激活后增强效应提高青少年足球运动员冲刺能力的研究

于亮 周志博 赵丽

摘    要：通過分析60%1RM负荷下恢复时间对青少年足球运动员激活后增强效应（简称“PAP”）的影响，确定PAP的恢复时间段，并在PAP增强期内进行冲刺训练，探讨该训练方法对青少年足球运动员冲刺速度的影响。进行1组6次×60%1RM的深蹲练习后进行PAP诱导，并在PAP诱导前及诱导后的15 s、3 min、6 min、9 min、12 min时测试CMJ。确定最佳时间后将20名受试青少年足球运动员分为PAP结合冲刺训练组（PS组）及冲刺训练组（S组），进行为期4周的训练，每周2次。使用EPTS系统测算受试青少年每周的最大速度均值和最大代谢功率。PAP诱导后3 min时出现CMJ成绩峰值（p<0.05），PS组在训练第2周的20 m成绩和第4周的CMJ成绩与初始成绩比较存在显著差异（p<0.05），PS组在训练第4周的最大速度和最大代谢功率变化呈递增趋势（p<0.05）。受试青少年足球运动员采用中等负荷可以有效地激活PAP效应，PAP效应维持期为3～9 min，3 min时出现CMJ成绩峰值。在PAP增强期进行冲刺训练可以提高受试青少年足球运动员的冲刺速度，并对受试青少年足球运动员的训练课的运动表现起着积极作用。

关键词：青少年足球运动员;激活后增强效应;冲刺能力;体能;速度

中图分类号：G 808.17           学科代码：040302           文献标识码：A

Abstract：By exploring the influence of recovery time below 60%1RM load on PAP effect， the recovery time period of PAP effect was determined， and sprint training was carried out during the PAP enhancement period to explore the influence of this training method on sprint speed of young football players. A group of 6×60%1RM squats were performed for PAP induction， and CMJ was tested at 15 s， 3 min， 6 min， 9 min and 12 min before and after PAP induction. After determining the optimal time， 20 subjects were divided into PAP combined sprint training group （PS） and sprint training group （S） for 4 weeks， twice a week. EPTS monitors players' weekly maximum speed averages and maximum metabolic power. CMJ performance peak occurred at 3 min after PAP induction （p<0.05）， and there was a significant difference between the initial value and the CMJ scores of players in the PS group at the second week and the CMJ scores at the fourth week （p<0.05）. The maximum speed and maximum metabolic power of players in the PS group at the fourth week showed an increasing trend （p<0.05）. Moderate load can effectively activate the PAP effect in young football players， and the duration of the PAP effect is 3-9 min， and the peak CMJ performance occurs at 3 min. Sprinting training during the PAP enhancement period can improve the sprinting speed and jumping ability of the players， and play a positive role in the performance of the players in the training session.

Keywords：young football player; post-activation potentiation; sprinting ability; strength and conditioning; speed

优秀的足球运动员要具备较强的有氧耐力、力量和冲刺能力，其中的冲刺能力在关键时刻发挥的作用往往可决定一场比赛的输赢[1]，因此，应寻找一种方法能有效提高足球运动员的冲刺能力。激活后增强效应（简称“PAP”）是指骨骼肌在进行大运动负荷抗阻练习后，一段时间内最大力量和输出功率提高的现象。主要从肌球蛋白轻链的磷酸化、骨骼肌羽状角的改变等方面解释激活后增强效应[2]。PAP的诱导受多种因素的影响，包括诱导方式、诱导负荷、恢复时间、训练经历、年龄、性别等。相关研究显示，对具有力量训练经历的运动员来说，采用60%～100%1RM可以有效地诱导PAP[3]，相反对于未经过力量训练的运动员来说，采用大运动负荷强度可能会使运动员出现疲劳现象，从而导致输出功率下降[4]。PAP诱导不仅受诱导负荷的影响，还受恢复时间的影响，成年运动员抗阻练习后3～12 min可以出现PAP[3]，但关于恢复时间对青少年足球运动员（以下简称“受试球员”）PAP诱导的影响研究较少。

目前主要从2方面利用PAP的急性效應提高运动员的运动表现，一方面，赛前进行最大随意收缩（简称“MVC”）或动力性抗阻练习，可以有效地提高运动员的输出功率和最大力量[5];另一方面，将抗阻训练与快速伸缩复合训练相结合进行训练，该训练方式称为复合式训练，复合式训练相比单一的力量训练和爆发力训练更有利于提高运动员的爆发力[6]。而PAP增强期进行冲刺训练是否可以加快冲刺速度还需进一步证明。

