功能性力量训练:释义、机制、价值

马金宁, 李 荣, 吉祥波

(1.常清中学,江苏 苏州 215501; 2.福建师范大学,福建 福州 350117; 3.杭州医学院,浙江 杭州 311300)

高效提升运动员的力量素质与动作质量水平,保障运动员机体健康,向来是科研人员及教练员关注的重点。竞技运动中的力量训练方式须遵循整体性原则,将身体各组成部分看作一个整体的运动链,应注重训练中的动力链问题,目的是借助功能性动作筛查、Y平衡测试等手段找出身体运动链中薄弱或断裂的环节,通过专门力量训练使其恢复到良好的状态,这种训练方式称之为功能性力量训练(Functional strength training,简称FST)[1]。研究[2-3]发现,FST较传统的力量训练方式具备高效发展运动员力量素质和技术动作质量的优点。在技巧类、球类等项目中,将FST安排在运动员的常规力量和体能训练中,有助于提升运动效率,保障运动员机体健康,逐渐得到我国体育界专家、教练员及运动员的认可[4]。然而,部分学者对FST的理解较为模糊,对其生物学机制与训练效果尚不完全了解,以至于很难形成观点的统合,导致FST未能在竞技训练界发挥其应有的训练价值。基于新时期提升竞技运动员专项运动表现、保障运动员机体健康、丰富FST理论体系的诉求,解析FST的起源,明晰其概念,诠释其生物学机制,与传统力量训练比较其训练价值等显得尤为重要。

1 FST的起源与概念

起源于欧美医学理疗和体能康复领域的FST是目前较为盛行的新兴力量训练手段。学者Cook等[1]于1997年首次提出FST的概念,提出运动员务必重视身体运动链,切忌只训练某单一环节的力量,应注重将身体运动看作是一个整体的运动链,建立动力链的模式。研究[5]认为,FST是有目的性、符合专项特殊需要、完成与训练任务相关、训练环境适宜、有多个身体系统和组织动员的力量训练方式,即在实际比赛中能够全部发挥作用的力量,FST的最重要特点是“非稳定状态”和“身体不负重”。FST尤其重视竞技运动员专项动作模式和自身能力的需求,以此设计符合运动员身体动力链整体性及增强薄弱链的训练,着重控制动作质量,强调多关节、多肌群、多维度的协同训练,其训练涉及身体位移、加减速与协调能力,无支撑下身体的控制能力,对地面冲力和反作用力的调控能力[6-7]。FST重视核心区域与非核心区域、深层肌群与表层肌群、大肌肉群与小肌肉群的协调发展,强调进行有针对性的和整体优化的力量训练。学者董德龙等[2]认为,FST是一个宽泛的概念,更趋向于“一般性”“种”的概念,振动力量训练、本体感觉训练、核心力量训练、悬吊力量训练等都属于其范畴,它们之间存有着一定的“种属关系”。

综合来看,FST具备多样化的训练方式,包含核心稳定性训练、振动力量训练、悬吊力量训练、本体感觉训练等。FST是人体以一定的专项动作为载体,在无固定支撑状态下通过神经-肌肉系统对关节、肌群、组织等身体部分作出精细调节,完成多关节、多肌群、多维度协同配合的过程,重视深层肌、小肌群、协调、柔韧和灵敏等训练,强化对竞技动作的控制与稳定(发力技术),以及神经对肌纤维的募集能力训练。从本质上说,功能性力量是运动员运用到运动技能中的力量,其训练是以运动质量而不是负重来衡量的。采取因人而异与区别对待的有效训练手段,最终达到小肌群与大肌群、表层肌与深层肌协调配合参与运动,促进能量节省化,提高能量输出,最终提升运动效率。教练员可通过一些特定的训练方式将传统力量训练的力量素质融合、转换成运动员的功能性力量素质。如传统力量练习卧推、深蹲等,可借助瑞士球、悬吊绳等器械,以非稳定、多肌群、多维度、多关节形式的练习将基础力量素质转化为功能性力量素质,提高力量训练的效果。

