MVIC运动与大学生男子短跑运动员的激活后增强效应的关联性研究

李淮北

短跑运动是一项对运动员爆发力运动表现要求极高的项目，运动员需要通过热身运动尽可能活化肌体内部活性，通过肌肉发力强度的锻炼塑造短时强效的运动内容.在高水平的短跑比赛过程中，运动员的体能及生理素质的差别并不能完全决定比赛结果，激活后增强效应（Post-Activation Potentiation，PAP）将成为决定最终比赛表现的关键因素.

所谓激活后热身效应，是由运动学家布朗所提出的，预先采用短时间大强度抗阻练习进行热身，诱发运动员Ⅱ型肌纤维活跃，增强运动神经元紧绷度的生理现象.通过诱发激活后热身效应，不仅能够提高短跑运动员短时发力能力，还能够强化运动员下肢肌群输出功率，维持运动员高速运动中肌群的稳定性，从而提升持续发力过程中肌群的整体势能.在当前的短跑赛事中是通过热身训练调动短跑运动员的发力速率、肌力及爆发力，实现激活后增强效应.通过有效的热身运动提升短跑运动员的运动表现和比赛成绩，已经成为了广受运动员与教练员关注的问题.基于此背景，本文将分析短跑热身领域中新兴的最大自主等长收缩运动的有效性，为短跑运动员提高运动成绩提供一定的参考.

1 文献综述

当前短跑运动领域所采取的热身运动中，往往以高强度大消耗的快速冲刺急停练习为主，此类训练虽然能够提升运动员的激活后增强能力，但会大量消耗运动员的体能储备，也存在准备周期较长的问题，短跑运动员需要提前1小时在运动场地进行踩场练习，进行高强度预冲刺以激活核心肌群，调动肌肉应激性，并进行30分钟的体能恢复，这一过程不仅会降低运动员的肌群活跃度，还会因为激活有效时间的关闭而使得运动员难以把控比赛中的实际表现.针对传统高强度热身的种种缺陷，最大自主等长收缩（Maximal Voluntary Isometric Contraction，MVIC）热身运动应运而生.传统的最大自主收缩（MVC）方法是广泛应用在吊环、高低杠及撑杆跳等项目中的主流训练项目，MVC 方法通过静态的小型器械练习逐步提升运动员的肌群活性，再实现大器械上的运动表现，但由于MVC方法中器械的局限性，始终未引起其他运动项目的重视［1］.随着运动科学的发展，以45度倒蹬机和180度平蹬机为代表的腿部热身器械的出现，MVC 方法逐渐被应用到更多的运动领域，通过器械中力矩的设定，实现运动员核心肌群的等长收缩运动，史海鹏系统化地归纳了MVIC运动的特点，认为该方法是运动员通过比赛前的静态器械训练尽可能舒展核心肌群，通过等长收缩的方式使得肌肉运行在较为均衡的节律运动中，从而诱发更多的运动单位活化数量［2］.顾倩等认为，相比于传统的高强度热身训练，静态的MVIC 训练对运动员的体能消耗较小，一般而言，专业短跑运动员能够在5 分钟内恢复MVIC 静态热身运动的体能消耗［3］.解正伟的研究发现，相比于高强度热身运动，MVIC运动对Ⅱ型肌纤维的诱发速度更快，这是由于Ⅱ型肌纤维所关联的神经元更适应节律运动［4］.戴兴鸿通过对比MVIC 与传统热身运动的运动表现指出，相同运动功率下MVIC所产生的运动损伤更低，而传统的动态冲刺急停训练中，会造成短跑运动员膝部负担更大，更易产生运动疲劳下的损伤［5］.鉴于学者们都从不同的角度进行了MVIC对运动员运动能力影响的研究，指出其在增强运动员运动表现的同时，可以减少传统热身训练方法对膝关节造成的损伤.本文以短跑运动员的激活后增强效应为切入点，通过实验对比分析研究MVIC 运动对男子短跑运动员激活后增强效应的影响，为我国短跑运动员寻找一种更为科学有效的热身方法，实现比赛前有效的PAP 过程，提升运动表现和比赛成绩.