本研究通过分析60%1RM运动负荷下恢复时间对PAP的影响，确定PAP的恢复时间段，并在PAP增强期内进行冲刺训练，探讨该训练方法对青少年足球运动员冲刺速度的影响。

1   研究对象和方法

1.1  研究对象

研究对象为20名青少年男子足球运动员（以下简称“球员”），均掌握深蹲动作，截至测试时间前近1个月内没有任何运动损伤，基本信息见表1。

1.2  PAP诱导测试

1.2.1  PAP诱导测试流程

从招募的20名球员中随机选取12名球员参加PAP诱导测试，这些球员采用深蹲动作进行PAP诱导，首先进行10 min的热身活动，休息3 min之后进行下蹲跳（CMJ）测试，该成绩作为基线值，然后进行6次运动负荷为60%1RM的深蹲练习，在练习后的15 s、3 min、6 min、9 min、12 min测试CMJ（如图1所示），将PAP诱导后不同时间点的CMJ与基线值对比，确定PAP增强期。

1.2.2  最大力量测试

PAP诱导测试前对受试球员进行深蹲最大力量（1RM）测试，参照美国国家体能协会（简称“NSCA”）的最大力量测试准则。鉴于实验的安全性，最大力量测试和PAP诱导均在史密斯架上进行。

1.2.3  CMJ测试

采用纵跳测试系统测试下蹲跳。受试球员共进行3次下蹲跳测试，取3次中的最好成绩进行分析，下蹲跳测试过程中要求双手掐腰，避免摆臂对下蹲跳成绩的影响。

1.3  4周PAP结合冲刺训练

1.3.1  训练方案

从参加PAP诱导测试的球员中选取10名球员进行PAP结合冲刺训练（PS组），另外10名球员进行冲刺训练（S组）。训练时间为测试时间段的每周二和周四上午10点，共4周。PS组球员首先进行10 min的热身活动，休息3 min后进行PAP诱导运动，PAP诱导运动负荷为60%1RM，重复6次，在负重结束后3～9 min进行1组冲刺练习，共6次，间歇1 min。S组球员进行6次自重深蹲练习，并在3～9 min后进行冲刺练习，要求与PS组一致。训练流程如图2所示。

1.3.2  20 m冲刺

采用红外线技术测试受试球员的20 m冲刺。受试球员共进行2次测试成绩，取最好成绩进行分析。

1.3.3  CMJ测试

使用ezejump系统对受试球员进行3次下蹲跳测试，要求受试者双手掐腰，避免摆臂对下蹲跳成绩的影响，取3次测试中的最好成绩进行分析。

1.3.4  EPTS监控

EPTS是一套利用全球定位系统技术对足球训练课及足球比赛进行监控的系统。采用EPTS对PS组球员训练进行为期4周的监控，探讨PAP效应结合冲刺训练对受试球员最大速度、爆发力的影响。选取“最大速度均值”和“最大代谢功率均值”2个指标进行分析。最大速度为受试球员训练时最大速度;最大速度均值表示受试球员1周内每日训练课瞬时最大速度的平均值。实时代谢功率是一个瞬时值，由对应的每个瞬时的速度、加速度计算得出，体现机体瞬时能量的消耗情况;最大代谢功率是指实时代谢功率的最大值，最大代谢功率均值表示受试球员1周内每日训练时的最大代谢功率的平均值。

实时代谢功率计算公式：

PMet=[155.4（ax/g）5-30.4（ax/g）4-43.4（ax/g）3+46.3（ax/g）2+19.5（ax/g）+3.6]*■*V4  （1）

最大速度均值=每次课中最大速度之和/课次（1周内）      （2）

最大代谢功率均值=每次课中最大代谢功率之和/课次（1周内）               （3）

1.4  统计学分析

使用SPSS 24.0软件统计数据并进行分析，数据以“均值±标准差（M±SD）”表示。用Kolmogorov-Smirnov法检验数据是否符合正态分布。PAP诱导后不同时间点CMJ比较采用重复测量方差分析，多重比较采用LSD检验。使用重复测量方差分析检验2种训练方式与训练时间的效应，若统计数据符合Mauchly球形检验结果（p>0.05），无需校正;若统计数据不符合球形检验假设（p≤0.05），使用校正系数Greenhouse-Geisser校正自由度，具有统计学意义的标准为p<0.05。