2 FST的生物学机制

2.1 神经-肌肉系统作用机制

从生理维度来看,FST注重训练神经系统对肌肉的募集能力,涉及肢体稳定平衡能力,主动肌、辅助肌及拮抗肌之间的协同配合能力,以及维持核心稳定的力量[8]。神经-肌肉系统在FST中的调控能力涉及2个维度:一是外周神经控制,如肢体的位移、旋转、加减速、空间位置的把握以及四肢的协调配合等,主要靠人体的小脑、前庭感觉器、视觉、位觉控制,通过中枢神经系统调控深层与表层肌群、大肌群与小肌群的协同配合来维持核心的稳定性,控制人体核心区域肌肉力量协同四肢肌群共同完成技术动作[9];二是内源性神经控制,通过腱梭、肌梭、关节囊、韧带、皮肤感觉进行反馈式调节,以此完成对局部肢体关节、肌张力的控制。其注重本体感受器控制身体,在非稳定状态下对人体核心与四肢各肌群进行协调训练,对神经-肌肉系统的调控能力提出了苛刻的要求。FST是自然状态下的身体训练手段,通过锻炼运动员神经与肌肉的协同配合能力使神经-肌肉系统能更有效率地参与到比赛中[10]。

由于肌肉的特异性,神经-肌肉系统在不同条件与不同负荷训练的刺激下会产生多样化的生理反应,运动员长期进行系统的FST可以促使神经和肌肉在功能和形态上发生相应的适应性变化,从而形成符合特定专项需求的“神经-肌肉”类型,包括发展神经系统募集肌纤维的能力和发展肌肉横截面面积2种训练方法[11]。运动员训练时应注重大肌群与小肌群、主动肌与拮抗肌、深层肌与表层肌的协调配合,重视核心稳定性及柔韧素质练习[12],提高平衡能力,搭建力量输出平台,提升神经-肌肉系统的快速反应与调动能力,提升运动员的竞技表现。

2.2 “三亚系模型”理论作用机制

学者Panjabi[13]通过对脊柱稳定性(核心稳定性)机制的研究认为,FST的机制主要来源于“三亚系模型”理论。该理论明确指出,脊柱稳定性机制主要包含3个系统:神经支持亚系(特指神经-肌肉控制系统,包含神经元和神经纤维,控制肌肉收缩的时间、顺序、强度)、主动支持亚系(涉及深层肌群、表层肌群、稳定肌群、运动肌群及肌腱等,特指核心部位的呼吸肌群,主要提供外源性稳定)、被动支持亚系(涉及关节和韧带等部位,主要由椎骨、滑囊、脊柱韧带、筋膜及椎骨关节突等组成,它们提供内源性稳定)。首先,主动支持亚系与被动支持亚系将产生的信息反馈给神经支持亚系,神经支持亚系负责接收和处理反馈的信息,在此基础上判断维持脊柱稳定的特异性需求。然后,神经支持亚系调控主动支持亚系和被动支持亚系的相关肌群、关节与软组织维持运动员核心部位的稳定性。由此可见,脊柱通过3个子系统间的协调配合,实现运动员在各类竞技运动中不同空间维度变化下控制身体稳定与平衡的目的。此外,赵焕彬[14]对FST的功能解剖学机制进行研究发现,人体脊柱的稳定和支撑形状由一系列三角系统所构成,每个三角系统都是控制特定竞技项目运动维度的重要承载点,脊柱充当着旋转轴的角色,人体在竞技运动过程中重心的变化(如双腿支撑与单腿支撑)会影响三角系统的平衡。由此可见,脊柱不但是力量的传递枢纽,而且为各肢体力量的输出提供支撑平台,脊柱的适应性构造辅以呼吸系统调节对运动员从事不同项目运动维度的变换及保持特定姿态下肢体的平衡稳定[15],都具有重要的现实意义。

