军事训练期间受伤模式的性别差异和训练策略转变
2021-08-17丁燕周丽梅卜元园李俊
丁燕,周丽梅,卜元园,李俊
随着新军事条例和训练大纲的颁布实施,军人需要参与更多的军事专业高强度训练或军事行动,如海外维和行动、军事演习、突发公共事件救援任务等。在日常军事训练中,男女军人的生理差异尤其是肌肉力量的巨大差别所导致的训练伤越来越受到军队医疗保障人员关注。随着越来越多的女性扩展到作战军事职业专业,在确保训练质量前提下,如何确定女军人的训练强度和训练模式以减少军事训练伤的发生至关重要。本文基于基础军事训练(basic military training, BMT)简要介绍男女军人之间的生理差异及其对军事训练伤的影响,并提出优化女军人军事训练、增强女军人生理性适应的措施,旨在为女军人科学的军事训练提供指导和建议。
1 男女军人生理和代谢差异
男性和女性存在生理和代谢,尤其是肌肉、骨骼、心肺系统、新陈代谢和体温调节方面的差异,这些特征使女军人在军事训练中面临更大的训练伤风险。
1.1 身体成分/肌肉骨骼系统 身体成分是军人军事素质的重要体现,体质量指数(body mass index,BMI)和体脂比是衡量标准。青春期男军人睾酮浓度高,肌肉强壮有力,19~20岁即达到成年“无脂”高峰,而女性Ⅱ型肌肉纤维含量和比例均不及男性,“无脂”高峰年龄是15~16岁[1]。由于过了“无脂”高峰年龄(我国参军年龄要求≥18周岁),女军人与男军人相比,青春期女军人的体脂比和BMI均更高,这个年龄段的男军人比同龄女军人更苗条、肌肉更发达[2]。一项前瞻性研究显示,在一个由男性和女性组成的轻步兵旅中,经过36个月的军事训练后,女军人应力性骨折和前膝关节疼痛明显多于男军人,女军人训练的可持续性受到质疑[3]。
1.2 骨质密度 骨强度是骨量和骨密度的综合测量。健康水平低、陈旧性损伤和肌肉含量少是应力性骨折发生的危险因素[4],饮食和生活习惯也对应力性骨折发生有影响。Bajwa等研究发现,应力性骨折与日常消耗维生素D和钙呈负相关[5]。男女军人在饮食、日晒等方面的差异导致女军人在微观和宏观营养素(如钙、镁和维生素D)等更缺乏,加上女性骨骼生物力学因素,如较低的横截面积、较低的骨密度和较薄的皮质等,使女军人面临更大的军事训练伤风险[6]。健康饮食和增加瘦体质量有助于女军人军事训练伤预防。
1.3 心肺适能 耗氧量是评价心肺工作能力的客观指标,女性比男性低15%~30%。女性心脏比男性更小、左心室壁更薄,每搏输出量和射血分数的差异导致女性最大心输出量低于男性[7]。女性对训练的代偿性心血管反应能力低于男性,给予恒定次级负荷训练,女性每搏输出量减少,不能通过增加心率来补偿增加心输出量[8]。这就要求女军人在高强度军事训练之前,注重增强心血管健康和营养,以建立一个提高作战任务成功率的基线适应度。
1.4 新陈代谢 人体运动过程中新陈代谢调节存在性别差异,女性在运动过程中倾向于利用脂类而不是碳水化合物来进行新陈代谢[9]。利用脂肪氧化与女性在耐力运动中糖原保留效应有关,能使低血糖发生率降低,但也导致疲劳时间延长。女性血液脂肪酸转运蛋白浓度高于男性,脂肪作为燃料的可利用性增加,训练后疲劳时间明显长于男军人,同等强度军事训练,女军人需要的恢复时间更长。
1.5 体温调节 女性基础体温高于男性约0.3 ℃,高温环境适应能力低于男性[10]。男、女热量散失率相似,但男性代谢热产生和催汗活性高于女性[11],女军人在高温环境下训练更易“中暑”。改善有氧运动能力和身体成分可提高女军人对高温的适应能力,减少“中暑”发生率;女军人月经期体温高于平时且波动幅度大,耐热能力更低,需要降低军事训练强度。
2 军事训练伤的性别差异
2.1 军事训练伤发生率的性别差异 军事训练伤一直是军队非常关注与重视的健康问题。据美国国防医疗监控系统统计,美军2013年总共30万士兵受到军事训练伤的困扰,每千名女军人每年门诊就诊高达1 541人次,军事训练伤就诊频率是男性的1.3倍[12]。美国陆军军事训练伤资料显示,新兵军事训练中,男女军人每月军事训练伤发生率分别为8%、21%(1∶2.65),6个周期军事训练后,女军人军事训练伤发生率是男军人的1.48倍,军事训练伤是女军人非战斗减员的重要原因。
