循环抗阻训练对女大学生肌力及有氧耐力影响研究*

2020-04-15窦海波成波锦

广州体育学院学报 2020年2期

窦海波，成波锦，何辉

(1.北京科技大学体育部，北京 100083 ;2.广州体育学院，广东广州 510500；3.北京体育大学教学实验中心，北京 100086)

随着生活方式的改变和学习、就业压力的增加，大学生日常锻炼的时间越来越少，造成大学生体质弱化[1][2]。引进科学的训练方法，在有限的训练时间内，取得较大的训练成果是大学生们所需要。循环抗阻训练是多重复次数、中低等负荷的抗阻力练习，通常由多种力量练习方法构成一个循环系列，锻炼者可根据自己的身体素质和练习阶段，重复完成多个循环系列。与传统的力量训练相比，循环抗阻训练具有负重较轻，重复次数较多，训练间歇时间短等特点。循环抗阻训练既是一种渐进性抗阻力量练习，具有力量训练的刺激效应，也具有有氧运动的能量代谢特征[3]。Camargo[4]等认为循环抗阻训练是需要有氧和阻力训练人群的最佳选择。本研究为受试者制定8周的循环抗阻训练，观察该训练对女大学生肌力及有氧耐力的影响，为进行科学健身的锻炼提供科学的理论依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

以北京科技大学23名女大学生为研究对象，随机分为实验组和对照组。其中实验组14人，对照组9人。实验前对受试者进行严格的筛选，结合个人疾病史，有高血压、心脏病、糖尿病及脊椎、精神和神经系统疾病者；有胸闷、气短、咳嗽等症状者(包括在既往运动中出现过类似症状者)；身体存在运动伤病者及体检不合格者等均被剔除。发放知情同意书，签署自愿参加实验的书面协议。受试者基本情况如表1。

表1 受试者基本信息表(Mean±SD)

1.2 运动方案

对照组不进行任何干预，保持8周的正常生活。

实验组进行为期8周的循环抗阻训练，每周一、三、五训练3次，每次训练3个循环。训练前，热身15min，热身运动时心率达到120～ 130次/min。每个循环包括力量训练和蹬功率车两个部分。力量训练负荷为最大肌力的50%～60%，练习动作包括：仰卧举腿、坐式转体、坐式下拉、坐式背肌训练、负重卷腹、坐式大腿屈伸练习、蝴蝶式扩胸训练、俯卧腿弯举等8组动作，每组动作重复12次，每组之间的间歇30s。蹬健身自行车练习为每个循环1次，每次3min，强度为65%最大心率强度。每个循环之间间歇2min，每次训练总时长约60min。

1.3 测试方案

1.3.1 力量素质测试

测试8周前后实验组和对照组肩关节、躯干、膝关节等部位的等长肌力，测试前进行充分的热身活动。采用IsoMed2000等动肌力测试系统完成测试。测试采用等速向心-向心收缩运动方式，测试模式为重力主动补偿模式，参数为：测试速度为60°/s，肩关节活动范围设置为-30°～+40°，膝关节活动范围设置为+10°～+90°，躯干活动范围设置为-30°～+30°。每个部位同一速度重复5次取其最高值，测试过程中测试人员给予语言激励，保证受试者发挥最大力量。

测试指标：峰值力矩，做功值

1.3.2 有氧耐力测试

(1)测试准备：心肺功能仪预热30min，保证测试数据的稳定性，校准心肺功能测试仪并设置好心肺功能仪测试软件的各项参数；受试者在跑台上运动进行10min运动，充分热身。

(2)正式测试：受试者佩戴心肺功能测试仪，在跑台上按照Brcue方案进行递增负荷运动，记录心肺功能测试数据。

(3)终止标准：①心率达180次/分；②呼吸商达到或接近l.15；③摄氧量随运动强度增加而出现平台或下降；④受试者已发挥最大力量并无力保持规定的负荷即达精疲力竭。

