后激活增强效应对跳跃运动员纵跳能力的影响

郭燕兰，吴 剑，崔建梅

赛前热身方案是所有教练员和运动员极其关注的问题，寻找最为合适的热身方案有助于提高最佳的运动表现。近年来，后激活增强效应(Postactivation Potentiation，PAP)作为一种新型的热身方式受到学术界的高度重视，并进行了大量研究。PAP指在短时最大或次最大强度的抗阻刺激后，爆发性运动(比如:下蹲跳、蹲跳、冲刺跑等)肌肉表现性能提高的现象，主要是引起肌肉的发力速度和爆发力的急性增加［1］。Kilduff［2］等通过对 23 名橄榄球运动员预先进行3次3RM的负重深蹲刺激实验。在刺激后的 15s、4min、8min、12min、16min、20min分别进行卧推和下蹲跳，记录每个时间点的峰值输出功率(PPO)。研究结果表明:在PAP诱导后12min下蹲跳(Countermovement Jump，CMJ)和松手卧推(Ballistic Bench Throw，BBT)的 PPO显著增加。McBride［3］等对高校足球队员进行了3次90%1RM的颈后蹲练习研究，发现由此产生的PAP对受试者的40米冲刺跑能力有所改善。类似地，Yetter［4］等研究发现:对足球、田径和举重运动员采用5min的颈后蹲组合练习(5次1组30%1RM+4次1组50%1RM+3次1组70%1RM重量)，刺激后第4min对受试者进行40米冲刺跑中的10～20米和30～40米两个阶段的速度进行测试，发现成绩显著提高(P ＜0.05)。Andrew［5］对10名男性 (Rebound Throws，RBT) 后的 15s、45s、2min、5min进行投掷练习研究，结果发现当PAP高于疲劳时，投掷高度有显著性差异(P＜0.05)。

通过上述研究可知:对PAP的研究多集中于投掷、举重、足球、橄榄球等以爆发力为主的项目，而PAP对跳跃类项目的影响相关文献较少涉及，且PAP后最佳恢复时间没有定论。因此，本研究通过测试跳跃类项目运动员5次90%1RM负重深蹲刺激后不同恢复时间(即刻 15s、4min、8min、12min、16min)下蹲跳高度以及下蹲跳过程中动力学数据(峰值功率PPO，峰值力量发展速率pRFD)的变化，探讨PAP对跳跃类项目运动员纵跳能力的影响，以及PAP对于跳跃类项目运动员的最佳恢复时间，为将PAP运用到跳跃类项目实际训练和比赛中提供理论依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

在训的国家二级跳远运动员8名、跳高运动员4名(所有受试者均为男性，均有下肢负重练习经历;实验前48小时没有进行剧烈运动，近3个月内无下肢损伤史;能够较熟练进行下肢负重深蹲。)

表1 受试者基本情况一览表(X±S)

1.2 研究方法

1.2.1 实验分组本研究将12名受试者进行PAP诱导(进行5次90%1RM负重深蹲，每次间隔1min)前后进行自我对照。实验前根据Baechle理论［6］，对受试者进行1RM测试，计算受试者的90%1RM。

1.2.2 实验仪器VICON红外高速运动捕捉系统、Basler高速摄像机、AMTI测力台、杠铃。

图1 实验场地设置示意图

1.2.3 实验方案

(1)实验前准备。使受试者掌握下蹲跳(CMJ)的动作要领，对受试者进行身体数据(下肢长度、膝宽、踝宽)测量。根据下肢刚体模型贴放Marker点。

(2)CMJ基准值的测试。所有受试者实验之前在跑步机上以8km/h的速度热身5min，休息5min后，全部进行下蹲跳测试。采集3次数据，将最好的成绩作为基准值。

(3)测试过程。将VICON、AMTI同时通电，运行并调试好。所有受试者在PAP诱导前进行CMJ测试(Baseline):PAP实验组受试者进行5次90%1RM负重深蹲。每次间隔1min，在经过抗阻刺激后的即刻(15s)、第 4min、第 8min、第 12min、第16min、第20min在AMTI测力台上进行下蹲跳，并记录从起跳用力开始到离地瞬间过程中峰值输出功率(peak power output，PPO)、峰值力量发展速率(peak Rate of Force Development，pRFD)。

