增肌训练效益及训练策略的研究进展
2021-11-22赵可伟梁美富高炳宏
赵可伟,梁美富,高炳宏
力量训练可以提高运动表现和预防运动损伤,是现代竞技体育体能训练的重要组成部分,其目的是使参与专项运动的肌肉和肌群的力量得到发展,并使其在工作上符合专项技术的特点,形成以专项为核心的力量素质系统(陈小平,2004a)。训练阶段的顺序可以增强体能特征的发展进行,从而有助于运动表现的提升。根据美国国家体能协会的建议,在力量训练的早期首先进行增肌训练,训练强度从低到中,整体训练量较高。此阶段的主要目标是增加瘦体重、发展耐力(肌肉和代谢)基础,或两者兼而有之。对于力量/爆发力型运动员,主要目标可能是在增加力量耐力的同时刺激肥大效应。对于耐力型运动员,主要目标是提高力量耐力,而不显著增加肥大(Haff et al.,2015)。在最初的增肌训练阶段中,所涉及的肌肉力量产生能力和肌纤维横截面积(cross sectional area,CSA)的增加会增强后续训练阶段中肌肉力量提升、峰值功率输出的能力,以及诸如后增强效应等额外能力的提高(Suchomel et al.,2017)。因此,肌肉体积和肌肉横截面积是建立肌肉力量和肌肉做功能力的重要基础。
不同项目教练员和运动员对增肌训练的认知存在一定差异,认为只有举重、短跑、投掷类项目、集体球类项目和格斗类项目等需要力量和爆发力的项目运动员才需要进行增肌训练,而对于游泳、竞走、射击、射箭等项目运动员无需进行增肌训练;增肌训练引起的肌肉肥厚可能对其项目的技术产生负面影响。本文拟系统梳理增肌训练神经肌肉适应和对一般运动技能及专项运动表现的影响,使体能教练、教练员、运动员等竞技体育从业人员能够正确认识增肌训练的重要性,剖析训练负荷、训练量、训练频率、间歇时间等训练变量对增肌训练效果的影响,以便体能教练和教练员针对运动员个体需求及备赛安排最优化增肌训练计划。
关于增肌训练的负荷,Wernbom等(2007)指出,6~12 RM是最佳的增肌负荷,而根据美国运动医学学会(American College of Sports Medicine,ACSM)阻力训练指南,70%~100%1 RM负荷范围内的抗阻力训练都可以认为是增肌训练。因此,本研究中将1~12 RM或70%~100%1 RM负荷范围的抗阻训练均纳入增肌训练范畴。
1 增肌训练的生理适应
增肌训练的目的是增加肌肉质量和肌肉横截面积,进而提高肌肉产生力的能力,为后续最大力量训练阶段提供结构和功能基础(Russell et al.,2000)。实现这一过程主要基于两种生理机制,一是肌肉形态适应,包括肌肉横截面积、羽状角、肌纤维类型和肌腱结构等的变化;二是神经肌肉适应,包括肌纤维募集、力量发展速率[(rate of force development,RFD),指单位时间力量的增量,即力量-时间曲线的斜率,与单位时间内神经对运动单位的募集、神经冲动的频率以及肌肉收缩的类型有关](Maffiu‐letti et al.,2016)、运动单位速率编码(运动单位被刺激的频率)、神经驱动力、肌内和肌间协调性、运动单位同步以及使用拉长-缩短周期能力的增加和神经抑制的减少(Moritani et al.,1979;Ploutz et al.,1994)。这些神经适应因素是技术动作优化的关键,使运动员在做动作的时候能够最大限度地激活主动肌,适当激活协同肌和稳定肌,并且最低限度地激活拮抗肌,有助于在特定的力量任务中更好地招募和激活相关肌肉。这对于技巧类项目技术动作的准确性和稳定性尤其重要。基于此,陈小平(2004a)指出,在优秀运动员力量训练中,根据运动项目需求应该将增肌训练负荷(70%~100%1 RM)进一步划分为两个不同的功能区域,优先发展运动神经募集能力的最大负荷(90%~100%1 RM)和肌肉横断面积的次最大负荷(70%~90%1 RM)。一些需要力量而又要求控制体重的项目(如举重、摔跤等)应该多使用少次数的最大负荷进行增肌训练,而一些需要增加肌肉体积的项目(如健美等)则应该采用多次数的次最大负荷进行增肌训练。前者将着重发展运动员的神经募集能力,后者主要发展运动员的肌肉横断面积。在训练实践中发现,运用发展神经支配能力获得的最大力量在最大力值和力值形成速度上明显高于增加肌纤维体积的运动员。
