高水平男子手球运动员下肢加压力量训练效果实证研究

2019-06-20王明波李志远魏文哲赵之光黄俊朋

中国体育科技 2019年5期

王明波，李志远，魏文哲，赵之光，陈冲，黄俊朋

前言

加压训练（KAATSU training）是一种流行力量训练方法，其相关方面的研究从20世纪90年代初期开始（Shinohara et al.，1998；Yoshida et al.，1997），近年来的研究从数量和水平方面都呈现出上升趋势，逐渐成为体能训练的研究热点之一。与此同时，相关训练方法也开始应用于专业运动队中，并取得了一定的效果。采用较低强度（20%～40% 1RM）结合限制静脉血流（blood flow restriction，BFR）的加压训练可以有效增加肌肉的体积（吴旸等，2019；Abe et al.，2006；Takarada et al.，2002）和力量（Takarada et al.，2002）。因此，加压训练又叫做血流限制训练（魏佳等2019a，2019b），它的出现对传统高强度（大于65% 1RM）抗阻训练提出了新的挑战（Goto et al.，2005；Lexell et al.，1983；Sato et al.，2005）。

在加压训练生理学机制方面的研究证实，低强度加压训练可使乳酸等代谢物质堆积、细胞肿胀膨大，从而促进生长激素分泌、抑制蛋白质分解，进而达到肌纤维增粗，肌力增加的效果（Abe et al.，2005a，2006；Allen et al.， 1995）。力量训练方面的相关研究证实，加压训练对延迟肌肉萎缩、等长最大自主收缩（maximal voluntary contraction，MVC）（Abe et al.，2005a；Takarada et al.，2002）、提高最大力量（one repetition maximum，1RM）（Abe et al.，2005c；Burgomaster et al.，2003；Moore et al.，2004；Yasuda et al.，2005）、肌肉横断面积（cross-sectional area，CSA）（Beekley et al.，2005；Ishii et al.，2005；Ohta et al.，2003；Takarada et al.，2000b）以及最大摄氧量（）（Abe et al.，2010；Park et al.，2010；Slysz et al.，2015）方面都有较好效果。练习内容多采用膝关节屈伸、下肢蹲起、肘关节屈伸、步行等单关节或较为简单的运动形式，实验对象多为伤后康复人群（Shinohara et al.，1998）、特殊疾病人群（Ohta et al.，2003）、中老年人群（Park et al.，2010；Yasuda et al.，2015）和普通人群等，但相关研究较少以高水平运动员为研究对象。另外，也有学者对田径（Abe et al.，2005b）、橄榄球（Cook et al.，2014；Takarada et al.，2004）、足球（Luebbers et al.，2014；Yamanaka et al.，2012）、篮球（Park et al.，2010）、网球（Manimmanakorn et al.，2013a，2013b）、男子速滑（王岸新等，2007）等项目的运动员进行了相关研究，结果表明，加压训练对运动员下肢肌肉的MVC值、CSA和1RM等指标均有一定的提升作用。

加压训练可以促进肌肉肥大和肌力增加，同时可以提高有氧代谢能力以及各专项运动员的运动表现。在运动训练实践方面，加压训练对MVC、CSA及1RM的提升作用也在相关研究中被证实。但是，加压训练针对高水平运动员的研究依旧较少，且鲜有应用于高水平男子手球运动员力量训练并探讨其对手球运动员各项运动表现指标影响的相关研究。因此，本研究旨在探讨8周加压力量训练对男子手球运动员等速肌力、下肢爆发力、无氧代谢和有氧代谢能力等方面的影响，并将其与传统高强度训练进行对比分析。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以北京男子手球队18名运动员为研究对象，随机分为加压组和对照组，每组各9名运动员，两组运动员年龄、身高、体重均无显著性差异。北京男子手球队在2018年全国男子手球冠军杯比赛中取得了第1名的优异成绩，并在2013年、2017年两届全运会中取得第3名的成绩，因此，本研究选取的研究对象符合我国高水平男子手球运动员的定义。运动员基本信息如表1所示：

