水中增强式训练对运动员下肢跳跃能力影响的Meta分析
2021-04-08陈子超
张 浩，陈子超
水中增强式训练对运动员下肢跳跃能力影响的Meta分析
张 浩，陈子超
四川大学体育科学研究所，四川 成都，610064。
目的：运用Meta分析的方法系统客观地评价水中增强式训练对下肢跳跃能力的影响，以期为教练员和运动员制定训练计划提供参考。方法：按照检索、筛选、合格、纳入4个步骤对4个数据库（中国知网、Web of science、PubMed、SPORTDiscus）进行文献检索，并通过纳入标准和排除标准对符合本研究的8篇文献进行编码，选取垂直跳跃（VJ）、反向跳跃（CMJ）、深蹲跳（DJ）等下肢跳跃动作作为结局指标，运用stata13.0软件对各项结局指标进行效果量计算，并通过以下标准对其进行定量描述：d<0.2为小效应，0.21
水中增强式训练；下肢；跳跃能力；Meta分析
增强式训练又被称为快速伸缩复合训练或者弹道训练，对提高运动人群和非运动人群的肌肉力量和爆发力具有非常显著的效果，同时还可以提高关节的稳定性，并减少膝盖的受伤程度[1-4]。增强式训练的训练效果受到多种因素的影响，如每组练习的次数、练习的时间、练习的场地[5]。目前关于增强式训练的环境主要在陆地上进行，尽管高强度、高冲击的增强式训练能显著提高肌肉力量，但陆上的增强式训练容易造成运动员的肌肉损伤和延迟性疼痛[6,7]。最近研究表明，水中增强式训练已经成为陆上增强式训练的一种流行替代方式[8]，这是因为水本身所具有的浮力会大大降低由重力所带来的对肌肉、骨骼肌的压力，减少受伤的概率，同时水中的峰值冲击力要比陆地上的峰值冲击力要低[9]。这些优势是陆上增强式训练所不具备的。
关于增强式训练对下肢跳跃影响的元分析的研究有很多，但都是集中在陆上增强式训练，而以水环境为介质的增强式训练对下肢跳跃能力的元分析的文章很少或者没有，Markovic[10]的一项Meta分析表明，陆上增强式训练对男性和女性的垂直跳跃有很好的提升效果。De Villarreal[11]等人的研究表明，增强式训练使男性（ES=0.8）比女性（ES=0.5）在垂直跳跃能力方面提高更多。Emilija[12]的研究表明，无论年龄、性别、运动类型增强式训练都会提高女子运动员的垂直跳跃，长周期更有利于跳跃能力的提高。基于目前的研究，水中增强式训练对下肢跳跃能力的影响还尚不清楚，因此，对这一细分领域进行整合研究是很有必要的。本研究通过查阅国内外水中增强式训练对下肢跳跃表现影响的研究文献，选取垂直跳跃（VJ），反向跳跃（CMJ），深蹲跳（DJ）等结局指标就目前符合该领域的研究文献进行整合，通过Meta分析来判定水中增强式训练对下肢跳跃表现的影响。
1 方 法
1.1 检索方法
本研究是由两名工作人员采用独立双盲的方式对研究文献进行系统检索，检索的数据库为：中国知网、Web of science、PubMed、SPORTDiscus，对每一篇纳入meta分析文章的参考文献进行人工检索，并对重复文章进行剔除，以确定最终纳入的研究文献。检索时间跨度为2000年1月-2019年11月，最后一次检索时间为2019年11月8日。以Aquatic plyometric training、Jump performance、Lower limbs jump、vertical jump、vertical leap、squat jump等主题词进行检索。
1.2 纳入与排除标准
纳入标准：（1）文献类型：本研究纳入的文献均为随机对照实验（RCT）；（2）实验对象：研究对象均为健康的运动员；（3）干预类型：均为水中的增强式训练；（4）结局指标：影响下肢跳跃能力一种或多种指标，如SJ（squat jump）、CMJ（countermovement jump）、DJ（depth jump）、VJ（vertical jump）等指标。
排除标准：（1）综述类文章；（2）不符合纳入标准的文献；（3）没有设置对照组；（4）未能得到结局指标的均值、标准差的文章；（5）实验周期少于4周，不包括4周；（6）实验组结合其它干预（如抗阻训练）后的运动表现。
1.3 文献质量评估
