进行激活干预后受试者纵跳的表现均会有所提高。这种提高在3～6 min之间最为显著。纵跳功率和高度的峰值分别增长的最小值为0.9%和1.9%，显然，对于健身爱好者来说这种提高是非常明显的，但对于训练水平较高的运动员来说，这种类似的情况是否会出现还不能确定。前期研究离心负荷激活干预对肌肉力量、纵跳能力、功率输出、肌肉痛疼感等的影响并不在少数[24,25]，然而，大部分研究采用的离心负荷均为45%～85%1RM，尤其那些研究周期性离心负荷对力量或运动表现的研究，例如，Fernandez-Gonzalo等研究了4周离心负荷训练对重复运动效应的影响，发现45%～55%的离心力量训练可以降低重复训练造成的机体痛疼感[26]。但也有研究将离心负荷提高到1RM之上，例如，Wirth等发现〉1RM的离心力量训练提高下肢最大力量和1RM值[25]。

表1 离心负荷105%1RM、125%1RM与无干预激活后不同时间段的纵跳峰值功率比较TableⅠComparison between the Peak Power of the Vertical Jumps in the Different Periods after the Intervention with 105%1RM&125%1RM Eccentric Load and No Activation Intervention

表2 离心负荷105%1RM、125%1RM与无干预激活后不同时间段与的纵跳高度值比较Table II Comparison between the Height of the Vertical Jumps in the Different Periods after the Intervention with 105%1RM&125%1RM Eccentric Load and No Activation Intervention

采用离心负荷激活干预后获得肌纤维收缩提高的可能机制有4种。第一，增加的神经激活是由于较大的离心负荷导致了较多肌梭伸展，引起反射使传回中枢，从而激活更多的α运动神经元，最终引起向心肌力增加。第二，增加了肌肉中并联和串联成分的弹性回缩力。第三，由于储存在肌纤维中的弹性势能在向心收缩开始阶段会让肌原纤维的位移减少，从而引起力量生成的增加。第四，预负荷增加，这被认为通过离心负荷刺激，使一部分的激动蛋白与横桥提前保持连接，从而在向心收缩的早期阶段可以提高力和功率的输出[24-26]。

肌肉的后激活増强效应的生理机制主要是调节轻链蛋白磷酸化作用的增加，即肌肉承受大负荷强力收缩时从肌浆网释放大量肌凝蛋白轻链激活酶，从而激发调节轻链磷酸化作用，调节轻链磷酸化通过改变肌球蛋白头部结构，提高了肌球蛋白和肌动蛋白横桥摆动的速率，从而加强了随后的收缩力量[27-29]。同时，肌凝蛋白轻链激酶对复合体的反应活性増强，从而使ATP的数量增多，导致肌凝蛋白和肌动蛋白横桥增多[30]。因此，最大强度的肌肉激活能有效地增加横桥功率输出和肌肉爆发力运动时的表现。另外有理论指出PAP是神经系统的反应的结果，高强度的肌肉收缩刺激后，神经递质释放数量增加，神经递质效率提高，导致更多运动单位得到募集[31]。在热身后进行肌肉力量训练可使脊柱内神经处于兴奋状态，这种神经兴奋状态可以持续几分钟的时间，从而增强肌肉的收缩力量。PAP现象也可能是通过大负荷的肌肉收缩提高运动单位的同步化，降低拮抗肌交互抑制作用等机制来实现的，也有人指出后激活増强效应是由神经系统的适应机制和肌肉系统同步化共同造成的[32-33]。

本研究选取的负荷为105%1RM和125%1RM，从实验结果来看，采用105%1RM在激活干预的3 min和6 min两个时间节点都表现出提高，而125%1RM激活干预的则仅有3 min一个节点表现出提高。这似乎说明，采用105%1RM的激活干预效果会更持久。但这种现象可能跟测试对象的力量训练水平有关。有研究发现，8～12 min的休息时间后PAP产生最好的性能增强的表现；而也有研究发现最佳的休息时间为7～10 min。个别研究指出最佳恢复期在4-8 min和5～10 min，另外专业运动员和业余爱好者有着不同的结果。

4 结论与建议

通过对男性大学生运用肌肉离心收缩激活方式对后续纵跳表现影响的实验研究，发现在纵跳测试前加入大强度的离心负荷刺激会小幅度提高纵跳的能力。

在激活干预后即刻，没有后激活增强效应的发生，采用125%1RM离心强度负荷仅有3 min一个节点表现出后激活增强效应，而采用105%1RM离心强度负荷的激活干预在3～6 min均表现出后激活增强效应。说明采用105%1RM负荷的后激活增强效应效果会更持久。不同离心负荷（105%1RM和125% 1RM）激活干预的后激活增强效应差异性不大。

建议在正式训练或比赛前热身时，可以加入高强度的力量练习，但要选择与运动专项特征相似的激活方式，施加与运动员个人特点相匹配的激活负荷，掌握好增强作用与疲劳效应之间的平衡，避免静力性拉伸对激活后增强效应的负面影响，以实现激活后增强效应的最佳化。

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（责任编辑：何聪）

Influence of the Post-Activation Enhancement Effect of Muscle Eccentric Contraction on Vertical Jump Ability

ZHOU Bin
(Shanghai Secondary Sports School,Shanghai 201199,China)

Purpose:To explore the influence and effective time of different eccentric load activation intervention on post-activation enhancement effect.Method:Muscle eccentric contraction method was applied to the 14 ordinary male university students to observe the subsequent effect in vertical jump.Result:Immediately after the activation intervention,there was no significant difference between the vertical jump peak power and height of the control group and the two experiment groups of eccentric load(105%1RM&125%1RM)activation intervention.And there was no obvious difference between the vertical jump performance of the two experiment groups.The vertical jump peak power of the two experiment groups during the periods of T3 and T6 was significantly higher than that of the control group.At T3,the vertical jump peak power of both the two groups was clearly higher than that of the control group.At T6,the vertical jump height of the group with 105%1RM activation intervention increased apparently.Conclusion:Before the vertical jump test, intensive eccentric load stimulation may improve the vertical jump ability to a small extent.There is no big difference between the post-activation enhancement effects following the activation intervention with different intensity eccentric load.Significant post-activation enhancement effect can be observed 3-6 minutes after the activation intervention with 105%1RM eccentric load.

post-activation enhancement effect;eccentric contraction;vertical jump

G808

A

1006-1207（2017）04-0074-05

10.12064/ssr.20170412

2016-11-04

周斌，男，初级教练员。主要研究方向：运动训练。E-mail：250431318@qq.com。

上海第二体育运动学校，上海201199。