1.1 肌肉形态适应
肌肉形态学适应主要表现为肌肥大,即肌原纤维的大小和数量的增加,导致整块肌肉和单个肌纤维横截面积的增加,与卫星细胞的激活与增殖密切相关。此外,其他可能的形态学适应包括纤维类型、羽状角、肌丝密度以及结缔组织和肌腱结构的变化。
研究表明,系统的增肌训练会引起肌肉横截面积(Abe et al.,2000;Garfinkel et al.,1992;Housh et al.,1992;Narici et al.,1996;Tracy et al.,1999)和肌肉体积(Aagaard et al.,2000;Keen et al.,1994;Roman et al.,1993;Tracy et al.,1999)的显著增加,并且同一肌肉群中不同部分肌肉的肌肥大程度不同(Häkkinen et al.,2001;Housh et al.,1992)。Housh等(1992)研究发现,股直肌的平均肥大率为23.2%,而股外侧肌的平均肥大率为7.5%,这可能是由于不同肌肉在训练中所承受的负荷和激活程度不同造成的。健美运动员和举重运动员的肌肥大程度不同也支持了这一论据(Schoenfeld,2020)。健美运动员比举重运动员表现出更多的肌内纤维结缔组织增生和更高的糖原含量,这可能是训练方法的不同造成的(Schoen‐feld,2020)。健美运动员肌肉的肥大多为肌浆肥大和I型肌纤维肥大,而竞技体育运动员肌肉的肥大多为肌纤维肥大,尤其是Ⅱ型肌纤维肥大(Folland et al.,2007)。训练负荷安排的不同造成了肌肉肥大适应的不同,健美运动员的训练负荷安排更多的发展了肌肉的非收缩成分,如肌浆、肌膜和结缔组织等。
研究认为,在肌肥大过程中,卫星细胞可能是最大限度地增加对阻力训练肥大反应的关键。卫星细胞是位于基底层和肌膜之间的肌肉干细胞,在静止状态下保持休眠。但当受到机械压力刺激时,卫星细胞会生成前体细胞(成肌细胞),增殖并最终融合到现有细胞中,从而为肌肉组织的重塑提供必要的物质基础(Toigo et al.,2006;Zammit,2008)。此外,卫星细胞能够将其细胞核捐献给现有的肌纤维来保持肌肉的有丝分裂能力,从而增强其蛋白质合成的能力(Barton-Davis et al.,1999)。Kadi等(1999)研究发现,优秀力量举运动员的卫星细胞数量和肌核数量均高于未经训练对照组,认为这些运动员的肌纤维肥大取决于增加的肌核数量。对大负荷增肌训练的研究表明,经过9~14周的训练后,卫星细胞的数量会增加(Kadi et al.,2000,2004)。卫星细胞的这一功能对于长年进行力量训练的运动员来说尤其重要,保持较高的肌核数量,有助于肌肉横截面积和肌肉力量的快速增长,这可能也是运动员在经过短暂的停训后力量恢复较无训练者快的原因。
关于增肌训练引起的肌肉形态适应还包括肌纤维类型分布、羽状角和肌腱刚度变化。研究发现,阻力训练可以引起肌纤维类型分布的变化,促使IIX型肌纤维转变为IIA型纤维,IIA型纤维的百分比和横截面积增加,进而引起肌肥大。但随着训练停止和肌肉萎缩,IIA型纤维转换回IIX型纤维(Hernandez et al.,2003)。也有研究指出,随着肌肥大的发生,羽状角也随之增加(Folland et al.,2007;Kavakami et al.,1995),肌腱刚度随之增强(Kubo et al.,2010;Seynnes et al.,2009)。肌肉的这些形态适应都为运动表现的提升提供了良好的物质基础。
1.2 神经功能适应