测试指标：最大摄氧量绝对值、相对值，最大摄氧量出现时间。

1.4 统计学分析

测试结果采用SPSS13.0进行统计分析，数据以平均值±标准差表示。组间差异采用独立样本 t 检验，实验前后组内差异采用配对样本 t 检验，P<0.05 表示有显著性差异，P<0.01表示有非常显著性差异。

2 实验结果

2.1 循环抗阻训练对女大学生肌力影响

通过8周训练，利用IsoMed2000等动肌力测试系统完成测试膝关节屈、伸肌群，腰腹屈、伸肌群，肩关节屈、伸肌群的峰值力矩相对值与做功值相对值变化情况见表2-4：

表2 膝关节屈伸肌群训练前后肌肉力量变化情况

注：* p<0.05，** p<0.01，峰值力矩训练前后比较；※p<0.05，※※p<0.01，做功量训练前后比较

表2为膝关节屈伸肌群训练前后峰值力矩相对值、做功量相对值的变化，可以看出，训练前后，对照组左右膝关节屈伸肌群峰值力矩相对值与做功量相对值均无显著性差异。实验组右膝关节屈肌群峰值力矩相对值训练后(1.13±0.17N·m/kg))显著高于训练前(1.00±0.24N·m/kg)，做功量相对值训练后(1.28±0.21 J/kg)显著高于训练前(1.10±0.33 J/kg)；左膝关节屈肌群峰值力矩相对值训练后(1.09±0.17N·m/kg)极显著高于训练前(0.95±0.15N·m/kg)，做功量相对值训练后(1.22±0.15J/kg)极显著高于训练前(1.03±0.15 J/kg)；右膝关节伸肌群峰值力矩相对值训练后(2.12±0.38N·m/kg))极显著高于训练前(1.81±0.41N·m/kg)，做功量相对值训练后(2.14±0.34 J/kg)极显著高于训练前(1.71±0.40 J/kg)；左膝关节伸肌群峰值力矩相对值训练后(2.02±0.28N·m/kg))极显著高于训练前(1.83±0.39N·m/kg)，做功量相对值训练后(2.04±0.36 J/kg)极显著高于训练前(1.71±0.37J/kg)。由实验结果可以看出，通过8周的循环抗阻训练能有效改善女大学生膝关节屈伸肌群的力量。

表3 躯干屈伸肌群训练前后肌肉力量变化情况

注：* p<0.05，** p<0.01，峰值力矩训练前后比较；※p<0.05，※※p<0.01，做功量训练前后比较

表3为躯干屈伸肌群训练前后峰值力矩相对值、做功量相对值的变化，可以看出，训练前后，对照组躯干屈伸肌群峰值力矩相对值与做功量相对值均无显著性差异；实验组躯干屈肌群峰值力矩相对值与做功量相对值均无显著性差异。躯干伸肌群峰值力矩相对值训练后(2.35±0.53N·m/kg))极显著高于训练前(1.75±0.47N·m/kg)，做功量相对值训练后(1.57±0.34J/kg)极显著高于训练前(1.09±0.24 J/kg)。由实验结果可以看出，通过8周的循环抗阻训练能有效改善女大学生躯干伸肌群的力量，对于屈肌群的效果不明显。

表4 肩关节屈伸肌群训练前后肌肉力量变化情况

注：* p<0.05，** p<0.01，峰值力矩训练前后比较；※p<0.05，※※p<0.01，做功量训练前后比较

表4为肩关节屈伸肌群训练前后峰值力矩相对值、做功量相对值的变化。可以看出，训练前后，对照组左右肩关节屈伸肌群峰值力矩相对值与做功量相对值均无显著性差异；实验组左肩关节伸肌群峰值力矩相对值与做功量相对值均无显著性差异。右肩关节屈肌群峰值力矩相对值训练后(0.67±0.12N·m/kg))极显著高于训练前(0.59±0.12N·m/kg)，做功量相对值训练后(0.61±0.09 J/kg)极显著高于训练前(1.10±0.33 J/kg)；左肩关节屈肌群峰值力矩相对值训练后(0.66±0.14N·m/kg))极显著高于训练前(0.52±0.06N·m/kg)，做功量相对值训练后(0.60±0.14J/kg)极显著高于训练前(0.47±0.06J/kg)；右肩关节伸肌群峰值力矩相对值训练后(0.97±0.10N·m/kg))极显著高于训练前(0.84±0.15N·m/kg)，做功量相对值训练后(0.90±0.11 J/kg)极显著高于训练前(0.80±0.15 J/kg)。由实验结果可以看出，通过8周的循环抗阻训练能有效改善女大学生右肩关节屈伸肌群和左肩关节伸肌群的力量，不能有效改善左肩关节伸肌群的力量。

