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Nordic Hamstring跪姿前倾离心训练的生理效应及其对腘绳肌拉伤的预防效果

2019-08-21谭恺张春合吕海龙

中国运动医学杂志 2019年7期
关键词:二头肌屈膝肌力

谭恺 张春合 吕海龙

1 福建师范大学体育科学学院(福州350117)

2 怀化学院体育学院(湖南怀化418000)

3 湖北大学体育学院(武汉430062)

腘绳肌拉伤是足球运动的高发损伤之一,占足球运动损伤的12%~17%[1-4],复发率高达12%~33%[1-3,5,6],且发生率逐年上升[7]。腘绳肌拉伤轻则导致球员停训停赛,重则降低竞技能力甚至缩减运动寿命[6,8],腘绳肌拉伤的预防干预成为当今国际足球界相关实践者和研究者关注和积极探索的问题。然而,国内仅有2~4 项研究探析腘绳肌拉伤的生物力学机制[9]和拉伤危险因素[10],未见预防腘绳肌拉伤的循证研究,相关理论和应用研究的滞后与国内足球运动当下与今后的现实发展需要不相匹配,此方面研究亟待跟进。

腘绳肌是由股二头肌长头与短头、半腱肌和半膜肌4 块肌肉组成的具有伸髋屈膝功能的双关节肌群。在高速跑摆动腿的摆动末期,腘绳肌为降低屈髋伸膝的动作速度而产生离心收缩,其肌肉-肌腱复合体出现长度(应变)峰值,并伴随最大激活和应力峰值,应变过大可能促发拉伤[9,11-13]。其中股二头肌长头的应变率最大,比安静状态高10%~13%[9,12,13],为最易发生拉伤的肌肉,足球运动员80%以上腘绳肌拉伤涉及股二头肌长头[6,14-17]。鉴于腘绳肌拉伤易发于离心收缩阶段,利用离心训练强化腘绳肌(增肌与提高离心肌力)成为预防腘绳肌拉伤的基本思路[13]。然而,常规抗阻训练难以达到适宜离心负荷(离心肌力大于向心肌力),等动(速)和惯性飞轮离心训练虽能实现适宜负荷,但对器械设备要求高,难以纳入球员日常训练。为此,Mjølsnes 等[18]于2004年提出了一种自重式离心训练——Nordic hamstring 训练(以下简称NH 训练,中文译名跪姿前倾),其动作形式为膝关节主导的腘绳肌远固定离心收缩,如图1。随后,NH训练被国际足联医学研究中心(F-MARC)纳入“FIFA11+”综合热身练习。由此产生两种NH训练方案:一种为单一的NH训练计划[18],1~3 训/周,10~30 重复次数/训;第二种则在“FIFA11+”中进行NH练习,设3级负荷,初级3~5次重复,中级7~10次,高级12~15次以上。鉴于形式简单、负荷调节便利且无器械设备需求的特点,NH训练受到越来越多研究者的关注。

当前,研究关注焦点主要集中于两方面:一是探析NH 训练的生理效应,即腘绳肌在NH 训练中的急性反应[19-22]和形态结构与功能适应性[18,23-32],以期揭示NH训练预防腘绳肌拉伤的途径和原理,但部分研究结果并不一致,而且尚不明确效应间的关系。二是检验NH训练的预防效果[33-40],初步发现NH 训练对不同层次球员(职业、业余、青少年)腘绳肌拉伤具有预防效果,但运动损伤预防效果受运动员自身风险因素影响[41],这些研究并未区分NH训练对不同风险球员的预防效果,因而可能夸大NH训练的预防效果和适用性。鉴于此,本研究以“Nordic hamstring”、“hamstring strain injury”和“腘绳肌拉伤”为检索词,以2004~2018年为检索年度范围,数据库包括PubMed、Web of science、EBSCOMEDLINE 以及中国知网,检索获得875 篇文献,以SCI或中文核心期刊收录文献、且摘要包含上述检索词之一为文献纳入标准,纳入分析文献187篇,并对其中个别文献进行参考文献检索。通过综述,首先梳理并分析NH训练的生理效应及效应间关系,然后基于生理效应探讨NH 训练对不同风险球员腘绳肌拉伤预防效果。旨在通过概括、总结NH训练的理论基础、应用效果,拓展腘绳肌拉伤的预防思路并丰富离心训练理论,为我国足球运动员以及其它项目运动员腘绳肌拉伤预防干预提供理论支撑和实践参考,并促进离心训练在运动损伤预防和康复中的应用。