2.3 人体运动链理论作用机制

19世纪70年代《机械运动学》首次提及“链接”的概念。Blanchard[16]于20世纪30年代将“链接”概念引入到运动人体科学领域。1946年,Herman成功地将肌肉链理论运用于临床医学。Denys以此为基础创立了具有跨时代意义的“肌肉链模型”理论,使其在康复理疗领域得以推广。后续学者从运动生物力学的角度将人体比作刚体模型,为人体运动链研究提供了新视野。除此之外,有学者对康复领域结构学派和功能学派的理论进行比较认为,肌肉链、关节链和神经链共同组成人体的运动链系统,三者在运动中相对独立而又相互影响,使人体运动链的功能与结构理论得到统一,形象地诠释了肌肉、骨骼和组织的一些现象,该理论已得到学界的普遍认可。目前,人体运动链主要是指相邻两骨环节连接构成的可动性生物运动偶,多个生物运动偶连接就构成可动性的生物运动链,骨骼作为杠杆,关节为枢纽,肌肉则为动力,三者在神经系统的调动下完成不同的人体动作。一般来说,闭链多维度多关节练习多为FST。动力链系统的最佳运用(发力大小、顺序与时机合理搭配)有利于发挥运动员的潜能,而动力链系统的非最佳运用(人体各部分发力脱节,用力大小、顺序与时机搭配不合理)会带来一定的运动代偿及损伤,影响运动员的竞技表现。

人体运动链由动力链、神经链、内分泌链、能量链构成,强调运动时类似波浪的传导方式可体现人体运动链的功能,运动链所具有的连续性与完整性、多动态与多维度是FST的典型特征。Santana结合人体运动的四大支柱(运动位移、重心变化、推和拉、旋转)和人体运动链理论总结出:身体在一定的运动环境(包含重力、动量、地面反作用力、三维动作等因素)下可以朝8个方向弯曲和旋转,几乎可以执行任何运动技能,这8个方向是爆发力的高速通道,称之为训练八边形。训练八边形呈现一个简单的生物力学模式及训练体系,教练员和运动员可用以进行FST。

2.4 载体:一定的动作模式

所谓动作模式即在空间、方向、形状等方面的一系列解剖组合动作,如蹲起、伸举、推拉和转体等人类生来所具有的原始动作模式,这些动作乃人们日常生活所需,是形成特定动作技能与生活技能的基石,也是功能性动作筛查(Functional movement screen,FMS)和FST理论的基础[17]。多年来,“竞技即是动作”的训练理念被广大教练员、科研人员与运动员认同。准确的动作模式是运动员形成优异竞技能力的关键要素,可以说,任何复杂、完美、精湛的竞技动作都是由最简单的身体动作模式组合(如基本的蹲起动作→生活中的坐下站立→健身运动中的负重下蹲练习)而成的。简言之,动作模式的本质反映出人体神经系统发育的阶段性变化,其最终形成是神经痕迹作用的结果。程翀表示,动作模式分为有效、低效、无效3种。有效的动作模式可在保证身体安全的前提下,消耗最少的能量以实现最佳的动作效率,体现出动作与能量节省化。而低效、无效的动作模式则是人们日常生活或运动形成的不良习惯,形成一定的运动记忆储存于大脑,为日后输出错误的动作模式埋下伏笔。如长时间习惯右肩背包的人,也自然会用右肩部肩袖肌群等发力。但当他不背包行走时,右肩也会不自觉地发力,久而久之会造成动作代偿,形成错误的动作模式,这是造成“高低肩”、不良体态的重要因素之一。总之,人体准确动作模式的形成需要与自身的运动能力进行有机结合,形成稳定的动作技能后才可更好地运用于专项运动,形成竞技能力的构成模型[18]。运动技能与运动员的个性化机能、功能完美融合,从而形成具备运动员个人特色的技术与运动表现风格。

综观4种作用机制,笔者认为FST重视全身动作的整体性及控制下的动态平衡性,是运用生理学、神经学、生物力学、功能解剖学的神经-肌肉系统作用理论、脊椎运动力学理论、人体运动链理论和动作模式理论,强化与消除弱裂链接及动作代偿,从整体力量传递的效率出发,提高力量的输出效率。FST重视运动链中较强的表层肌与大肌群,尤其重视核心区域力量平台的搭建和以动作为载体整合人体各部分深层肌与小肌群练习,因为它们是人体运动链中的薄弱环节,运动中决定竞技项目整体力量的输出效果。除此之外,对大肌肉群进行多平面、多维度、多关节的全面力量训练的目的是刺激神经-肌肉系统,让更多的肌群参与训练,使小肌群的辅助协调作用有所提高,提升神经募集肌纤维的能力,优化人体最基本的动作能力,为人体运动链作用的发挥、专项动作模式的改善和恢复再生能力的提升奠定基础,进而提升运动员的竞技能力表现。

