快速伸缩复合训练对下肢爆发力影响的方法学因素
2021-09-17王凯奕张佩诚
王凯奕 张佩诚
(上海体育学院武术学院 上海 200438)
快速伸缩复合训练又称“增强式训练”“超等长训练”“弹簧式反弹训练”,是基于肌肉“拉长-缩短周期”的理论基础发展起来的训练模式,后来被应用到各个运动项目中发展肌肉力量并取得了良好的训练效果,它最大的特点就是在快速的动态过程中进行练习,发展特定肌肉的爆发力。
1 快速伸缩复合训练的概念界定
快速伸缩复合训练最开始的形式是“跳跃训练”。而实际上前苏联教练Verkhoshansky是最早把快速伸缩复合训练应用到实践当中的,这一专业术语是由希腊语“Plyometrics”来定义带有拉伸反射的练习[1],并且是在1975年被美国的田径教练弗雷德·威尔逊首先命名并加以推广和应用。而一开始“Plyometrics”被翻译为“可测量的增长”,后来在国内学者最常翻译为“超等长训练”,也有“增强式训练”“弹簧式反弹训练”的译法[2]。
快速伸缩复合训练的术语是“拉长-缩短周期”(Stretch-Shortening Cycle,SSC),在这一理论基础上发展的快速伸缩复合训练可以分成三个阶段,即离心收缩期、耦联、向心收缩期[3]。
综上可知,快速收缩复合训练在很早就已经应用到实践中,所以并不是一种新颖的训练方法,只是在这期间缺乏系统的理论和训练体系及训练方案,后来学者们将这些零零散散的训练方法概括定义为“Plyometrics”,为快速伸缩复合训练的训练体系奠定了基础。
2 快速伸缩复合训练的国内外训练效果
2.1 国内下肢爆发力的训练效果
在各个项目的爆发力训练当中,快速伸缩复合训练可以说是比较理想的训练方式,如它在田径、篮球、羽毛球等运动项目训练方面的研究和应用取得了良好的效果。
许立峰[4]利用跳深(立定三级跳、双腿交换跳、双腿纵跳等)来进行为期8周,每周3次的快速伸缩复合训练来观察其对青少年100m短跑成绩的影响,而对照组则进行传统的短跑训练方法(小步跑训练、后踢小腿跑训练、折叠腿跑训练等),经过对比之后发现8周以后实验组和对照组的短跑成绩对比实验前均有提高,但实验组的训练效果更显著,同时得出在青少年短跑训练中应用快速伸缩复合训练可以有效提高运动员的爆发力、速度等身体素质,这对于提高运动员的短跑运动整体水平具有重要的作用。
为了验证快速伸缩复合训练对篮球运动员上下肢爆发力的影响,车同同[5]等人以20名男性大学篮球运动员为研究对象,对其进行为期7周、每周3次的双手传实心球训练、跳深、跳箱等训练,并分别进行跳深、跳投、20m变向跑、20m直线冲刺跑、快速传球等项目测试,而最终测试结果为各个测试指标均显著提升。除此之外,田石榴等[6]采用快速伸缩复合训练对上海体育学院12名无受伤史的男性篮球专项队员进行为期8周的快速伸缩复合训练,之后再进行测试时,受试者在做负重反向跳的最大肌力以及最大地面反作用力、重心最大速度、最大功率都得到了显著的提升。
俞忠友等[7]通过对体操运动员设置实验组(快速伸缩复合训练)和对照组(一般性力量训练),通过测试发现快速伸缩复合训练法对健美操运动员的下肢爆发力有显著的促进作用,下肢不同方向的爆发力与健美操运动员对应方向的专项运动能力存在显著的正相关关系。
朱轶群等[8]发现击剑运动员经过系统的快速伸缩复合训练后,下肢爆发力得到显著提升,尤其是膝关节伸展、屈伸的速度和力量,有利于提高击剑运动员的运动表现。
在快速伸缩复合训练方面,陈小平[9]曾经指出,在训练过程中应该针对专项特点有针对性地发展超等长力量才能使身体素质得到有效的提升。而且在快速伸缩复合训练的初始阶段应该建立符合运动员解剖、生理特点的科学体系,形成正确的神经-肌肉收缩形式,为发展超等长力量奠定基础。
综上,国内大多数关于快速伸缩复合训练的研究都是在探讨与专项结合后对运动成绩、身体素质尤其是爆发力和灵敏性是否有显著的提高效果,但是如何更好地针对各个专项的某一方面设计系统的训练方案,如何更好地将快速伸缩复合训练与专项结合,如何实现对训练中的运动负荷的监控,还需要更加深入的研究。
2.2 国外下肢爆发力的训练效果