图1 Nordic hamstring动作形式[18]

1 NH训练的生理效应

1.1 腘绳肌在NH训练中的急性反应

腘绳肌在NH 训练中的急性反应体现在代谢和神经-肌肉激活两个层面。在代谢层面,研究者通常采用功能性磁共振成像(fMRI)技术评测NH 训练对腘绳肌代谢的影响。力量训练不仅改变肌组织的血流状况,而且诱发肌肉微细结构损伤(如肌浆膜、收缩蛋白和结构蛋白等的结构变化),导致代谢产物增加。功能性核磁影像的T2 值(横向弛豫时间)可用于反映肌组织的血流和代谢产物状况。已有研究证实,利用T2值检测代谢产物浓度具有极高的效标效度(与肌酸激酶检测结果高度相关,r=0.96,P<0.001)[42]。

4项研究[19-22]利用fMRI检测腘绳肌在NH训练中的代谢水平以反映募集状况。募集状况由训练后即刻的T2增加率反映,T2增加率=(训练后即刻T2值-训练前T2值)/训练前T2值×100%。4项研究被试人数总计32人,皆为男性,平均年龄为19~30岁,NH的重复次数分别为32次(4组×8次/组)[19]、40次(5组×8次/组)[20]、50次(5组×10次/组)[21]和60次(6组×10次/组)[22],概况如图2。

图2 腘绳肌在NH训练中的募集状况

图2显示,从整体看,无论练习量大小,半腱肌代谢水平始终最高(T2值升高16%~45%),其次为股二头肌短头(T2值升高10%~25%),表明二者为主要募集肌肉,即选择性募集模式在NH 动作中发挥主要作用,尤其在32次和40次的练习量情况下,T2值分别升高16%~19%和14%~15%;而半膜肌和股二头肌长头几乎没有变化(T2值增加率不足2%)。在50次和60次练习量情况下,半腱肌T2增加率分别为42%和36%,短头分别为36%和20%,半膜肌为11%和15%,长头为10%和18%,表明随着练习量增加,半膜肌和股二头肌长头的募集水平逐渐提高,但仍然以半腱肌和股二头肌短头募集为主,尤其是半腱肌。值得注意的是,由50 次和60 次练习量的数据段可见,发挥主要作用的半腱肌和股二头肌短头募集水平出现下降趋势,而半膜肌和股二头肌长头募集水平则持续升高,可能原因是半腱肌和股二头肌短头发生疲劳和(或)较严重的肌纤维微细损伤,为避免损伤进一步加重,产生神经-肌肉抑制以降低二者募集水平,同时提高半膜肌和股二头肌长头募集水平进行功能代偿。这种高练习量方式虽然能提高最易发生拉伤的股二头肌长头的募集水平,但也会导致半腱肌和股二头肌短头的离心负荷过高而增加拉伤风险,因而在实际NH 训练干预中(NH 训练计划或FIFA11+),NH训练通常安排在无疲劳状态下进行,且单次训练的NH重复次数不超过50次,故NH训练在实践应用中主要募集半腱肌和股二头肌短头,对股二头肌长头和半膜肌的募集不足。

在神经-肌肉激活层面,同样发现NH 训练对半腱肌的选择性募集。Bourne 等[21]利用肌电对NH 的实时测试发现,半腱肌激活程度显著高于股二头肌长头(近30%)。Hegyi 等[43]利用高密度肌电技术(HD-EMG)测试NH训练中的腘绳肌激活状况,也有类似发现。

代谢和肌电证据均显示,半腱肌和股二头肌短头在NH 动作中被选择性募集,发挥主要功能,其原因在于腘绳肌的形态结构特征。结构方面,股二头肌短头为单关节肌,仅在屈膝动作中发挥作用。半腱肌止于胫骨内髁下的胫骨面,同侧的半膜肌止于胫骨内髁,股二头肌长头止于腓骨小头,因此,在屈膝离心动作中,相比半膜肌和股二头肌长头,半腱肌在矢状面具有更长力臂,力学效率最高,具有力学优势[12],依据最小作用量原理,将被选择性募集。与此相反,在伸髋离心动作中,相比半腱肌,股二头肌长头和半膜肌则具有力学优势,二者会被选择性募集[19,44]。形态方面,股二头肌长头和半膜肌为羽状肌,半腱肌为长而薄的梭形肌,是3块双关节肌肉中生理横截面积最小、肌束长度最长的肌肉[45]。生理横截面积较小表明肌力相对较小,承受载荷能力较弱;肌束长度更长表明串联肌小节居多,具有更大的收缩和伸展范围,因而导致半腱肌更容易在离心状态下发生应变[46],对屈膝离心收缩更敏感。