2   结果

2.1  恢复时间对PAP诱导后CMJ测试成绩的影响

采用单样本对各时间点受试球员的CMJ测试成绩进行正态性检验，结果显示观测值均呈正态分布。经重复测量方差分析，恢复时间对PAP诱导后受试球员的CMJ测试成绩存在显著影响（p<0.05），由图3可知，3 min、6 min、9 min的CMJ测试成绩分别为（42.84±4.76）cm、（42.18±4.82）cm和（41.58±4.64）cm，与PAP诱导前受试球员的CMJ测试成绩（40.43±5.34）cm比较存在显著差异（p<0.05），CMJ测试成绩峰值出现在PAP诱导后3 min。

2.2  不同训练方式对受试球员冲刺能力的影响

采用单样本对PS组和S组的20 m成绩进行正态性检验，测量数据均呈正态分布。由图4可知，PS组球员在训练前、训练第2周、训练第4周的20 m成绩分别为（3.11±0.13）s、（3.01±0.12）s、（3.06±0.09）s，与训练前相比，训练第2周、训练第4周的20m成绩提高，重复测量方差结果显示，PS组20m成绩在第2周显著改善（p<0.05）。S组在训练前、训练第2周、训练第4周的20 m成绩分别为（3.15±0.17）s、（3.11±0.16）s、（3.15±0.10）s，未见显著提高（p>0.05）。组别间比较结果未见显著差异（p>0.05）。

2.3  不同训练方式对受试球员CMJ测试成绩的影响

采用单样本对PS组和S组的CMJ成绩进行正态性检验，检验结果均呈正态分布。由图5可知，PS组在训练前、训练第2周、训练第4周的CMJ测试成绩分别为（38.94±4.33）cm、（40.80±4.96）cm和（43.70±5.49）cm，训练第2周、训练第4周的CMJ测试成绩提高，重复测量方差分析结果显示，训练第2周和训练第4周的测试成绩均出现显著提高（p<0.05）。S组在训练前、训练第2周、训练第4周时CMJ测试成绩分别为（40.17±6.38）cm、（40.00±6.28）cm和（41.32±5.53）cm，重复测量方差分析结果显示，S组训练后CMJ测试成绩未出现显著提高（p<0.05）。组别间比较结果未见显著差异（p>0.05）。

2.4  PS组球员最大速度变化趋势

采用单样本对PS组的球员每周最大速度均值进行正态性检验，测量数据均呈正态分布。由图6可知，PS组球员最大速度均值呈递增趋势，4周最大速度均值分别为（5.92±0.62）s、（6.79±0.32）s、（7.15±0.31）s和（7.05±0.46）s，经过单因素重复测量方差分析，结果显示，受试球员在训练的第2周、第3周、第4周的最大速度均值与第1周相比存在显著差异（p<0.05），第3周与第2周的最大速度均值存在显著差异（p<0.05）。

2.5  PS组球员最大代谢功率变化趋势

采用单样本对PS组的球员每周最大代谢功率均值进行正态性检验，检验结果均呈正态分布。由图7可知，PS组最大代谢功率呈递增趋势，4周最大代谢功率分别为（28.59±4.70）w/kg、（34.04±1.82）w/kg、（36.51±2.38）w/kg和（36.33±3.50）w/kg，单因素重复测量方差分析结果显示，受试球员在训练的第2周、第3周、第4周的最大代谢功率均值与第1周相比均存在显著差异（p<0.05）。

3   分析与讨论

3.1  恢复时间对受试球员CMJ测试成绩的影响

PAP急性效应可通过下蹲跳的腾空高度得以体现[7-8]，有研究[9]发现，具有训练经历的受试球员进行5次90%1RM深蹲后5 min时腾空高度可以明显提高1%～3%，但最新研究认为PAP效应受个体因素影响，Mola等[10]采用1RM重复3次进行PAP诱导，发现仅有部分受试球员可以出现PAP效应，为了更有效地利用PAP急性效应进行复合式训练，应针对不同个体制订相应的PAP诱导方案。

此外，PAP的研究主要集中在PAP效应对成年足球运动员的影响，而关于PAP效应对未成年足球运动员影响的研究较少。Arabatzi等[11]根据年龄将受试者分为成年组（20～25岁）、少年组（14～15岁）与儿童组（10～12岁），使用最大随意收缩（MVC）進行诱导PAP，并比较不同年龄段受试者PAP诱导后半蹲跳高度，结果显示青年组PAP诱导后CMJ测试成绩与初始值比较存在显著差异，而青少年组和儿童组未见显著提高，该研究认为PAP效应可能不会提高青少年足球运动员的爆发力。需要指出的是前者采用的运动负荷强度较大，可能打破了PAP效应与疲劳之间的平衡，运动负荷强度过大使骨骼肌产生的疲劳大于PAP效应，导致PAP诱导后SJ未出现显著提高。