国外对快速伸缩复合训练的研究,无论是实践还是理论都更深入,除了对专项结合提高力量、灵敏、无氧运动能力等身体素质及运动成绩的研究,还有大量的关于快速伸缩复合训练方案及科学的指导、运动负荷的控制、运动后的恢复等的研究。
Zbigniew Jastrzebski等[10]将格但斯克理工大学体育俱乐部的30名排球运动员分成了高强度跳跃组和低强度跳跃组进行了6周的快速伸缩复合训练,最终受试者的双手叉腰垂直跳、摆臂垂直跳、进攻和拦网等各项指标都得到了提升,但高强度组更明显。
在研究快速伸缩复合训练对足球运动员的腿踢球速度和力量的影响时,Campo等[11]除了对成年女性足球运动员进行常规的足球训练,还进行了12周的快速伸缩复合训练,结果也如预期一般,实验组相对于对照组的下肢爆发力及惯用腿和非惯用腿的踢球速度都得到了显著的提升,类似的研究结果也在Rubley[12]的12周快速伸缩复合训练的实验中得到,即受试者的下肢爆发力、跳跃能力等都得到显著提升。
为了研究提高无氧功率是否有助于提高空手道练习者的竞技水平,Magdalena Nowakowska等[13]选取了19名空手道练习者,并将快速伸缩复合训练与传统空手道训练结合进行了8周的系统训练,通过测试无氧峰值功率及其达到时间发现受试者的上肢和下肢的无氧能力显著增加,显然,每周至少进行1次快速伸缩复合训练有助于提高竞技水平。同样是空手道,Margaritopoulos 等[14]为了探讨快速伸缩复合训练加入到竞技热身条件中对优秀空手道运动员的扫踢力量和弹跳能力的影响进行了研究,发现这些指标得到提升。
快速伸缩复合训练也可以和负重训练结合在一起,早期欧洲的文献将这种结合方式称为复合性训练[3]。Lyttle[15]进行的一项复合式训练表明,运动员同时进行快速伸缩复合训练和负重训练可能会增加肌肉的弹性势能,且相对于大功率训练提高牵张反射效果更明显。Adams等[16]在经过6周的复合式训练后发现,进行负重蹲和快速伸缩复合训练相结合受试者的纵跳高度远远超过了单独进行负重蹲和快速伸缩复合训练者。由此可以得出,短时爆发力的运动项目最适合复合式训练。
综上所述,快速伸缩复合训练对提高各个运动项目运动员某一方面的爆发力是非常有效且显著的,无论是对青少年还是专业运动员,为该文研究提供了重要的理论依据。
3 快速伸缩复合训练的生理学机制
由上文可知,快速伸缩复合训练的另一个专业术语叫“拉长—缩短周期”(stretch-shortening cycle,SSC)训练,其生理机制也包括2个公认的重要因素:(1)肌肉中的串联弹性单元,包括肌腱、肌动蛋白和肌球蛋白横桥连接;(2)在肌肉的本体感受器中的感受器预设增强肌肉张力及感受肌肉拉伸并促发牵张反射[3]。
在快速伸缩复合训练中拉长-缩短周期是其核心,其运动过程是肌肉的离心和向心运动共同作用的结果[17]。人体在周期性外力作用下运动时肌肉先快速进行离心收缩,再快速进行向心收缩。在离心时,肌肉与肌腱的自然弹性成分和牵张反射会使肌肉的弹性势能增加,肌肉拉长后迅速收缩时会提高后续动作的输出功率,并且释放肌肉在离心时所储存的弹性势能,进而提高肌肉爆发力[18],并且在此过程中能量消耗总量减少[19]。所以,在拉长-缩短周期中所产生的力量并不是单个离心或向心动作产生的,而是在肌肉等长收缩的耦联过程中产生的。
某些学者也认为快速伸缩复合训练的生理机制与肌肉最佳牵拉长度、肌肉的弹性成分作用、牵张反射对神经肌肉的激活能力有关[20]。
毛海峰等[21]认为肌肉的结缔组织是肌肉的弹性成分,分为串联弹性成分和并联弹性成分。进行快速伸缩复合训练时肌肉先离心收缩再向心收缩,肌肉在拉长过程中储存弹性势能,从而在向心收缩时产生更强的爆发力和速度。
从肌肉工作形式看,快速伸缩复合训练是对肌肉进行训练,实质上,是对神经系统的训练[22]。因此,胡适奇等[23]认为快速伸缩复合训练所产生的爆发力除了与肌肉的拉长-缩短周期有关,也与神经的反射性调节即牵张反射有关。在肌肉被拉长时会激活牵张反射,同时会刺激肌肉并给予超负荷刺激,使神经系统产生快速的适应性,从而缩短肌肉的反应时间,产生更大的力量。有研究表明这种牵张反射在肌肉中的传导速度超过了人体内其他的反射[3]。这是由于在进行牵张反射时建立了直接的神经传导通路,由肌肉感受器传到脊髓,再到进行收缩的肌纤维,相对于其他的神经传导经过的中间神经元少,并且不需要到达大脑的中枢神经系统。所以由于神经传导延搁时间短,在肌肉的拉长-缩短周期中的收缩速度就要比其他的收缩形式快。