可见,NH 主要募集半腱肌和股二头肌短头,而对半膜肌和股二头肌长头的募集不足,原因是NH动作形式为腘绳肌屈膝离心收缩,半腱肌和股二头肌短头的形态结构决定二者在屈膝动作中发挥主要功能。由此推测NH 能有效强化半腱肌和股二头肌短头(增肌效益),难以强化最易发生拉伤的股二头肌长头,为验证该推测,下文对腘绳肌形态结构适应进行分析。

1.2 腘绳肌在NH训练中的形态结构适应

鉴于股二头肌长头最易发生拉伤,对腘绳肌形态结构适应的研究通常以股二头肌长头为对象,相关的6项研究基本情况见表1[23-28]。

表1 腘绳肌在NH训练中的形态结构适应

由表1可见,6项研究的被试平均年龄为18~25岁,均来自经常参加体育锻炼的人群(包括足球运动),具有同质性。7种方案均在非疲劳状态下进行,而且单次训练的最高NH 重复次数不超过50 次,故认为腘绳肌在NH训练中的选择性募集模式并不会发生明显变化,即以半腱肌和股二头肌短头的募集为主,股二头肌长头的募集水平较低(代偿作用小)。

股二头肌肌束长度方面,几乎所有方案均显示股二头肌长头肌束长度增加(13%~24%),同时伴随羽状角减小(肌束长度增加的结果)[23-27];仅有1种方案未发现显著性差异[28]。这表明4~12 周,累计重复120~680次的NH 训练能增加股二头肌长头肌束长度。其可能解释有两种:一种是串联肌小节增多。肌肉离心收缩时,长度不一的肌小节所承受的张力不均,其中张力较大的肌小节易被撕裂,随后肌纤维会重新组装合成更多长度相对一致的串联肌小节,以利于张力均匀分布,从而避免再次撕裂[47,48]。另一种是肌小节主动变构。在离心牵拉作用下,某些特定激酶促使肌小节Z 盘和肌联蛋白的构型发生主动改变以增加肌小节弹性,从而避免肌节撕裂[48,49]。Alegrecebollada 等[50]已证实心肌肌联蛋白通过主动变构增加肌节弹性的分子机制(机械力-生化反应),并推测该机制也存在于骨骼肌中。此外,Franchi等[51]发现,离心运动引发的肌束长度增加与磷酸化粘着斑激酶(pY397FAK)的含量和活性有关,该激酶具有加固肌膜-肌小节联合体的作用,这可作为肌小节变构的一种证据。值得注意的是,肌小节变构具有短时效应,可暂时性(持续几小时)改善肌肉力学特性[50],提示在热身练习中进行NH训练有助于在随后训练比赛中降低拉伤风险。

肌肉维度(厚度、体积)方面,绝大部分研究显示NH训练对股二头肌长头无增肌效应[24-27]。Alonso-Fernandez等[23]和Seymore等[28]利用B超检测分别发现肌肉厚度增加8%,体积增加11%,但均为小效应量(Cohen's d 分别为0.29 和0.37)。而Bourne 等[24]利用磁共振成像(MRI)明确发现训练前后股二头肌长头体积无显著性差异(增量不足5%),仅发现半腱肌和股二头肌短头体积分别增加21%和15%。可见,并无充分证据显示NH训练对股二头肌长头具有增肌效应,但NH训练对半腱肌和股二头肌短头具有显著增肌效应。该结果证实了上述急性反应的相关推论:鉴于NH对半腱肌和股二头肌短头募集水平高,对股二头肌长头和半膜肌募集水平低,NH 训练主要强化前两块肌肉,对后两块肌肉强化不足。因此,半腱肌和股二头肌短头能产生增肌适应,而半膜肌和股二头肌长头难以产生增肌适应。这表明在NH训练中,腘绳肌的4块肌肉表现出不同的增肌适应是由选择性募集模式所致。