Dowling等(1994)研究表明,人类不能自发地产生最大的肌肉力量,但抗阻训练可增大最大力量。有研究表明,经过一段时间的系统阻力训练后,表面肌电(electro‐myography,EMG)振幅增加,与训练肌肉的中枢神经驱动增强相一致(Aagaard et al.,2002a,2002b)。Knight等(2001)研究表明,在运动前,膝关节伸展最大力量测试时,股四头肌中有5%的肌纤维不能被激活,经过6周的训练后,受试者股四头肌肌纤维的激活率增加了2%。Pucci等(2006)研究认为,受试者经过3周的股四头肌训练后,股四头肌的自主激活率从96%增加到98%,与优秀运动员在高强度的力量训练中比非运动员表现出更大的肌肉激活率的研究结果一致(Schoenfeld,2020)。
力量训练所产生的肌肉激活增加,主要由于肌纤维募集(肌肉动作中涉及的纤维数量)和速率编码的共同作用。肌纤维募集遵循“大小原则”(Bazgir et al.,2016),在运动开始时优先募集较小的、低阈值的Ⅰ型肌纤维,随着运动负荷的增加和疲劳的累积,逐渐募集较大的、高阈值的Ⅱ型肌纤维。在运动中,肌纤维募集的程度主要取决于肌肉力量水平和RFD。
最大力量的增加能够提高RFD。Andersen等(2010)通过对久坐男性进行14周的增肌训练(4~5×6~12 RM,每周3次)干预发现,实验组RFD在开始收缩至250 ms时增加11%,与最大自主收缩力量(maximum voluntary con‐traction,MVC)呈高度正相关(r=0.69,P<0.05),相对RFD(RFD/MVC)在收缩开始的140 ms内减少10%~18%(P<0.05),训练诱导的早期RFD改变与II X肌纤维百分比的降低有关(r=0.61,P<0.05),实验组MVC增加18%[由(258±11)Nm到(305±15)Nm,P<0.001],对照组无变化。
有研究表明,RFD可能会受到运动单位编码速率的影响,这与高的初始发射频率和增加的双倍放电(即运动单位在≤5 ms的间隔内连续两次放电)有关(Van Cutsem et al.,1998)。在特定的运动单位被募集后,α-运动神经元向肌纤维释放动作电位的频率可以改变其发力特性(Suchomel et al.,2018)。研究表明,当募集的运动单位编码速率从最小值增加到最大值时,力量的增加幅度达到300%~1 500%(Enoka,1995)。因此推测,运动单位编码速率的增加可能导致更大的力量和RFD增加幅度,这可能有助于力量-功率的发展。Methenitis等(2019)研究表明,在有力量训练经历的人群中,Ⅱ型肌纤维的百分比与RFD之间存在较强的相关关系。Harridge等(1996)和Hv‐id等(2010)的研究也证实了这一点,即Ⅱ型肌纤维是RFD的主要决定因素。这为安排训练提供了建议:鉴于RFD是爆发力的主要指标,因此,增肌训练时应侧重Ⅱ型肌纤维肥大训练。
另一种常见的神经适应是运动单位同步性的增强,指两个或更多运动单位动作电位的释放同时发生。两个或多个运动单位的同时激活会在短时间内表现出更大的RFD,从而增大力量的最大值。有研究表明,6周的力量训练可增加运动单位同步性(Milner-Brown et al.,1975)。Semmler等(1998)发现,力量运动员的运动单位似乎比未受过训练的人表现出更大的同步性。Aagaard等(2000)的研究也证明了这一观点,发现高强度力量训练能够增加运动单位同步性和力量的产生能力。可见,负荷安排合理的增肌训练,可以更多地发展神经对肌肉的控制能力。因此,应根据不同项目运动员在不同训练阶段对力量类型的需求,安排不同的力量训练负荷。
2 增肌训练的训练效益
对不同群体进行的横截面和纵向研究,以及单个肌纤维的研究均表明,合理负荷安排的增肌训练会产生实质性的肌肥大,增肌训练引起的肌肉增加可以提高力量和运动能力(Minetti,2002;Shoepe et al.,2003;Zamparo et al.,2002)。总之,更强的肌肉力量可以增强执行一般运动技能的能力,如跳跃、冲刺、改变方向和保持平衡的能力。进一步研究表明,强壮的运动员在专项运动任务中表现更好,并且受伤风险较低(Suchomel et al.,2016)。