由于本研究纳入文献的实验类型均为随机对照实验（RCT），故采用Cochrance风险评估工具对纳入的文献进行评分。Cochrance的评分工具共有7点；A：序列产生，B：分配隐藏，C：参与者和实验人员盲法，D：结果评估的盲法，E：不完全结局资料，F：选择性结局报告，G：其他偏倚来源。本研究是以“是”，“否”，“不清楚”3种作为评价结果，并采用给分制，低风险给1分，“不清楚”或者“否”不给分，总分为7分，所得分6-7分为低偏倚风险，4-5分为中偏倚风险，少于4分为高偏倚风险。
1.4 数据分析
本研究采用Stata13.0对所纳入文献的结局指标进行分析，由于本研究所纳入SJ（squat jump）、CMJ（countermovement jump）、DJ（depth jump）、VJ（vertical jump）等指标均属于连续性变量，且对数据经过初步分析，发现各研究间的异质性较小，故采用固定效应模型进行Meta分析，并采用I2的不一致性来检验研究间的异质性，当I2为0—40%时，异质性可以忽略；30%-60%为中度异质性；50%-90%较大异质性；75%-100%则存在不可忽略的异质性。
2 结 果
2.1 纳入文献的研究选择
从数据库中根据制定的检索策略共检索出354篇文章，另外通过参考文献查找到3篇文献，删除了重复文献后有280篇文献，通过阅读标题、摘要筛选以后，仍然有16篇文章，再通过阅读全文并以纳入和排除标准为准则进行剔除，最后纳入Meta分析的文献有8篇，文献筛选过程流程如图1所示。
图1 本研究纳入文献过程示意图
2.2 文献的质量评估
对纳入的研究文献进行文献质量评估（如图2、图3所示），有2篇文献评分得到了6分，达到了低偏倚风险；4篇文献的评分达到了5分，2篇文献的质量达到了4分，共6篇文献达到了中度偏倚风险。不存在高度风险的文章，证明本研究纳入的文献质量较高。
2.3 纳入文献的研究特征
本研究纳入Meta分析的文献均为2000-2019年间发表的文章。8项研究的总样本量为249名，单个研究的样本量为18-45名受试者。各研究间的训练方案有很大差异。主要表现在：干预周期为6-12周，大多数集中在6周、10周。干预时间主要集中在60min左右，最短的为30min，最长的为90min。干预频率多集中在每周2到3次，最少的为每周1次，最多的为每周5次。在评价下肢跳跃表现方面主要采用垂直跳跃（VJ）、反向跳跃（CMJ）深蹲跳（SJ）等跳跃指标。受试者人群主要以排球运动员和体育类专业学生为主。纳入研究的基本特征详见表1。
表1 纳入研究的基本特征
注：E：实验组；C：对照组；M：均值；SD：标准差；VJ：垂直跳跃；CMJ：反向跳跃；SJ：深蹲跳；RJ反复跳跃；DJ：下降跳
图2 本研究文献方法学质量评估图
图3 本研究文献方法学质量评估各项占比图
表2 水中增强式训练提高下肢跳跃能力的训练安排
注：VJ：垂直跳跃；CMJ：反向跳跃；SJ：深蹲跳；RJ反复跳跃；DJ：下降跳
2.4 水中增强式训练
水中增强式训练的训练内容包含各种形式的跳跃活动，其中单腿跳、跳深以及原地纵跳较为常见，每次练习多为2-5组，练习的强度逐渐递增，间歇时间较短。训练环境水的深度，多集中在1.2米左右，水温以25-28为宜，温度过高或过低都有可能影响训练的效果，详细的训练内容见表3。
表3 各结局指标Meta分析的结果
2.5 Meta分析的结果
2.5.1 水中增强式训练对垂直跳跃（VJ）的影响 纳入垂直跳跃（VJ）结局指标的文章共有5篇，研究对象共计123人，Meta分析的结果显示，P=0.009，I2=65.0%，说明研究间存在不可忽略的异质性，需要进行亚组分析，来进一步探讨异质性的来源，d=0.454，SMD95%的置信区间为[0.126，0.782]，属于中等效应，且P=0.007，小于0.05，有统计学意义，说明水中增强式训练对垂直跳跃的提高具有中等程度的影响。Egger法检验时，P>0.05，说明研究间不存在发表偏倚。
（1）亚组分析