由此可见,最易发生拉伤的股二头肌长头在NH训练中的适应体现为肌束长度增加,这是肌肉对离心收缩的一种形态结构适应。半腱肌和股二头肌短头的适应体现为体积增加,无明确证据显示股二头肌长头体积增加,不同肌肉在NH训练中表现出不同增肌适应是由选择性募集模式所致。

1.3 腘绳肌在NH训练中的功能适应

鉴于腘绳肌离心肌力以及腘绳肌离心峰值力矩与股四头肌向心峰值力矩的比值(H离/Q向比值)与拉伤风险相关[52-54],既有研究均通过评测腘绳肌离心肌力和H离/Q向比值以反映腘绳肌在NH训练中的功能适应,见表2[18,24-32]。

表2 腘绳肌在NH训练中的功能适应性

10项研究的被试涵盖职业、业余、大学生球员以及经常参加体育锻炼人群,平均年龄为22~24岁,同质性较好。研究显示4周以上训练期和120次以上的NH重复次数均能使腘绳肌离心肌力得到不同程度提高:等速(动)屈膝离心力矩提高6%~21%;NH离心肌力提高19%~33%。同时,腘绳肌离心肌力提高伴随H离/Q向比值升高,所有涉及该比值的研究均显示NH训练能提高H离/Q向比值(提高10%~13%),即减小腘绳肌离心肌力与股四头肌向心肌力之间的差距,从而改善互为拮抗肌的腘绳肌和股四头肌的肌力均衡性。

NH训练提高腘绳肌离心肌力的原因有二:一是肌源性因素,即腘绳肌的形态结构适应。如前所述,NH训练能有效强化半腱肌和股二头肌短头,增加二者体积。上述10项研究均通过屈膝离心动作(俯卧等速屈膝或NH 动作)测试来评估腘绳肌离心肌力,而半腱肌和股二头肌短头在屈膝离心动作中发挥主要作用,两者体积增加有助于提高肌力,研究均显示NH训练能够提高腘绳肌离心肌力,更准确地说是提高腘绳肌屈膝离心肌力。二是神经源性因素,即神经-肌肉激活适应。NH训练能显著提高半腱肌和股二头肌激活水平,从而降低NH动作的共激活指数(股直肌与股外侧肌肌电之和/半腱肌、股二头肌、股直肌和股外侧肌肌电之和),进而改善主动肌激活状况,提高肌力[32]。此外,离心训练中,离心肌力的提高与肌肉兴奋性提高(H反射中的Hmax显著升高)相关[56,57],其机制是离心训练有助于降低高尔基腱Ⅰb类传入纤维对α运动神经元的抑制[58],以维持牵张反射强度,从而提高肌力。这提示NH训练可能有助于提高腘绳肌在离心收缩中的兴奋性,进而提高腘绳肌屈膝离心肌力。

综上,NH训练屈膝离心的动作形式和腘绳肌形态结构与功能特征共同决定了腘绳肌在NH 训练中的选择性募集模式——主要募集半腱肌和股二头肌短头,对半膜肌和股二头肌长头的募集不足。因此,NH训练主要强化半腱肌和股二头肌短头,使二者产生增肌适应,而难以强化股二头肌长头。在屈膝离心动作中发挥主导作用的半腱肌和股二头肌短头得到有效强化(增肌),可见NH 训练能有效提高腘绳肌屈膝离心肌力。最易发生拉伤的股二头肌长头虽然未能在NH 训练中得到有效强化,但离心收缩形式能促使其产生肌束长度增加的形态结构适应。

2 NH 训练对足球运动员腘绳肌拉伤的预防效果

以职业球员、业余球员、大学生球员以及青少年球员为被试的多项对照试验证实,NH训练能降低干预组腘绳肌拉伤率[33-38],初步表明NH 训练具有广泛的适用人群。然而,预防干预效果受球员自身风险影响,目前尚不清楚NH 训练是否对不同风险球员具有同样干预效果。本研究提取相关研究数据,分别探讨NH训练对高、低风险球员的预防干预效果。