3 传统力量训练与FST训练价值比较

随着全球体育事业的发展,古典力量训练方式逐渐被应用于竞技体育,推动传统力量训练体系的更新与完善。以下从康复价值、健身价值与竞技价值3个层面对FST与传统力量训练的价值理念进行探讨。

从康复价值层面来看:在训练效果上,如果传统力量训练过程中大肌肉群承受负荷较大而小肌群发展薄弱无法实现相对协调,运动中损伤的发生概率就会增大;在呈现形式上,FST注重人体运动链的整体协调配合,因此,康复训练效果更佳;在运动原理上,FST是在非稳定环境下强化神经-肌肉系统,修复薄弱环节的练习,避免了运动损伤[18]。从健身价值层面来看:在训练效果上,传统力量训练与FST都有独特的价值追求;在呈现形式上,前者对单一维度训练的大肌群力量增长有积极作用,后者对运动员核心部位力量、平衡力与柔韧素质有很好的锻炼效果;在运动原理上,前者重视人体大肌群的力量素质,后者倾向于核心区域的力量与身体控制。从竞技价值层面来看:在训练效果上,传统力量训练提升了快速力量、最大力量等主要的力量素质,FST提高了核心区域的稳定性[19]、力量的整体传递效果和神经募集肌纤维的能力;在呈现形式上,前者单一维度的力量训练可显著刺激相应大肌群力量增长,后者对运动员核心部位力量素质、人体平衡力和柔韧素质都有更好的训练效果;在运动原理上,前者重视人体大肌群力量,后者倾向于核心区域稳定性、神经募集肌纤维能力和人体运动链的协调配合[20]。总之,传统力量训练的价值追求体现在通过固定支撑对人体肌肉群进行逐个或分块的单一维度训练,从而达到增强最大力量、爆发力量等效果。FST的价值追求则体现在以一定的专项动作为载体,通过非稳定状态下对核心稳定性、深层肌和小肌群力量素质、人体运动链协调配合等进行训练,为运动员搭建力量的输出平台,从而提高整体力量输出与传递的效能。

综观2种力量训练方式,从专项竞技能力提升的关系上来看,传统力量训练与FST二者在健身、康复、竞技领域的价值方面各有特点,互为补充,缺一不可。FST的动作模式纠正训练、抗旋训练、核心训练是对传统力量训练的有益补充,而传统力量训练发展肌肉最大力量、爆发力、肌耐力和平衡力的作用是FST替代不了的。教练员可依据运动项目和训练目标科学系统地安排二者的训练时序与运动负荷,建立高水平运动员数据库。今后可通过严谨的定量研究挖掘和提高FST在各运动项目中的运用,并不断改进与完善。FST与传统力量训练方法如何更有效地结合,如何在赛前减量期、赛后放松期、团体项目连续比赛的情况下安排FST等都值得进一步研究。

4 小 结

FST是人体以一定的专项动作为载体,在非稳定状态下通过神经系统对关节、肌群等作出精细调节,完成多关节、多肌群与多维度的配合,注重深层肌、小肌群、柔韧和灵敏训练,强化对竞技动作的控制与稳定(发力技术)练习,以及神经对肌纤维的募集能力训练,提升运动中身体核心区域、四肢及其他肌群的能量输出,减少运动损伤,促进伤后恢复,提高竞技成绩。

神经-肌肉系统作用机制、人体运动链作用机制、“三亚系模型”理论作用机制和动作模式理论作用机制是FST主要的生物学机制。从运动员专项竞技表现提升的关系来看,传统的力量训练和FST在健身、康复、竞技领域的价值各有特点,互为补充,缺一不可。