2.1 增肌训练对跳跃能力的影响
跳跃,无论是垂直方向还是水平方向,在运动中都是经常发生的,并且往往是体育比赛中取得成功所需重要的能力之一。
Suchomel等(2016)研究了116项不同研究中跳跃能力与力量的相关性,研究对象涉及举重、橄榄球、田径、拳击、摔跤、足球、垒球、冲浪、排球、自行车等项目的优秀运动员,发现其中有91项研究表明跳跃能力与力量之间存在中到高等强度的相关性。Secomb等(2015b)研究发现,青少年运动员股外侧肌、腓肠肌厚度和羽状角的增加与反向蹲跳和蹲跳表现相关,这与对成年运动员的研究类似,还发现股外侧厚度与反向蹲跳和蹲跳之间存在显著相 关 性(Brechue et al.,2002;Nimphius et al.,2012;Secomb et al.,2015a)。不同项目运动员经过10~12周的大负荷增肌训练,均能明显提高下肢力量和跳跃表现(Hammami et al.,2019;Rønnestad et al.,2017;Wirth et al.,2016)。以上研究表明,增肌训练引起肌肥大导致的肌肉体积和羽状角的增加,提高了力量产生能力,进而提升了跳跃能力。
2.2 增肌训练对冲刺能力的影响
快速加速并达到高速冲刺的能力是许多运动项目的重要组成部分。在100 m、200 m等田径项目中,最高冲刺速度直接决定比赛的胜负,而对于诸如足球、橄榄球、曲棍球、棒球等的集体球类运动员虽然不一定会在运动中达到其最大速度,但快速加速和冲刺能力也决定了运动表现。
Suchomel等(2016)研究了67项不同研究中冲刺能力与力量的相关性,研究对象涉及橄榄球、足球、篮球、垒球、田径等项目的优秀运动员,发现其中有57项研究表明跳跃能力与力量之间存在中至高等强度的正相关关系,并且有44项研究表明肌纤维肥大带来的力量增加能显著影响冲刺能力。
Mujika等(2016)研究了大负荷力量训练后的女子竞技自行车运动员下肢瘦体重与最大骑行功率的关系,通过双能X射线吸收法发现下肢瘦体重较大的女子竞技自行车运动员在1 s~10 min内每公斤肌肉的平均功率高出约4%~9%,30 s的最大冲刺和6 s的全力冲刺表现均显著提高,表明合理负荷安排的力量训练引起的肌肉质量越大,冲刺时功率输出越大,这可能与大负荷力量训练激活了II型肌肉纤维,将IIX型纤维转化为更具抗疲劳性的IIA型肌纤维,增加了肌肉质量和RFD有关。
Chelly等(2009)在探讨肌肉体积和速度的关系时发现,青少年足球运动员大腿肌肉肥大与5 m冲刺速度(r=0.48)之间存在显著正相关。Hansen等(2012)将18名优秀自行车运动员分为实验组(n=10)和对照组(n=8),实验组在保证训练量和对照组没有差异的基础上,每周除进行常规训练外,进行2次增肌训练(3×4~10 RM),12周后实验组运动员最大力量较对照组显著提高,5 min全力冲刺平均功率输出和峰值功率输出增长幅度均明显高于对照组。Veliz等(2014)将27名优秀水球运动员分为实验组(n=16)和对照组(n=11)进行增肌训练干预研究,对照组进行常规训练,实验组在训练量和对照组无差异的基础上,每周进行2次卧推和深蹲训练(60%~86%1 RM),18周后发现实验组反向蹲跳高度增加6.90%(P≤0.05),1 RM卧推增加14.21%(P≤0.05),1 RM深蹲增加10.53%(P≤0.05),投掷速度增加 2.76%(P≤0.05),20 m冲刺游时间减少2.25%(P≤0.05)。Hammami等(2019)将24名优秀手球运动员分为对照组和实验组进行干预训练,对照组(n=12)进行常规训练,实验组(n=12)在训练量和对照组没有差异的基础上,每周进行2次复合训练(共4组,第1组为6×85%1 RM半蹲+6×40 cm栏架跳+10 m冲刺;第2组为6×85%1 RM坐姿蹬腿+6纵跳+10 m冲刺;第3组为8 s 75%1 RM等速半蹲+3次单脚跳×2+10 m冲刺;第4组为6×90%RM提踵+6×30 cm直膝栏架跳+10 m冲刺),10周后10 m(P=0.001)、20 m(P=0.046)和 30 m(P<0.001)冲刺、蹲跳(P=0.001)、反向蹲跳(P=0.004)、5步跳(P=0.034)、1 RM半蹲(P=0.003)均有显著性改善。