腘绳肌拉伤风险取决于拉伤危险因素,尽管腘绳肌拉伤的危险因素众多且许多因素存有争议,但普遍认可跌倒史和年龄是首要的两项不可控危险因素[10,59]。韩经超等[10]采用Meta 分析发现拉伤史和高龄与腘绳肌拉伤的相关度最高。van Beijsterveldt 等[59]对7 项前瞻性研究的系统评价同样发现足球运动员拉伤史与腘绳肌拉伤最相关,年龄是最显著的潜在危险因素,并发现拉伤球员平均年龄多集中在27岁。鉴于此,本研究以27岁为高、低风险球员的年龄划分截点,即<27岁视为低龄球员,年龄越低拉伤风险越低;≥27岁视为高龄球员,年龄越大拉伤风险越高。将有拉伤史或高龄(≥27)球员视为腘绳肌拉伤的高风险球员(符合任一条件),而将无拉伤史且低龄(<27岁)球员视为低风险球员。当高、低风险指标同时存在时,优先考虑高风险指标以判别球员类型,即有拉伤史的低龄球员或高龄的无拉伤史球员皆为高风险球员。

2.1 NH训练对低风险球员腘绳肌拉伤的预防效果

由表3可知,6项干预(3项干预采用NH训练计划,3 项采用“FIFA11+”)的主体被试为低风险球员[33-38],即以低龄且无拉伤史球员为主要研究对象。年龄方面,以平均年龄低于27岁的球员为主体被试,1项干预虽未说明年龄[33],但其被试来自冰岛和挪威的顶级联赛,由高水平球员的年龄特征推测该研究的高龄被试占比较小。拉伤史方面,无拉伤史球员占比80%以上,3项干预虽未说明拉伤史球员比例,但鉴于被试皆为平均年龄不超过20岁的非职业球员,23岁以下球员的拉伤率仅为23 岁以上球员的25%~33%[10],故推测在这3项干预研究的被试中具有更高比例的无拉伤史球员。结果显示,对于职业、业余、大学生以及青少年联赛中的低风险球员,在73%~100%的依从性(干预方案完成情况)前提下,干预组和对照组的相对危险度RR(干预组拉伤率/对照组拉伤率)为0.12~0.61,即降低拉伤率39%~88%。这表明低风险球员进行10 周以上NH 训练,且确保一定依从性(73%以上)前提下,腘绳肌拉伤率显著降低。

表3 NH训练对低风险球员腘绳肌拉伤的干预结果

(续表3)

产生预防效果的可能原因在于NH 训练能有效控制低风险球员的拉伤危险因素。多项以低风险球员为被试(或主体被试)的研究显示,腘绳肌屈膝离心肌力(及相关的H离/Q向比值)和股二头肌长头肌束长度与拉伤相关,二者对低风险球员腘绳肌拉伤具有显著预测作用,可视为拉伤的主要危险因素。

离心肌力方面:Croisier 等[52]通过对平均年龄26岁、无拉伤史的462 名球员(比利时、巴西和法国职业联赛)1个赛季的随访发现,高H离/Q向比值(腘绳肌30°/s离心与股四头肌240°/s向心的峰值力矩之比)球员的拉伤率为4.1%,而低比值球员拉伤率达16.5%,并发现当低比值球员通过训练提高腘绳肌离心肌力和H离/Q向比值后,同样表现出低拉伤率(5.7%)。随后,Dauty 等[53]通过对平均年龄24岁、无拉伤史的136名球员(法国职业联赛)为期10个赛季的随访发现,H离/Q向比值的风险阈值为0.8,低于0.8的球员具有更高的拉伤率。Lee等[54]对平均年龄24岁、无拉伤史占比94%的146名球员(中国职业联赛)1个赛季的随访发现,较低腘绳肌离心肌力球员(30°/s 相对峰值力矩低于2.4 Nm/kg)的拉伤率是较高肌力球员的5.6倍。van Dyk等[60]对平均年龄25岁、无拉伤史占比91%的563名球员(卡塔尔职业联赛)4 个赛季的随访同样发现,腘绳肌离心肌力(60°/s相对峰值力矩)与拉伤相关,低肌力球员拉伤率比高肌力球员高37%。除上述等动(速)肌力测试外,NH肌力(完成NH 训练动作时表现出的肌力)同样与拉伤相关。Timmins 等[61]利用NH 肌力测试装置[55]采集平均年龄25岁、无拉伤史占比82%的152名球员(澳大利亚职业联赛)的NH平均峰值肌力,随访1个赛季发现,较低NH 肌力球员(小于337 N)的拉伤率是较高肌力球员的4.4倍。可见,低风险球员的腘绳肌屈膝离心肌力较低(相关的H离/Q向比值较低)是腘绳肌拉伤的主要危险因素之一。NH 训练提高腘绳肌屈膝离心肌力有助于满足高速跑时对腘绳肌的功能需求,以提高腘绳肌承载离心负荷的能力;同时,提高H离/Q向比值有利于改善互为拮抗肌的腘绳肌和股四头肌的肌力均衡性,因而有助于预防低风险球员腘绳肌拉伤。