2 研究对象与实验设计

2.1 研究对象

本文招募了安徽省大学生男子短跑运动员共40 名，均有4 年以上的短跑训练经验，在参加实验之前均参加过市级及以上水平的短跑竞赛，对MVIC 静态腿部运动热身方法的技术要领有一定了解，实验对象的身体特征如表1所示.

表1 实验对象的基本特征（N =20）

为了保证对照实验的科学性和可行性，实验前分别对40名男子运动员的腿部功率进行了测量，并根据样本的运动表现进行了均衡分组.实验组和对照组的分组过程中，通过计算机进行了双向盲数选定，即样本测试人员仅负责测量并读入数据，并不参与分组过程；样本分组人员从黑箱中进行分类，无法得知运动员的其他数据，仅能够得知基础腿部水平，以该水平为唯一因素进行了近似匹配分组，避免了样本分类过程中可能出现的被动筛选问题［6］.

2.2 实验设计

在正式对比实验前，实验组与对照组在1周前进行了全样本的高强度实验作为预实验，研究后经测量发现，实验组与对照组样本腿部功率均发生小幅下降，在5分钟后未出现激活后增强效应，预实验证明了实验组与对照组运动员机能间的无偏性，为正式对比实验奠定了基础.进行科学分组后，实验组成员采用3 组5 秒MVICs（5 MVICs）运动进行热身，而对照组成员采用传统的高强度热身运动，进行3组50米全速冲刺练习、3组50米变速冲刺练习［7］.由于专业短跑运动员的50 米冲刺成绩大约在6～7 秒间，对应的5 MVICs运动的强度可能相对较低，因此根据实验组对象的平均体重（60 kg），分别将深蹲力矩设定为2*（120公斤级）和1.5*（90公斤级），使得两类实验的整体消耗具备可比性.此外，实验中采用的45 度倒蹬机均为同一厂家生产，均具备腿部功率测定功能，器械的力矩设定一致，测量精度较高（＜0.01 N/cm）.实验组和对照组训练方案如表2所示.

表2 实验组和对照组训练方案

本次实验主要对比热身后运动员的腿部功率情况，由于短跑运动员的激活后增强效应需要一定时间才能够发挥作用，热身运动的整体活性需要从周边肌群向核心肌群传递，从运动科学角度来看，决定受试者爆发力的Ⅱ型肌纤维一般需要5分钟的调动时间，而RLC磷酸化时间大约在10分钟左右，RLC磷酸化可以强化受试者脑干兴奋度，进而增加脊髓周边神经肌肉活性，针对三个关键的激活后增强效应时间节点，本文需要分别测量受试者热身后1分钟、5分钟和10分钟的运动表现.

3 实验结果分析

3.1 实验组和对照组热身1分钟后的PAP效应水平

由表3可知，进行热身实验1分钟后，实验组实验前和实验后的力量具有显著差异性（P＜0.01），对照组实验前和实验后的力量具有显著差异性（P＜0.01），两组的力量水平显著下降；实验组实验前和实验后的功率具有显著差异性（P＜0.05），对照组实验前和实验后的功率具有显著差异性（P＜0.01），两组的功率峰值显著下降.该实验结果符合此前预期，即高强度动态与静态热身均会造成大学生男子运动员力量与运动功率的显著下降，同时可以看到，实验组力量与功率下降的幅度相对对照组更小，这是由于静态器械训练属于节律运动，运动员在热身时可以通过适应运动节奏调整呼吸，通过更低的体能消耗实现动态热身下同等的机体激活水平，这也更有利于运动员的损伤预防.