2.2 循环抗阻训练对女大学生有氧耐力的影响

通过8周训练，利用CORTEX MetaMax-3B运动心肺功能测试仪完成最大摄氧量测试，最大摄氧量绝对值、相对值，最大摄氧量出现时间情况见表5：

表5 训练前后实验组与对照组有氧耐力的变化情况

注：* p<0.05，** p<0.01，训练前后比较

表5为训练前后最大摄氧量绝对值、相对值，最大摄氧量出现时间变化，可以看出，训练前后，对照组最大摄氧量绝对值、相对值，最大摄氧量出现时间均无显著性差异；实验组，最大摄氧量绝对值训练后(2.15±0.34 L/min)极显著高于训练前(1.85±0.21L/min)，最大摄氧量相对值训练后(38.92±3.32 mL/min/kg)极显著高于训练前(33.00±4.09 mL/min/kg)，最大摄氧量出现时间训练后(10.1±0.67min)极显著高于训练前(9.00±1.5min)。由此可见，8周的循环抗阻训练能有效提升女大学生有氧耐力。

3 分析讨论

3.1 循环抗阻训练对女大学生肌力的影响

峰值力矩是反映等速测试中非常准确可重复的最常用指标，它表示在整个关节活动中肌肉收缩产生的最大力矩输出，即力矩曲线上最高一点的力矩值[5]。但绝对峰力矩因受试者体重的差异而造成的个体差异较大，所以在体育科研中更多的采用相对峰力矩这一指标来替代绝对峰力矩。

本研究发现通过8周循环抗阻训练，女大学生左右膝关节屈伸肌群峰值力矩和做功量都明显提高，腰腹伸肌群峰值力矩和做功量明显提高；左右肩关节屈肌群峰值力矩和做功量明显提升，右肩关节伸肌群峰值力矩和做功量明显提升。王丽[6]等抗阻训练作为全面身体锻炼的一部分,可以显著增长肌肉力量。沙彦茹[7]对高校大学生进行为期4周的循环抗阻训练干预，发现循环抗阻训练干预能明显改善大学生肩关节与腰背肌群的力量、爆发力。陈松娥[8]通过观察循环抗阻训练对绝经后妇女体质的影响，发现受试者握力和背肌力较训练前及对照组明显增加。Kaikkonen[9]等将90名静坐少动人群随机分为循环抗阻训练组、有氧耐力训练组和对照组，进行12周循环抗阻训练和有氧耐力训练，研究发现在提升肌肉力量方面循环抗阻训练显著优于有氧耐力训练。Myers等[10]以24名久坐的女大学生为研究对象，为期5周的循环抗阻训练，研究发现女大学生肌肉力量显著增强。刘冬冬[11]等将24名年龄在18～30岁健康在校大学生，随机分为训练组和对照组，实验组进行为期12周的循环力量训练，结果表明12周循环力量训练能够增加能增加受试者肌肉力量。

影响肌肉力量的生物学因素众多，循环抗阻训练增强肌肉力量的可能慢肌纤维得到了有效锻炼有关。Matthew[12]研究发现，循环抗阻训练能增加瘦体重，降低脂肪含量同时，IIa型肌纤维截面积和IIa型MHC球蛋白重链表达均增加。汪军[13]等认为12 周循环力量训练可以增加肌肉重量，减少体脂百分比。庞向霞[14]进行为期12周，每周3次的循环抗阻训练，发现男女大学生瘦体重明显增加。由此可见，循环抗阻训练增加肌肉力量可能与循环抗阻训练使受试者肌肉含量增加有关。循环抗阻训练是一种多重复次数、中低等负荷的抗阻力练习，练习过程中，慢肌纤维选择性肥大，肌纤维增粗使得肌肉力量增强。有关循环抗阻训练提升肌力的机制有待进一步研究。