股二头肌长头肌束长度方面:Timmins等[62]对16名在最近18个月内发生腘绳肌拉伤的足球运动员(国家级)进行B超检测发现,无论在安静状态还是等长收缩(3种负荷)状态,拉伤侧的股二头肌长头肌束长度均显著短于健侧。为明确该现象是腘绳肌拉伤导致的结果还是诱发腘绳肌拉伤的原因,Timmins等[61]进行前瞻性研究,对平均年龄25岁、无拉伤史占比82%的152名球员(低风险球员主体)随访1 个赛季发现,股二头肌长头肌束长度较短(小于10.56 cm)的球员拉伤率是肌束长度较长球员的4.1倍,并发现肌束长度每增加1 cm,拉伤率降低约21%。可见,低风险球员较短的股二头肌长头肌束长度可能是拉伤的主要危险因素之一。NH 训练可致股二头肌长头肌束长度增加1.8~2.4 cm[23-27],估测能降低拉伤率近50%,契合上述39%~88%的预防效果。肌束长度增加对拉伤的预防机制有两种假设:一种认为增加肌束长度有助于承受更大离心负荷。肌束长度增加是串联肌小节数量增加的结果[47],串联肌小节增多会改变肌张力-长度曲线,即在同等离心负荷状况下,拥有更多串联肌小节(肌束较长)的肌肉经历的拉伸程度更小(应变更小)[63];同时,拥有更多串联肌小节的肌肉能在较大拉伸的状况下产生更大的肌力[47]。故认为同等体积前提下,肌束较长的肌肉能承受更大应力而不致产生过大应变引发拉伤。另一种假设认为,增加肌束长度有助于承受更快的离心负荷。肌束长度增加可能影响肌张力-速度特征[64],肌束较长的肌肉的峰值收缩速度显著高于肌束较短肌肉[65]。在易于发生拉伤的摆动腿离心阶段,离心负荷的快速加载要求肌肉及时响应,拥有较长肌束的股二头肌长头能更快收缩以对抗离心负荷,避免发生过大应变而加重微损伤。故认为NH 训练增加股二头肌长头肌束长度可在一定程度上改善股二头肌长头力学特性,使其在承受更大或更快的离心负荷(应力)时不致发生过度拉伸(应变过大),因而有助于预防拉伤。

可见,低风险球员腘绳肌拉伤的主要危险因素为较低的腘绳肌屈膝离心肌力和较短的股二头肌长头肌束长度。由前述生理效应可知,NH训练能有效改善这两种危险因素,因而对低风险球员腘绳肌拉伤具有预防效果。

2.2 NH训练对高风险球员腘绳肌拉伤的预防效果

表4显示,4 项NH 干预研究以高风险球员为被试[33,35,39,40],其中3项为有拉伤史球员,1项为高龄球员(平均年龄大于43岁)。结果显示,4项干预研究均具有极高依从性,为91%~100%,但干预结果并不一致:3项干预[33,39,40]的相对危险度(RR)为0.92~1.09,表明干预组和对照组拉伤率无显著性差异,即无预防效果;1 项干预[35]的相对危险度RR=0.14,即降低86%拉伤率,显示出优异的预防效果。然而,我们需要谨慎看待此项优异效果(RR=0.14),因为该干预采用的拉伤率计算方式不同于其他3项。Petersen等[35]采用基于暴露人数的拉伤率计算方法,即“拉伤率=病例数/暴露人数×100%”,而其他3项[33,39,40]则采用运动损伤流行病学常用的基于暴露时间的计算方法,即“拉伤率=病例数/暴露时间×100%”,其中暴露时间为干预期内球员训练和比赛的累计时间。暴露时间是运动损伤的重要影响因素,在暴露时间差异较大的情况下(Petersen 的研究正是如此,其被试包括职业、半职业和业余球员,被试的训练和比赛时间差异大),忽略暴露时间的计算方式难以准确反映拉伤率。因此,我们认为Petersen等[35]研究的优异预防效果(RR=0.14)可能是使用非常规的拉伤率计算方法所致。故认为对于高风险球员,尚未有明确证据显示NH训练有助于降低腘绳肌拉伤率。