2.2 男女军人军事训练伤风险评估 体能是军事训练伤的首要关联指标。将1 km体能测试作为军事训练伤风险评估工具,前25%女军人(成绩≤9 min)在BMT中受伤风险为36%,最后25%女军人(成绩≥10.4 min)军事训练伤风险为61%。对于男军人,2组数据分别是14%(≤6.4 min)和42%(≥7.7 min)。虽然男女评价标准不同,但该方法作为军事训练伤的风险评估方法简单,容易在实践中应用[13]。以俯卧撑为主的肌肉耐力测试也被用于军事训练伤风险评估,在限时测试中完成较少俯卧撑的军人有更高的受伤风险,该方法更适合于评价男军人受伤风险,评价女军人存在有较大误差[14]。美国陆军健康促进和预防医学中心采用研究BMI、体脂、骨强度、年龄结合2 km跑成绩的分层测试方法作为对军事训练伤的风险评估工具,量化评分与实际受伤风险度有较高相关性,已成为北约国家女军人军事训练伤风险常用评估工具[15],见表1。
表1 美军男女军人军事训练伤风险评估综合分析[15]
2.3 男女军人军事训练伤受伤模式 女军人军事训练伤以肌腱炎和应力性骨折最为多见,且比例高于男军人。美国国防部陆军的一项对417名新兵进行为期8周的BMT研究项目[16]提示,女军人应力性骨折、肌腱炎和骨折发生率分别是男军人的5.25、2.58和2倍,而男军人足部受伤、关节损伤分别是女军人的2.25和1.71倍。见表2。
表2 美军男女军人军事训练伤受伤模式对比(女军人:n=215;男军人:n=202)[16]
单独女军人组分析,军训8周后“过度疲劳综合症”占受伤报告43%(93例),经专科诊断的显著性损伤为:胫骨应力性骨折(45例)、髌骨软骨软化症(21例)、股骨颈或髋关节应力性骨折(20例)、扭伤(12例)、跟腱炎(10例)、跟骨或跖骨应力性骨折(8例)、筋膜和前腔室应变(6例),见表3。伤员中,41%女军人无法继续训练,31%女军人只能参加有限的活动,最终导致平均13 d的训练时间损失。
表3 女军人军事训练伤医院诊断受伤情况(n=215)[16]
体质量、身体脂肪百分比、腿部力量受限与军事训练伤发生有关。女性结缔组织弹性高、灵活,但韧带或关节易受损伤,在军事训练中,女性膝关节前交叉韧带损伤的相对受伤风险为9.74,远高于男军人的2.44[17]。女性生物力学特点和大骨盆会增加BMT中臀部和膝盖、腿和脚外侧的损伤风险[18]。鉴于女性的足部结构,女军人训练鞋有后宽前窄的特点,鞋跟缺乏固有的稳定性会增加足部训练伤的发生,也是应力性骨折和过度疲劳综合征发生率的增加因素[19]。此外,女性疼痛阈值比男性高,容易忽视已经存在的轻度损伤,如果训练后久坐不动,或状态不佳的女性会增加下肢受伤的风险[20]。
在受伤程度相同的情况下,女军人平均住院时间比男性更长(9.3∶7.4 d),训练的损失时间也更长,但身体素质和健康状况良好的女军人不但基本作战训练(basic combat training, BCT)期间训练伤的发生率更低,恢复时间也更短[21]。有研究表明在24个月的BCT期间,为整个队列补充钙和维生素D可以使女军人应力性骨折发生率降低21%,但增加日晒时间不能减少应力性骨折发生率[22]。吸烟是肌肉骨骼损伤的一个中等危险因素,吸烟强度大的男军人肌肉骨骼损伤发生率高,女军人贫血和缺铁的几率大于男军人,热耐受能力也低于男军人,在军事训练中出现过劳性中暑和过劳性低钠血症的比率也更高,尤其在月经的黄体期,女性体温调节能力更低,会增加女军人过劳性中暑发生的可能性[23]。