表3 实验组和对照组热身1分钟后的PAP对比分析

3.2 实验组和对照组热身5分钟后的PAP效应水平

由表4可知，进行热身实验5分钟后，实验组实验前和实验后的力量不具有显著差异性，对照组实验前和实验后的力量不具有显著差异性，两组的力量水平基本恢复至热身前的机体水平；实验组实验前和实验后的功率具有显著差异性（P＜0.01），对照组实验前和实验后的功率具有显著差异性（P＜0.05），两组的功率峰值显著上升.该结果证明，高强度的传统热身方式和静态5 MVICs 运动均能够产生一定的激活后增强效应，当专业短跑运动员部分恢复其体能水平后，由于肌群活力通过热身得以增加，核心肌肉膨胀提升了运动员的腿部输出功率，从而能够通过热身后的PAP效应强化运动表现.

表4 实验组和对照组热身5分钟后的PAP对比分析

3.3 实验组和对照组热身10 分钟后的PAP 效应水平

由表5 可知，进行热身实验10 分钟后，实验组实验前和实验后的力量具有显著差异性（P＜0.05），对照组实验前和实验后的力量不具有显著差异性，实验组的力量水平显著上升；实验组实验前和实验后的功率具有显著差异性（P＜0.01），对照组实验前和实验后的功率不具有显著差异性，实验组的功率显著上升.该结果表明，传统高强度热身运动所提供的激活后增强效应维持时间较短，运动员无法持续保证肌群激活后的高质量表现；而5 MVICs运动的热身效果所能够保持的时间更久，在10 分钟后依然能够强化运动员核心力量，提供高水平的功率输出，热身后肌群的持续活化时间将决定运动员的实际运动表现，这一点无疑会对短跑运动员的赛场表现起到至关重要的作用.

表5 实验组和对照组热身10分钟后的PAP对比分析

4 结论

本研究招募40名大学生男子短跑运动员进行对比实验，通过对实验组进行3 组的5 MVICs运动训练，对照组进行3 组的50 米快速热身训练，记录训练后实验组与对照组采用45 度倒蹬机的运动表现，记录两组运动员的腿部功率，以分析实验组与对照组激活后增强效应（PAP）的异同.研究表明：热身后第1 分钟，由于热身运动对运动员体能的消耗，5 MVICs运动和普通热身后运动员的腿部力量和功率峰值均低于前测平均值；第5 分钟后，实验组的后测功率显著高于前测平均值，力量与前测平均值无差别，出现了一定的激活后增强效应，而对照组后测力量与前测平均值无显著性差异，但后测功率显著高于前测平均值，出现了一定的激活后增强效应，结果证明传统高强度热身与静态5 MVICs 运动均能够产生有效的PAP作用；第10分钟，实验组腿部力量和功率依然高于前测平均值，而对照组腿部力量和功率低于前测平均值，对照组并未诱发激活后增强效应，说明5 MVICs运动的激活效应更具持续性，相比于传统高强度热身训练的运动损伤保护作用更强.

5 建议

研究认为，对男子短跑运动员而言，MVIC运动能够有效诱发激活后增强效应，进而提升运动员运动表现和比赛成绩.以本文实验结论为基础，提出优化我国短跑热身方法的三点对策建议.第一，进行短跑热身训练时，应该以科学严谨的训练方法为基础，结合运动员实际情况制定合适的运动热身方案，以运动损伤保护的视角采取更高效、更安全、更科学的热身手段，通过MVIC运动器械的引进，引导短跑运动员进行静态热身训练，强化运动员的运动保护，通过高效的热身训练方法提升运动员的激活后增强效应时间，实现更好的赛场表现.第二，将传统高强度热身逐步转变为新型训练方法，将新型静态热身方法逐步纳入赛场实践，由于运动员往往具备较强的训练惯性，对田径类运动员而言，场地训练时间一般会长于器械训练时间，随意加大MVIC 训练，可能会因为运动员对器械训练的不适应，而导致运动损伤，因此要因材施教、徐徐图之，通过长期的运动分配改变运动员的训练和热身习惯，增强运动员的综合能力.第三，教练员要养成创新意识，主动了解和学习新型的训练和热身手段，通过理论与实践结合，制定更适合运动员的训练方法和热身手段，并从新型方法中提炼精华，实现实践中的进一步创新，从而持续突破当前热身方法的局限，培养更为出众的短跑运动员.