Hammami等(2017)对28名青少年男子足球运动员进行对照训练干预研究,对照组(n=12)进行常规训练,力量组(n=16)每周进行2次半蹲力量训练(3~5×70%~90%1 RM),8周后力量组 5 m、10 m、20 m、30 m和40 m冲刺均显著提升(P<0.001)。综上,系统安排的增肌训练在提高肌肉质量、肌肉力量的同时,也提高了运动员功率输出和冲刺能力,且结合专项特点进行冲刺练习效果会更好。
2.3 增肌训练对变向能力的影响
冲刺时快速改变方向(change of direction,COD)的能力,是团体项目(如曲棍球、冰球、足球、手球、橄榄球、篮球等)运动表现的重要决定因素(Paul et al.,2016)。COD能力主要表征为运动员在奔跑过程中,快速减速并迅速向新的方向重新加速的能力(Helmi,2017)。由于COD发生在肌肉产生最大力量之前,因此RFD对于COD能力至关重要,这与冲刺能力类似,即发生COD时的触地时间在0.23~0.77 s,这取决于开始变向时的速度和变向角度的大小(Spiteri et al.,2015)。COD的地面接触时间超过了冲刺加速阶段(0.17~0.20 s)和冲刺最大速度阶段(0.09~0.11 s)的典型地面接触时间(Spiteri et al.,2015)。因此,可以预期最大力量和COD表现之间有很强的关系,因为有更多的时间来利用个体的最大力量。然而,类似于冲刺,COD表现不仅需要具有改变自身动量的力量,还需要通过在活动限制内协调身体运动来利用这种力量的能力。因此,COD能力代表了身体的敏捷性素质。还有针对COD能力与其他身体素质成分的研究,如速度、肌肉力量和肌肉功率的关系,发现COD与下肢肌肉力量存在显著且较高的相关性(Brughelli et al.,2008;Sheppard et al.,2006)。
Keiner等(2014)将112名13~18岁青少年足球运动员分为对照组和力量训练组,并按年龄分为亚组。在约两年的时间里,对照组只进行常规足球训练,力量训练组在常规足球训练的基础上增加力量训练。研究显示,两年内额外的力量训练对COD表现有显著影响,力量训练组各个年龄段均比对照组COD有显著改善。Hammami等(2017,2019)也发现,青少年女子手球运动员和青少年男子足球运动员经过8~10周的力量训练,灵敏测试表现显著改善。说明对于青少年运动员,短期和长期力量均可以改善COD能力,建议在运动员儿童青少年时期就进行系统的力量训练。
Peterson等(2006)研究发现,1 RM深蹲绝对力量与灵敏测试表现之间有中等相关关系,而1 RM深蹲相对力量与灵敏测试表现的相关性更强,这一点也得到了Keiner等(2014)研究的证实。说明对于在运动中经常有变向动作的运动项目运动员,相对力量可能比绝对力量更重要,因此,应该更多地以相对力量而非最大力量来评价此类项目运动员的力量水平。
2.4 增肌训练对平衡能力的影响
研究发现,无论是静态平衡还是动态平衡,对于不同项目运动员来说都非常重要,尤其动态平衡是运动技能掌握、运动表现提升及运动损伤预防的重要先决条件(Hammami et al.,2016)。
人体平衡能力是感觉系统、神经系统和肌肉力量共同作用的结果。一般情况下,人体通过视觉、前庭系统和本体感觉共同作用来维持身体平衡。但在运动员比赛中,需要视觉系统处理比赛或对抗中的信息,更多地依靠本体感觉和肌肉力量来维持身体的平衡。Hammami等(2016)通过对130名10~18岁突尼斯男子青少年足球运动员平衡能力与力量相关性的分析发现,发现青少年运动员的平衡能力和肌肉力量之间存在中到高等强度的相关性,并且随着成熟度的增加而增加,这可能意味着平衡与力量训练之间的转移效应。Mon-lópez等(2019a,2019b)通过对优秀射击运动员体能特征的研究发现,射击成绩与平衡能力有关,取决于射手肩部和前臂肌肉力量,因此,建议射击运动员突出进行肩部和前臂的增肌训练,以提高稳枪能力。