1.2.4 数据统计运用SPSS17.0软件中的配对样本T检验对受试者PAP诱导前后的下蹲跳高度以及动力学指标(PPO，pRFD)进行比较分析。P＜0.05表示显著性差异;P＜0.01表示极显著性差异。

图2 下肢长度、膝宽、踝宽测量示意图

图3 负重站立示意图

图4 负重深蹲示意图

2 研究结果

2.1 CMJ高度

由表2、图5可知:与PAP诱导前比较，PAP诱导后即刻(15s)CMJ高度显著下降(P=0.038)，下降幅度为4.45%;PAP诱导后8min的下蹲跳高度相对于PAP诱导前显著增加(P=0.023)，增加幅度为4.12%;而 PAP 后 4min、12min、16min 均无显著变化(P 均 ＞0.05)。

表2 PAP后下蹲跳各指标的变化(X±S)

2.2 峰值功率(PPO)

由表2、图6可以看出:与PAP诱导前比较，PAP诱导后即刻(15s)PPO显著下降(P=0.02)，下降幅度为7.09%;PAP诱导后8min、12min的PPO 显著增加(P1=0.019;P2=0.041)，增加幅度分别为4.66%，4.24%;而PAP 诱导后4min、16min的PPO均无显著变化(P均＞0.05)。

图5 PAP诱导后不同恢复时间CMJ高度的变化

图6 PAP后不同恢复时间峰值功率的变化

2.3 峰值力量发展速率(pRFD)

由表2、图3可知:与PAP诱导前比较，PAP诱导后即刻(15s)pRFD显著下降(P=0.041)，下降幅度为7.89%;PAP诱导后8min的峰值力量发展速率相对于PAP诱导前显著增加(P=0.015)，增加幅度为 13.44%;而 PAP 诱导后 4min、12min、16min的pRFD均无显著变化(P均＞0.05)。

图7 PAP诱导后不同恢复时间峰值力量发展速率的变化

3 讨论

PAP指一种由预先短时间次最大强度抗阻练习引起的肌肉发力速度或爆发力急性增加的生理现象，但是有关PAP后肌肉性能的表现及最佳恢复时间结论不一。学者对PAP后肌肉性能的恢复时间主要集中在PAP诱导后0～18.5min内。Jenson等［7］研究发现以5RM的PAP刺激后10s及1、2、3、4min跳跃高度与运动前比较无显著变化。认为超过4分钟后的恢复肌肉性能可能有所增强。而Young等［8］认为应将 PAP后4min设置为 PAP诱导和测试之间的间隔时间，因为4min可使机体的ATP－CP供能系统充分得到恢复，并且促使大强度抗阻刺激后磷酸肌酸的再合成，尽可能排除疲劳效应。Chiu等［9］报道预刺激激活后18.5min受试者平均力量、平均功率和峰值功率显著高于预刺激后5min。然而，由于测量时间仅在这两个时间点进行，因此认为PAP出现的最佳时间可能在5到18.5min之间。基于以上文献，本研究通过探讨PAP后(15s—16min)下蹲跳高度及峰值功率和峰值力量发展速率的变化，结果发现与PAP诱导前比较，跳跃类项目运动员经PAP诱导(5次90%1RM负重深蹲)后，第8min时CMJ高度，动力学指标(峰值功率，峰值力量发展速率)显著增加，而PAP后4min及16min与PAP前比较无显著变化。此外，我们的结果显示:PAP后即刻15s CMJ高度及PPO、RFD与 PAP前比较显著下降，PAP后12min峰值力量发展速率与PAP前比较显著增高，而CMJ高度和PPO与运动前比较无显著差异。说明经过5次90%1RM负重深蹲刺激后8min的时间恢复可有效增强跳跃类项目运动员的下肢爆发力，与Kilduff等［10］通过对职业橄榄球运动员经过3次87%1RM的抗阻训练刺激后8min输出功率、CMJ高度、峰值力量发展速率与PAP前比较均显著提高的研究结果一致。Farup等［11］通过对运动员进行5RM卧推刺激后上肢等长力量测试发现，RFD有所增加但峰值功率却没有显著变化;而Esformes等［12］研究发现10名男性橄榄球运动员进行卧推后10min峰值功率显著增加、RFD却没有显著变化。本研究结果与前者相同。RFD是评价肌肉力量变化速率的指标。有学者［13］认为峰值RFD与下蹲跳高度呈正相关，但该研究同时指出在使用RFD解释爆发力水平时必须谨慎，因为它重测的信度较低，这或许是本研究PAP后第12min RFD显著增加、而 CMJ、PPO没有同步增加的原因。具体机制需进一步研究。