根据Meta分析的结果及目的，对垂直跳跃结局指标的干预周期，干预频率进行亚组分析，进一步探讨异质性的来源。研究的结果显示，干预周期超过8周的水中增强式训练的异质性较小（I2=0.0%），有统计学意义（p=0.038），且有中度效应（d=0.475）。干预周期4-6周的研究具有不可忽略的异质性（I2=81.0%），有统计学意义（p=0.043），且有中度效应（d=0.499），说明干预周期4-6周的水中增强式训练更助于垂直跳跃的提升。通过干预频率进行分亚组，每周1-2次的干预频率异质性较小，（I2=3.8%，p=0.038），无统计学意（p=0.138），有中度效应（d=0.493）。每周3次以上的干预频率存在不可忽略的异质性（I2=73.7%，p=0.004），有统计学意义（p=0.013），且有中度效应（d=0.484），说明干预频率每周3次以上的水中增强式训练更有助于下肢垂直跳跃能力的提升。下肢垂直跳跃指标的亚组分析见表4。
表4 水中增强式训练对垂直跳跃干预效果的亚组分析
2.5.2 水中增强式训练对反向跳跃（CMJ）的影响 本研究纳入反向跳跃（CMJ）结局指标的文章共有2篇，纳入的研究对象共计69人，Meta分析的结果显示，P=0.949，I2=0.00%，说明各研究间存在同质性。d=0.017，SMD95%的置信区间为[-0.253，0.486]，不包含0，属于小效应量，且P=0.536，大于0.05，没有统计学意义，说明水中增强式训练对反向跳跃的提高较小。Egger法检验时，P>0.05，说明研究间不存在发表偏倚。
2.5.3 水中增强式训练对深蹲跳（DJ）的影响 本研究纳入深蹲跳（SJ）结局指标的文章共有2篇，纳入的研究对象共计69人，Meta分析的结果显示，P=0.488，I2=0.00%，说明各研究间存在同质性。d=0.475，SMD95%的置信区间为[0.099，0.850]属于中等效应量，且P=0.013，小于0.05，有统计学意义，说明水中增强式训练对深蹲跳的提高具有中等程度的影响。Egger法检验时，P>0.05，说明研究间不存在发表偏倚。
3 讨 论
3.1 水中增强式训练提高下肢跳跃能力的生理学机制
水中增强式训练是增强式训练的一种，其作用机制与增强式训练机制类似，在其练习的过程中均会出现一个拉长-缩短周期（SSC），由于水的物理性质，水中的增强式训练呈现较少的离心收缩，有助于向向心收缩的转化，从而缩短SSC的时间，进而提高肌肉收缩的力量。水的物理性质对增强式训练带来了有益的影响：
（1）增强式训练有很多训练内容要进行负重，由于水具有浮力，人在水中进行训练可以大大降低由于负重而带来的对肌肉、骨骼肌、结缔组织的压力，从而减少受伤的风险。（2）水的密度比空气中的密度大，水中锻炼会有更大的阻力，这就需要更多的肌肉、酶参与肌肉做功，从而达到增长力量的效果。最后在水中进行训练可以大大提高运动员参与训练的积极性，消除紧张的心理疲劳。上述特点使得水中增强式训练在某些应用方面更优于陆上增强式训练。
3.2 水中增强式训练减少下肢骨骼肌酸痛的作用
血磷酸激酶（CK）是一种公认的衡量骨骼肌损伤的指标，陆上增强式训练已经被证明会增加这种酶[21]。LE Robinson等人利用肌肉酸痛量表和痛觉测量计分别对陆上增强式训练的运动员和水中增强式训练的运动员进行评估，结果发现在陆上进行训练的运动员肌肉酸痛要明显高于水中训练的运动员[20]。Shiran MY和Jurado-Lavanant等人都对运动前后血液中的CK进行了对比分析，研究发现，陆上增强式训练运动后CK的增长程度明显高于水中增强式训练，从现有的结果表明，水中增强式训练可以有效的减少下肢骨骼肌的酸痛程度。在竞赛前期有较轻下肢伤病的运动员，可以选用水中增强式训练来提高跳跃能力，以适应比赛的需要。
3.3 水环境深度的选择
水的深浅不同造就了水环境对肌肉压力的不同，不同的作者进行研究时选取的水的深度不同。GF Martel等人的研究提到，在水深122cm，水温28度的泳池里进行了6周的增强式训练，排球运动员的垂直跳跃得到了显著的提高。Michael G. Miller等人分别根据所纳入研究对象的身高进行分组，探讨以胸部和腰部水深的环境中进行增强式训练，研究结果表明：在水生环境中进行6周的增强式训练后，胸深组的力量和爆发力产生只有轻微的变化，而腰深组的垂直跳跃只有轻微的增长。Jurado-Lavanant等人在水深2.2m的泳池中进行的增强式训练，跳跃能力（垂直跳跃、深蹲跳）均得到了显著的提升。在研究过程中，由于季节气候（冬季或夏季）、个人训练目标的不同以及身高的差异，这些因素都有可能影响水中增强式训练对下肢跳跃的训练效果。因此，在实际训练过程中，应根据具体的实际情况合理选择水的深度，以达到理想的训练效果。