综上所述,快速伸缩复合训练的生理机制主要与以下两点有关:(1)肌肉处在拉长-缩短周期过程中弹性势能在弹性成分中的贮存与释放,肌肉离心运动时储存大量的弹性势能,在肌肉向心收缩时释放出来,产生更大的力量;(2)神经肌肉的协调能力,肌肉受到牵拉进行牵张反射会缩短耦联时间,增加运动单位的募集,产生更多的力量。
4 影响因素
4.1 肌肉的受牵拉长度
众所周知,肌肉的收缩存在“长度-张力”的线性
4.2 肌肉受牵拉的速度
肌肉具有弹性的物理特性,在快速收缩复合训练的离心收缩时,还与肌肉被牵拉的速度有关。因为肌肉被拉长时肌梭被激活,肌梭的反应与肌肉受牵拉速度成正比,速度越快,反应越强,肌肉产生的力量越大[25]。也有相关实验证明,膝角速度增加会使肌肉在做离心运动时产生更大的机械效率,因此,随着肌肉的受牵拉速度越快,关节转动角度越大,肌肉贮存弹性势能越快、越多[21]。
4.3 离心-向心收缩耦联时间
快速伸缩复合训练的三个阶段的中间阶段就是耦联,肌肉在做离心-向心收缩时需要耦联时间,即两者的转换时间。肌肉的弹性势能对时间具有明显的变化效应,在离心-向心收缩耦联过程中时间越长其收缩力、弹性势能贮存等就越小。也有研究表示进行大量的快速伸缩复合训练的练习能够有效地改善神经系统的功能,影响肌肉的感觉反馈机制,减少离心-向心收缩耦联时间,从而减少弹性势能消耗,提高肌肉的向心收缩效果[21]。
5 快速伸缩复合训练的注意事项
5.1 合理安排训练手段
通常运动员在进行力量训练时与专项力量相结合会取得更好的训练效果,快速伸缩复合训练一般处于项目的关键技术环节,所以要合理地结合运动专项特点来进行训练[9]。例如,由于一些运动项目中含有跳跃动作,在特定运动专项中的髋、膝、踝角度、用力方向以及弹跳高度、落地时间的不同,导致了肌肉的“拉长-缩短周期”中的收缩期不同,在训练中应依据不同的专项特点,针对性地发展反应力量。只有这样,才能使专项的爆发力素质得到更好的提高。
5.2 合理控制运动强度
在进行快速伸缩复合训练时,一般需要根据年龄、训练水平、个体差异等制定合理的训练方案。唐纳德等人对不同的跳跃动作按运动强度从低到高进行了排序,依次为:连续原地跳跃、立定跳跃、多级跳跃、跳箱跳跃、跳深跳跃[3]。除此之外,在快速伸缩复合训练中跳跃和跳深是必用的运动方式,跳深高度过高会使双腿在地面停留时间过长,影响肌肉弹性势能的贮存和释放,且对双腿的冲击力会引起运动损伤的风险,跳深过低会大大降低跳跃动作的训练效果,因此确定跳深高度是必须的。Verhoshanski发现,对于高水平运动员0.8~1.1m是最佳跳深高度[26],后来Verhoshanski对177名12~17岁实验对象分别采用了0.61m、0.75m、1.20m、1.50m的高度进行了为期7周的跳深训练,结果取得较好效果的是1.50m的实验组[27]。可能训练对象不同,会导致不同的实验结果。所以跳深高度应根据运动员的身体素质、训练水平的不同来制定,并随着运动员爆发力以及弹跳能力的提高,跳深的高度也要随着适当提高。
5.3 合理控制训练量
在快速伸缩复合训练中一般以脚落地次数来判断训练量[28],唐纳德等人根据运动员的不同水平建议根据单位时间内的跳深次数来制订训练计划[3](见表1)。
表1 基于运动员训练水平的训练量
除此之外在进行快速伸缩复合训练时跳深动作对身体有很大的冲击力,一般每周进行2~3次训练,每次大约10组,并建议赛前停止跳深训练10~14天[27]。
6 结语
快速伸缩复合训练是对下肢爆发力训练的一种有效的训练方法,近年来快速伸缩复合训练在田径、篮球、击剑、羽毛球等各个项目中应用都取得了良好的训练效果;它与肌肉的受牵拉长度、肌肉受牵拉的速度、离心-向心收缩耦联时间等因素有关;在训练过程中要严格根据运动员的身体素质、个体差异、训练水平等合理的安排训练手段,训练负荷也要根据运动员的训练水平来制定,训练量一般安排每周2~3次训练,每次大约10组,并建议赛前停止跳深训练10~14天。