尽管大多数学者认为PAP可显著提高爆发力类项目的运动成绩，但是对PAP后运动性能提高的恢复时间争议较大。宋兆铭等［14］对右利手散打运动员进行3组每组4次不同强度(90%1RM、60%1RM)负重卧推练习的研究结果发现:大强度的负荷刺激能有效、持续地产生PAP，优势侧PAP后12min和16min均有显著差异，而非优势侧两种强度肌肉性能增强的时间点均为PAP后12min。结果表明:男性散打运动员冲拳时上肢肌肉PAP的产生与强度负荷刺激大小、时间和激活部位三者密切相关。韩卫国［15］对20名排球专项运动员进行5组每组1次80%－95%1RM负重半蹲抗阻练习，在之后的第 3min、6min、9min、12min、15min、20min进行半米字折返跑。结果发现在80%1RM和85%1RM负荷下，在第6min、9 min和12min对于提高受试者半米字折返跑成绩有显著性差异;90%1RM负荷下，间隔 6 min、9 min、12 min和 15 min时产生的PAP对于提高受试者半米字折返跑成绩有显著性差异;95%1RM负荷下，间隔12min和15min时激发出的PAP对于提高受试者半米字折返跑成绩有显著性差异。这与本研究结果不一致。其原因可能与设置恢复时间点、PAP的激活方式以及受试者的专项有关。而Chiu等［9］研究发现5次90%1 RM负重深蹲后的PAP对有训练经历的运动员下蹲跳成绩显著提高，而对未经过训练的运动员下蹲跳成绩无显著改变。Comyns等［16］对受试者进行抗阻刺激后的30s、2min、4min、6min进行跳跃性能测试，结果发现跳跃成绩并未显著提高。这可能与在抗组刺激与跳跃性能测试之间设置的恢复时间较短有关。Jose等［17］发现受试者进行2组每组5个深蹲跳刺激后，第15min下蹲跳成绩显著增加，增加幅度为6%(P＜0.01);50m冲刺跑成绩在PAP后10min及15min均显著增加，增加幅度分别为2.4%和2.7%(P＜0.05)。研究表明:PAP不仅与恢复时间有关，还与评价PAP的运动表现形式有关。然而还有些学者研究认为PAP对运动性能无显著提高。Khamoui［18］发现训练有素的运动员接受85%1RM的最大力量深蹲，每组深蹲次数在5次以下，跳跃测试时离地速度和冲量都没有显著变化。通过上述研究可以看出，PAP是否增强爆发性运动的肌肉表现与受试者的训练经历、运动项目、恢复时间及评价PAP的运动表现形式均有关。

在本研究中，我们还发现5次90%1RM负重深蹲后即刻(15s)，CMJ及峰值输出功率和峰值力量发展速率均显著下降，与Kilduff等［10］研究结果一致。大负荷抗阻训练已经被证明会对神经肌肉产生强烈的影响，与后激活肌肉活动增强有关，还与肌肉疲劳有关。因此，在大负荷抗阻训练后的肌肉性能表现取决于肌肉疲劳和兴奋程度之间的平衡。如果疲劳程度超过增强效应，肌肉性能就会下降;肌肉的增强作用大于疲劳效应，肌肉性能就会提高［19］。因此，可以认为，本研究中 PAP后即刻(15s)肌肉可能处于疲劳状态，因此CMJ及峰值输出功率和峰值力量发展速率显著下降。而随着恢复时间的增加，肌肉的增强作用才会大于疲劳效应，机体得到充分休息，肌肉的收缩痕迹才会对随后的爆发力表现产生积极作用。具体机制还需进一步研究。

4 结论

跳跃类项目运动员下肢经过PAP诱导后，与PAP诱导前比较，受试者下蹲跳高度、动力学指标(峰值功率，峰值力量发展速率)在PAP诱导后即刻(15s)显著下降，PAP诱导后8min上述指标显著增加，而PAP后4min、12min及16min上述指标与PAP前比较无显著改变。因此可以认为PAP对于跳跃类运动员的纵跳能力有积极的作用，且最佳恢复时间为8min。