表4 NH训练对高风险球员腘绳肌拉伤的干预结果

高风险球员和低风险球员虽使用同样的NH 干预方案(NH 训练计划或FIFA11+),且具有更高依从性,但并未显示出预防效果。分析认为NH 训练难以改善高风险球员拉伤的主要危险因素。Timmins 等[61]的研究显示,对于高龄和有拉伤史的高风险球员,腘绳肌屈膝离心肌力或股二头肌长头肌束长度均与拉伤无显著相关,表明高风险球员拉伤的主要危险因素并非腘绳肌屈膝离心肌力较低和股二头肌长头肌束较短,可能具有不同的主要危险因素。高龄球员的主要危险因素涉及髋关节功能[66]。对于腘绳肌,髋关节主导的动作主要募集股二头肌长头[19,44],提示髋关节功能与股二头肌长头更相关,故认为改善高龄球员拉伤危险因素(髋关节功能)应强化股二头肌长头。有拉伤史球员的主要危险因素源自伤后肌肉的形态结构和功能特征,80%以上拉伤发生于股二头肌长头,伤后的股二头肌长头会出现肌肉萎缩[67]和募集异常[68],并在拉伤处出现弹性较差的瘢痕组织[69],以致79%的复发伤发生在同一部位[70]。故认为改善有拉伤史球员的危险因素应重点强化股二头肌长头以增加肌肉体积、改善募集状况和力学特性。NH训练虽能增加股二头肌长头肌束长度,但这仅能在一定程度上改善长头的力学特性,并不足以降低复发风险。由此可见,高风险球员拉伤的主要危险因素在于股二头肌长头因增龄或拉伤而发生的形态结构和功能退变,强化股二头肌长头是改善该危险因素的主要途径。然而,NH训练对股二头肌长头的募集不足,难以有效强化股二头肌长头,因而难以预防高风险球员腘绳肌拉伤。

综上,NH训练预防腘绳肌拉伤的效果取决于球员自身风险状况,NH训练对低龄且无拉伤史的低风险球员腘绳肌拉伤具有预防效果,对高龄或有拉伤史的高风险球员则无预防效果。低风险球员拉伤的主要危险因素为较低的腘绳肌屈膝离心肌力和(或)较短的股二头肌长头肌束长度,NH训练能有效改善这两种危险因素,因而能有效预防低风险球员腘绳肌拉伤。高风险球员拉伤的主要危险因素源自股二头肌长头因增龄或拉伤而发生的形态结构和功能退变,NH训练对股二头肌长头募集不足,难以强化股二头肌长头,仅增加股二头肌长头肌束长度并不足以改善此危险因素,故难以预防高风险球员腘绳肌拉伤。由此提示NH 训练适用于低龄(低于27岁)且无拉伤史的低风险球员,并不适用于高龄或有拉伤史的高风险球员。

3 展望

虽然NH 训练仅对低风险球员腘绳肌拉伤具有预防效果,但鉴于预防低风险球员拉伤可有效避免球员因拉伤史发展为高风险球员,而且青少年球员通常为低风险球员,故认为NH训练对于保障校园足球运动员的健康成长和技能发展尤具现实意义,不失为一种具有较高实践和研究价值的腘绳肌预防干预手段。在实践层面,后续研究一方面可检验NH训练对我国不同层次球员的预防干预效果,尤其针对青少年球员;另一方面,进一步探讨NH 训练的练习量、练习强度和训练安排(单独进行、纳入力量训练或训练比赛前的热身练习)以提高对低风险球员的预防效益,并为易发生腘绳肌拉伤的其他运动项目(如短跑、篮球、橄榄球)提供借鉴。同时,针对高风险球员,应选择或设计能有效强化股二头肌长头的预防干预(如髋主导的动作形式),以弥补NH训练的不足。在研究层面,首先需进一步探析NH 训练的生理效应和预防拉伤途径,如NH 训练对半腱肌、股二头肌短头和半膜肌肌束长度的影响;强化半腱肌和股二头肌短头能否减小股二头肌长头的峰值载荷;其次,应深入分析腘绳肌在不同动作形式(屈膝、伸髋以及高速跑中的屈膝伸髋)和不同关节角度下的募集模式,以选择或设计更具针对性的预防干预方案。最后,可进一步探索肌肉、肌腱以及肌肉-肌腱(腱膜)连接处在离心训练中的形态结构与力学适应,促进离心训练在损伤预防和康复中的应用。

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