表1 研究对象基本信息Table 1 Athletes’ Basic Information

1.2 研究方法

将18名运动员按照年龄随机分成加压组和对照组，加压组采用下肢加压训练方式，对照组采用传统高强度训练。在实验前进行测试，定义为“前测”，加压力量训练4周后再次测试，定义为“中测”，8周训练结束后进行测试，定义为“后测”。通过比较前、中、后测运动员各素质指标的变化，探讨加压力量训练的效果，并将其与传统高强度训练效果进行对比分析。

1.2.1 实验设计和训练方案

加压组在下肢加压状态下完成深蹲、硬拉、负重弓步蹲和推雪橇车练习。其中，运动员采用30% 1RM强度进行深蹲和硬拉练习，采用固定重量的形式进行弓步蹲（水袋20 kg）和推40 kg雪橇车练习。深蹲、硬拉、负重弓步蹲练习各进行4组，第1组30次，随着肌肉疲劳的出现每组完成数量递减，但截至第4组不少于20次，组间歇60 s。推雪橇车练习形式为全力推车前行20 m，然后无负重冲刺跑返回起点，练习4组，组间间歇90 s。运动员在训练前佩戴宽5 cm的加压带，加压带捆绑于大腿中上1/3处，并与大腿纵轴垂直，使用全自动加压训练仪（KAATSU Pro，日本）进行充气加压，着装压为40 mmHg，前4周训练时压力为200 mmHg，后4周为220 mmHg。

对照组采用相同训练内容，即深蹲、硬拉、弓步蹲和推雪橇车练习，采用70% 1RM负荷，深蹲、硬拉、负重弓步蹲练习各4组，每组12次，组间间歇时间与加压组相同。实验持续8周，每周3次课，每次课2.5 h。

另外，按照手球运动队队伍周训练计划安排，除每周3次力量训练课外，还包括4～6次技战术训练课，对照组与加压组技战术训练、饮食、休息时间等条件一致。

1.2.2 实验测试指标

1.2.2.1 等速肌力和爆发力指标

膝关节等速肌力测试：采用德国ISOMED 2000等速肌力训练测试系统，在60°/s角速度下测试膝关节屈伸的峰值力矩。测试者取座位，固定好测试者位置，预防测试过程中受试者臀部脱离椅子等代偿动作。

纵跳高度测试：将Myotest固定于运动员髂前上棘，测试者施加口令指导运动员测试。测试运动员半蹲跳（SJ）、叉腰下蹲跳（NS-CMJ）、摆臂下蹲跳（S-CMJ）的纵跳高度，每项内容测试3次，取最高值作为分析对象。

1.2.2.2 短距离冲刺能力和灵敏性指标

T灵敏性测试：在手球馆进行测试（塑胶场地），用卷尺确定4点，点1与点2间距10 m，点2与点3、点2与点4间距5 m，红外计时器置于“起点”“终点”处，两个传感器之间距离2 m，精确度为0.01 s，距离起点20 cm处用白色胶带标记运动员站立点，运动员采用站立式起跑姿势，当设备准备完毕后运动员自行起跑。跑动顺序及方法为：沿“A”线冲刺跑向并触摸“2”点标志盘→沿“B”线侧滑步并触摸“3”点标志盘→沿“C”线侧滑步并触摸“4”点标志盘→沿“D”线侧滑步并触摸“2”点标志盘→沿“E”线倒退跑并冲过终点（图1）。标志盘高度为20 cm。

图1 T灵敏测试图Figure 1. T Agility Test

30 m冲刺跑：在手球馆进行测试（塑胶场地），用卷尺确定两个红外记时器之间的距离为30 m，距离起点20 cm处用白色胶带标记运动员站立点，运动员采用站立式起跑姿势，终点后有20 m减速缓冲区，并设有缓冲软垫，当设备准备完毕后运动员自行起跑，设备会自动记录区间时间，精确度为0.01 s。

1.2.2.3 生理学指标

整个运动过程中，通过运动心肺评估系统（瀚雅运动心肺评估系统Smax58ce，南京）连续测量HR和呼气成份，以摄氧量的最大值为，以递增负荷中出现时的对应速度和HR为速度和HR。

无氧功测试：用功率自行车（POWERMAX-VⅡ，COMBINATION，日本），分别以4 kp、7 kp、10 kp的阻力进行7 s全力蹬自行车运动，中间休息5 min。之后通过阻力和转数的功率计算方程计算出最大功率。最大功率计算公式为0.98×b2/4a（a为阻力和转数的直线回归方程系数，b为截距）。