因此，本研究采用中等负荷（60%1RM）对U15年龄段未经过系统的力量训练的青少年足球运动员进行PAP诱导，研究发现PAP诱导后其CMJ测试成绩与初始值相比存在显著差异（p<0.05），这说明采用中等负荷强度的抗阻练习有利于青少年足球运动员PAP效应的诱导。该现象与Wilson等[4]的研究结果一致，具有3年以上力量训练经历的球员采用大负荷抗阻练习后可出现明显的PAP效应，而未经过力量训练的球员建议采用单组、小负荷强度进行PAP诱导。

一般认为PAP诱导后一段时间内会出现激活后增强期，训练有素的运动员增强期维持在PAP诱导后3～12 min[3]。本研究结果显示，PAP增强期维持时间为PAP诱导后3～9 min，受试球员的CMJ测试成绩在3 min时达到峰值。

3.2  PAP结合冲刺训练对受试球员的冲刺速度和CMJ测试成绩的影响

在当今的足球比赛中，快速反攻战术已成为主要的进攻方式之一，由守转攻时后场球员直接长传球至对方后卫身后，前场球员利用速度优势进行冲刺完成射门。发展足球运动员的冲刺能力对于足球战术的完成效果具有重要意义。目前，PAP效应具有提高骨骼肌快速力量的作用，一次性PAP效应具有增强冲刺能力的作用，Healy等[12]就一次性PAP效应对提高受试运动员冲刺速度的影响进行综述研究发现，PAP效应可以提高短跑运动员5～50 m的冲刺速度，提出将抗阻练习作为短跑运动员比赛前的重要准备活动。此外，长期进行PAP结合快速伸缩复合训练可以有效提高受试运动员的冲刺速度[13]。

但目前將PAP与提高冲刺能力结合进行训练的研究较少，其中有研究[14]发现，力量训练后2 min时进行3次30 m冲刺，可以显著提高受试运动员的30 m冲刺成绩。这一研究没有测试受试运动员的PAP增强期，只进行了力量结合冲刺训练，由于PAP增强期具有个性化特点，不同运动技术水平的足球运动员差异较大，因此，这一研究很难说明受试运动员冲刺能力的提高与PAP相关。而在本研究中，首先采用60%1RM测试受试球员PAP增强期，发现研究对象的增强期出现在3～9 min，然后在PAP增强期进行冲刺训练。PS组在训练第2周结束时20 m测试成绩与基线值相比出现显著差异（p<0.05），因而，PAP结合冲刺训练可以作为一种有效的速度素质训练方法。

CMJ是体现足球运动员下肢爆发力的一项指标，可提高足球运动员争抢头球的能力[15-16]。本研究通过测试CMJ从无氧功率方面进一步体现了受试球员冲刺能力的变化。经过2～4周的PAP结合冲刺训练，PS组CMJ测试成绩与初始成绩相比出现显著提高（p<0.05），一定程度上可以说明PS组20 m冲刺能力改善可能与下肢爆发力增强有关。PAP增强期快肌在运动中募集程度较高，这可能是长期进行PAP结合冲刺训练提高受试球员20 m和CMJ成绩的主要原因。

3.3  受试球员最大速度和最大代谢功率变化趋势

利用EPTS系统对足球比赛进行分析已经成为国际足球训练研究的一个方向[17]，该系统可以分析受试球员不同时速的跑动距离、最大速度等指标。最大速度和最大代谢功率是体现受试球员瞬间爆发力的指标，最大速度为受试球员训练课中瞬时最大速度;最大代谢功率是一个瞬时值，由对应的每个瞬时的速度、加速度计算得出，体现机体瞬时能量的消耗情况。本研究通过EPTS系统对PS组球员4周训练过程进行分析，结果显示，PS组球员最大速度、最大代谢功率变化呈递增趋势。这说明PAP结合冲刺训练不仅可以提高受试球员20 m冲刺速度，同时对受试球员在赛场上加快速度也起着重要的作用。

4   结论

采用中等负荷的深蹲练习可以有效激活受试青少年足球运动员的PAP效应，PAP效应维持期为3～9 min，3 min时CMJ测试成绩出现峰值。在PAP增强期进行冲刺训练可以提高受试球员的冲刺速度，同时该方法对改善受试球员在训练课中的速度表现也起着积极作用。

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