但是，本研究中女性大学生躯干屈肌群力量没有显著增强，这可能与循环抗阻训练动作设计有关，没有涉及躯干屈肌群锻炼的动作。左肩关节伸肌群肌肉力量也没有显著增强，这可能与受试者左右肌肉力量不均衡，设计动作练习不能有效的锻炼到左肩关节伸肌群。因此，今后应用该套循环抗阻训练方案，应增加躯干伸肌群和左肩关节伸肌群锻炼动作。

3.2 循环抗阻训练对女大学生有氧耐力的影响

有氧耐力是人体从事耐力性运动的重要能力。最大摄氧量(V02max)集中反映了个体的心肺功能，肌肉类型，血液携带、运输氧的能力和组织吸收、利用氧的能力,它能够综合、客观地反映个体的体质状况，是反映人体有氧运动能力的重要指标，因此最大摄氧量常被用于评价有氧耐力。由于最大摄氧量受受试者体重等因素的影响，在应用最大摄氧量是常用最大摄氧量的相对值来评价。

本研究通过8周循环抗阻训练，女性大学生最大摄氧量绝对值、相对值，最大摄氧量出现时间均显著高于训练前，表明循环抗阻训练能有效提升女大学生有氧耐力。Camargo[4]等将24名久坐人群分为循环抗阻训练组和有氧运动组，通过12周的训练发现，循环抗阻训练和有氧训练均能有效提升最大摄氧量峰值，且二者在提升有氧耐力方面没有差异。Kaikkonen[9]等研究发现循环抗阻训练能有效提升有氧工作能力。刘冬冬[11]等将24名年龄在18～30岁健康在校大学生，随机分为训练组和对照组，实验组进行为期12周的循环力量训练，训练受试者的最大摄氧量增加，提高了有氧能力。

最大摄氧量受多种因素制约，其水平的高低主要决定于氧运输系统或心脏的泵血功能和肌组织利用氧的能力。循环抗阻训练具有有氧运动和抗阻运动的特征，能提升训练者的有氧耐力。有关循环抗阻训练提升训练者有氧耐力的机制受到广泛的关注。Pedro[15]等研究表明循环抗阻训练的有氧功能比例远高于无氧代谢，认为有氧能力提升与循环系统机能改善有关。沙彦茹[7]对高校大学生进行为期4周的循环抗阻训练干预,结果发现循环抗阻训练干预对大学生的肺活量、心脏射血时间有所提高，表明循环抗阻训练能心血管机能，从而提升心肺机能。胡国鹏[16]通过28 名健康男性受试者随机分为实验组和对照组，实验组进行12 周强度为40%～60%1RM 的循环抗阻训练干预，结果发现：12 周循环抗阻训练可有效提高心脏的泵血机能，降低动脉血压，改善组织微循环状况。由此可见，循环抗阻训练能够改善心肺功能能力，能够改善血液循环能力。纵观上述研究，认为循环抗阻训练能提升有氧耐力与有氧运动相似，通过运动改善心血管机能，提升了循环系统的运输氧的能力，从而提升了有氧耐力。但也有观点认为，循环抗阻训练提升有氧耐力与心脏功能的改变无关。Camargo[4]研究发现循环抗阻训练在提升最大摄氧量峰值的同时，并不伴随着左心室形态功能的改变。Matthew[12]研究发现，循环抗阻训练在提升有氧耐力同时，IIa型肌纤维截面积和IIa型MHC球蛋白重链表达均增加。循环抗阻训练提升有氧耐力是通过训练改善了心血管的机能，增强氧运输能力，还是通过训使慢肌纤维选择性增粗，提升了机能利用氧的能力，或者二者皆有。具体原因有待进一步研究。