1.2.3 统计分析

使用Excel软件对所有数据进行编辑整理，采用SPSS Statistics 22.0统计软件进行统计分析，数据表示采用平均值±标准差（M±SD）表示，采用双因素（加压×时间）重复测量方差分析对前测、中测和后测加压组和对照组组内和组间各指标进行差异性检验，P＜0.05表示有显著性差异。

2 研究结果

2.1 训练干预前后等速肌力指标变化

加压组在干预训练4周和8周后，左、右膝屈曲峰力矩显著增大（P＜0.05），4周后左、右膝伸展峰力矩呈现增加的趋势，8周后略有减小，但无显著性变化（P＞0.05）；对照组左、右膝屈曲和伸展峰力矩在4周和8周后呈现先增加后减小的趋势，但无显著性变化（P＞0.05，表2）。

2.2 训练干预前后下肢爆发力指标变化

加压组在干预训练4周和8周后SJ和NS-CMJ高度均增加，4周后增加显著（P＜0.05），S-CMJ高度在4周和8周后均增加，但无显著性变化（P＞0.05）；对照组在4周和8周后SJ、NS-CMJ和S-CMJ高度均呈现增加趋势，且SJ高度在8周后增加显著（P＜0.05，表3）。

2.3 训练干预前后无氧能力指标变化

加压组在干预训练4周和8周后最大无氧功绝对值均增加，4周后具有显著性差异（P＜0.05），对照组在4周和8周后均增加，但无显著性变化（P＞0.05）；加压组和对照组的最大无氧功相对值在4周和8周后均增加，但无显著性变化（P＞0.05，表4）。

表2 训练干预后等速肌力指标变化Table 2 Changes of Isokinetic Strength Index after Training Intervention N·m

表3 训练干预后纵跳能力指标变化Table 3 Changes of Vertical Jump Ability Index after Training Intervention cm

表4 训练干预后最大无氧功和最大功率指标变化Table 4 Changes of Maximum Anaerobic Work Index and Power Capacity Index after Training Intervention

加压组30 m加速跑用时在4周和8周后均缩短，4周后具有显著性变化（P＜0.05），对照组在4周和8周后均缩短，但变化不显著（P＞0.05）。加压组和对照组在干预训练4周和8周后，T灵敏性测试用时均显著缩短（P＜0.05），同时，实验组8周后T测试用时显著短于4周后（P＜0.05，表5）。

表5 训练干预后短距离冲刺和灵敏指标变化Table 5 Changes of Sprints and Agility Capacity Index after Training Intervention s

2.4 训练干预前后有氧代谢能力变化特征

表6 训练干预后指标变化Table 6 Changes of Maximum Oxygen Uptake Index after Training Intervention

有氧能力指标组别前测中测后测V.O2max /（ml/min）加压组 4 273.33±552.33 4 331.33±280.60 4 569.50±611.56*对照组 4 463.78±512.37 4 608.22±394.53 4 377.18±648.23 V.O2max相对值/（ml/min·kg）加压组 50.78±2.47 50.97±3.33 50.42±2.91对照组 47.35±5.39 49.79±5.30 46.75±4.80

3 讨论与分析

近10年来，加压训练作为一种流行的力量训练手段，已受到学者、教练员、体能师等人员的广泛关注。它可以通过加压设备限制四肢血液流动以加强训练负荷，使20%～30% 1RM的低强度训练可以达到传统70%以上高强度的力量训练效果。在前人的研究中，加压训练主要的应用领域为医疗、康复和大众健身等，在专业运动员力量训练中的应用报告较少，加压训练是否能达到与传统高强度抗阻训练同样的力量增益效果需进一步的研究和验证。因此，本研究以北京市高水平手球运动员为对象，进行为期8周的加压和传统训练干预，旨在对比加压与传统训练对运动员的膝关节等速肌力、下肢爆发力，有氧和无氧代谢能力提升效果的异同。