3.4 研究的不足与展望
不足：文献的纳入：在数据收集阶段，由于受到版权因素的影响，并未能将全部符合条件的文献全部纳入。调节变量：由于水中增强式训练环境的特殊性，大多数文章并没有报告干预强度等调节变量，使得在探讨异质性来源时，不能对更多调节变量分亚组，从而影响异质性的探寻。启示：水中增强式训练不仅可以提高下肢跳跃能力，在很多研究中还表明可以降低下肢肌肉的酸痛疼度，降低运动风险。在今后的研究中应该更多探讨竞赛前水中增强式训练的应用，这样在提高跳跃能力的同时，还可以大大降低运动的风险，使运动员提高竞赛表现。
4 结 论
水中增强式训练能够有效的提高健康运动员下肢的跳跃能力，对垂直跳跃和深蹲跳的影响较大，对反向跳跃的影响较小。相比于陆上增强式训练，水中增强式训练在提高下肢跳跃能力的同时还可以减少下肢损伤。
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Effect of Aquatic Plyometric Training on Lower Body Jump Performance of Athletes: A Meta-Analysis
ZHANG Hao, CHEN Zichao
Sports-Science Research Institution, Sichuan University, Chengdu Sichuan, 610064, China.
Purpose: The purpose of this study was using meta analysis to determine the effects of aquatic plyometric-training on lower body Jump performance, and provide a reference to make training plans for coaches and athletes. Methods: according to the 4 steps of searching ,screening, qualified, included, searching literatrues in the 4 database (CNKI, Web of science, PubMed, SPORTDiscus), and encode the 8 literatrues which are qualified for the inclusive criteria and exclusive criteria, choose the lower body movement as result indicators, including vertical jump (VJ), counter movement jump (CMJ), deep squat jump (DJ), calculate the effect size by using the statistical software (stata13.0),and make a quantitative description through the criteria : d<0.2 is regarded as small effect, 0.21
Plyometric-training; Lower body; Jumping ability; Meta Analysis
G804.62
A
1007―6891（2021）02―0072―05
10.13932/j.cnki.sctykx.2021.02.18
2019-12-01
2020-01-16