2.4 女性生理周期期间身体状态和训练伤风险 (1)卵泡期:女性卵泡期时,尤其在卵泡末期,包括睾酮在内的许多激素水平都会急剧上升。雌激素水平的上升可以通过影响肌球蛋白改善肌肉组织的质量,从而增加肌肉产生的力量,此时进行军事训练会相应降低因锻炼而引起的肌肉损伤。卵泡期是增加肌肉质量和力量的较佳时期,这个阶段的训练重点应放在力量训练上,可适当安排些高强度训练项目[24]。(2)黄体期:这一阶段部分女性会受到经前紧张症的影响出现一些身体不适和情绪变化[24]。这一部分女军人不适合在黄体期进行超负荷训练,否则会增加四肢肌肉损伤的几率。(3)月经期:月经期的女性卵巢分泌的雌激素和孕激素水平骤然下降,前期增厚的子宫内膜无法继续得到支持便会脱落,部分女性会出现乏力,腰肌酸软,小腹疼痛等症状。此时进行高强度军事训练会导致女军人腰部损伤的风险增加。
3 基于军事训练伤性别差异的训练模式转变
科学的军事训练是将运动和健身能力贯穿在整个军事训练过程,并根据所遇到的精确战术和专业需求量身定制训练方法以满足单个作战人员具体需求。传统军事野战训练有利于训练装备有限的军人,在训练大批军人时易于计划和实施,对提高人员整体体能有效。然而这些方法并没有充分考虑女军人身体特点,女军人军事训练伤发生率很高。对于女军人来说,需要采用个性化训练,遵循特异性或适当过载的训练原则,充分利用训练设备和教练资源才能获得更好的训练效果[25]。
3.1 个体化训练策略 军事训练伤发生率与生理和代谢因素紧密联系,要求军事教官对军人尤其女军人采取个体化的军事训练策略,甚至要与一些分子或基因表型联系起来。雄激素受体基因CAG重复序列高和胰岛素样生长因子浓度低是女军人BCT应力性骨折的高危风险因素,提示为了减少女军人军事训练伤的发生,除了需要对其职业要求进行彻底的需求分析,还需要详细了解其综合身体情况,有针对性地设计和制定个性化的训练计划,可以有效地提高女性从事军事训练的能力,减少军事训练伤发生[26-27]。
军事训练伤的产生与训练计划的科学性有关,男女军人由于存在不同的生理条件,全军通用训练课目考核标准中女军人的考核标准相对男军人较低。因而对于训练计划的制定,应当充分考虑男女差异,女军人与男军人在部分课目上进行分训。
3.2 交叉训练策略 肌肉位置、大小和纤维类型分布不同影响肌肉骨骼系统的反应能力,交叉训练能提高全身肌肉对各种意外情况的反应能力和协调能力,减少军事训练伤的发生。进行交叉训练的军人除了参加军队的军事训练项目外,还需要参加自己的个人体能训练项目。进行交叉训练的军人发生跑步相关损伤的可能性是非个人健身组的2.1倍。与只进行举重训练的女军人相比,进行交叉训练的女性在举重或移动重物时受伤的几率要低65%[28]。与单一的体能训练模式相比,参加交叉训练项目的女性肌肉耐力更高,有氧耐力更高,交叉训练可能是减少军事训练伤的最佳选择。
3.3 渐进式负重训练策略 徒步行军人员面临的主要身体挑战是在负重运输下对穿戴和移动的要求。过度负重运输的负面后果包括活动能力下降、疲劳加剧、脚起泡、脊椎损伤和退化、肌肉紧绷以及腿、脚、背和肩膀酸痛。Knapik等[29]提出有效的提高负重运输的训练方法,主要内容包括:(1)渐进性阻力训练与有氧训练相结合;(2)每周一次的渐进式负重运输;(3)周期性训练。军队每周训练时间可能超过3 d,对于准备从事以战斗为中心的职业女军人来说,体能训练可能会变得更加严格,可能需要更多的研究来更好地了解其抵抗力、耐力和军事任务训练之间的相互作用,以便更好地规划从而达到预期结果。
4 建议
为了使女军人更好地适应军队作战任务需求,结合其身体素质特点对军事训练的转变提出以下几点建议:(1)纳入特别强调力量和力量发展的抗阻训练(即高阈值运动单位的激活与II型强力肌纤维的募集)。(2)远离“野战”式军事训练模式。(3)提高负重运输能力,注重特定负重运输任务表现,结合抗阻和耐力训练。(4)提供更多的设备资源、教练资源,并增加专门用于身体准备训练的训练时间。(5)针对训练伤发生率高的项目尽量增加模拟训练计划,采取先体会、再熟悉、后实践的训练方法。这些措施可以为女军人军事体能训练提供可操作的指导和建议,减少军事训练伤的发生。