3.1 加压训练对等速肌力的影响效果

表2中的结果表明，加压组在4周和8周训练后左、右膝关节屈曲峰力矩均显著提高（P＜0.05）。Takarada等（2002）以17名橄榄球运动员为对象进行8周、每周2次的20%1RM强度的膝伸展加压训练，研究结果显示，训练后加压组膝关节伸肌伸展峰力矩增加了9.2%，而控制组仅增加3.1%。Sakuraba等（2009）发现，高水平运动员完成50%1RM强度的加压膝伸展练习后，等速肌力增加了14.3%。本研究结果与前人研究相一致，即加压力量训练可以提高运动员膝关节等速肌力测试中的峰力矩。但值得注意的是，本研究中加压训练对膝关节屈肌的影响效果更大，4周和8周训练后屈曲峰力矩显著提高（P＜0.05），提示加压训练对股后肌群力量增益效果更明显。此外，加压组膝伸展峰力矩呈现出先增加后减小的趋势，可能是由于前4周加压条件对膝关节伸展肌群力量增益效果较明显，而后4周随着肌肉对加压条件和训练强度的适应，力量增加的幅度降低所致。

3.2 加压训练对下肢爆发力的影响效果

纵跳能力测试经常用来评价运动员下肢爆发力（Cronin et al.， 2005；Lockie et al.， 2011）。随着爆发力水平的提高，短时间内通过募集更多运动单位参与放电以传递更多能量，使纵跳高度逐渐提高（Alemdarogğlu et al.， 2002）。因此，纵跳高度可以更加客观准确地反映下肢爆发力的变化情况。从表3中数据可知，加压组和对照组都可以提高SJ、NS-CMJ和S-CMJ高度，加压组4周后SJ和NS-CMJ高度增加显著（P＜0.05）。Madarame等（2011）得出，普通男性10周30% 1RM加压训练后股四头肌CSA和1RM深蹲显著优于对照组，但纵跳摸高成绩并无提高，其认为加压训练虽然能增加肌肉体积和肌力，但并不能提高运动成绩。Abe等（2005b）发现，8天加压训练只提高了田径运动员短跑成绩，跳高成绩并无改善。本研究结果与前人研究中的观点有所差异，本研究显示，干预训练前4周下肢加压力量训练可以显著提高运动员下肢爆发力水平，在增加肌肉体积和肌力的同时，提高下肢运动单位募集频率和股后肌群的肌肉放电率，使纵跳高度获得显著提高。而后4周随着下肢肌群产生适应性的变化，其爆发力提高的幅度有减小的趋势。造成与前人研究结果差异的原因可能是与训练周期不同、运动的专业特征差异以及限血压力强度不同有关。因此，训练效果的可重复性和专项针对性都需要进一步的研究和证实。

3.3 加压训练对无氧代谢能力的影响效果

如表4所示，4周和8周的加压抗阻训练可以提高运动员的最大无氧功，4周后最大无氧功显著增加（P＜0.05），8周后略有降低可能是由于血液对加压缺氧环境产生生理适应所致。而最大无氧功的获得主要取决于肌肉中含无氧代谢酶活性较高的快肌纤维百分比。前人研究表明，低强度加压训练和传统高强度抗阻训练在增加快肌纤维募集效果方面可以达到相类似的效果（Moritani et al.，1992）。加压训练过程中可以募集更多的快肌纤维，是由于代谢产物堆积所造成的缺氧环境不适合慢肌纤维的动员（Meyer et al.， 2006）。从肌纤维的机械动员方面讲，氧供应减少和代谢产物堆积可以刺激Ⅲ和Ⅳ型传入神经，导致a运动神经元受抑制，从而增加快肌纤维的募集以维持肌肉力量，提高最大无氧输出功率（Loenneke et al.， 2010；Yasuda et al.， 2005）。因此，低强度加压训练相比于传统高强度训练而言，其快肌运动单位和放电频率相当，可以激活更多的快肌纤维参与肌肉活动。

从表5中的数据结果可知，加压训练可以显著缩短T灵敏性测试的用时，使运动员的灵敏素质提高。Manimmanakorn等（2013a）以女子网球运动员为研究对象，进行为期5周，每周3次的膝伸展和屈曲加压训练，结果表明，5 m冲刺跑能力和灵敏性获得显著提升，其灵敏性获得提升的观点与本研究相一致。本研究结果还显示，加压训练可以缩短30 m加速跑的用时，并在4周后出现显著性差异。此结果与Abe等（2005b）的观点相类似，并提示，短周期加压训练可以提高手球运动员短距离冲刺能力。