力量的增加可以提高身体平衡能力,这归因于增肌训练引起的肌肉体积增加、肌肉刚度增加,以及主动肌与拮抗肌协调性改善。
2.5 增肌训练对运动表现的直接影响
横断面研究显示,运动员比对照组或非运动员拥有更多的瘦体重,并且成绩好的短跑运动员比成绩差的短跑运动员有更多的大腿肌肉体积(Sugisaki et al.,2018),这些都显示了肌肉质量对于运动表现的重要性。
Suchomel等(2016)分析了107项不同研究中肌肉力量与不同项目运动员运动表现的相关性,其中101项研究指出,运动表现与力量存在中到大强度的相关性,无论以力量为基础还是以耐力为基础的项目,拥有更大的肌肉横截面积和肌肉体积的强壮运动员成绩都优于较弱的运动员。Iguchi等(2011)报道,与板凳球员相比,日本足球首发运动员具有更大的卧推和深蹲力量。Fry等(1991)研究指出,在美国的大学橄榄球比赛的6个位置中,有5个位置上首发球员的卧推、高翻和纵跳成绩优于板凳球员。Zaras等(2016)通过对12名年轻投掷运动员10周的4~10 RM力量训练干预发现,训练后比训练前投掷成绩提高了6.76%±4.31%(P=0.000)。
研究发现,增加肌肉体积和肌肉力量能显著提高运动成绩。Newton等(1999)发现,通过卧推和俯卧撑练习进行8周的力量训练可使6 RM力量提高22.8%,并伴随着棒球投掷速度的显著提高(4.1%)。Sheppard等(2008)分析了优秀排球运动员的力量变量,发现1 RM深蹲力量与扣球起跳成绩有中等程度的相关性(r=0.53~0.65)。Tachibana等(2007)通过赛艇测功仪和测力计软件研究了赛艇运动中力量与大腿、下背部和上臂肌肉横截面积之间的关系,发现股四头肌横截面积最好地解释了腿部驱动力(r2=0.508),腘绳肌群和下背部肌群最好地解释了躯干摆动(r2=0.493),肘关节伸展肌群最好地解释了手臂拉动(r2=0.195),表明肌肉力量和肌肉体积是赛艇运动员取得成功的重要因素。Vikmoen等(2016)通过在优秀女子自行车运动员的日常训练中加入力量训练发现,11周后力量训练组股四头肌CSA增加,纤维类型从IIAX-IIX向IIA型转变,并且在40 min的全力冲刺试验中,骑行成绩改善,运动经济性改善。Rønnestad等(2014)研究发现,在年轻的自行车运动员中,最大限度的力量和肌肥大练习(4~10 RM)可以提高骑行效率和最大摄氧量(O2max)时的动力输出。Kraemer等(2003)研究发现,9个月的时间内,定期的阻力训练计划可提高大学生女子网球运动员的发球速度,而无阻力训练对照组未见增加。Amaro等(2019)和Keiner等(2019)研究发现,力量训练可以提高游泳运动员跳发和转身能力,进而提高游泳比赛成绩,并提出最大力量是提高游泳成绩的有效方法。
对于技能主导类项目,研究发现,力量训练能提高技术动作的稳定性和一致性。张芃(2003)提出神经控制和肌肉力量是竞技体操实力、美感、稳定、创新的关键。美国女子体操运动员西蒙·拜尔斯(Simone Biles)在2016年里约热内卢奥运会上斩获4金、1铜,对比国内体操运动员身材,可以明显看出力量对提升体操运动表现的重要性。俸晓东(1995)在对射箭运动员的研究中指出,发展基础力量的过程提高了用意志支配肌肉的能力,使支配肌肉的神经中枢的机能得以改善,可动员更多的运动单位参加活动,各肌群的协调性得以提高,从而表现出更大的肌肉力量,提高射箭运动员动作的准确性与稳定性,为综合能力的提升奠定基础。单纯就力量素质而言,无论是运动技术的掌握还是动作稳定性的提高都需要力量素质作为基础,尤其是高难动作的完成更需依赖出色的力量素质。吴爽爽等(2006)对射箭运动员的研究指出,射箭运动员在撒放阶段,骨骼肌的发力程度、激活程度、稳定程度、肌肉动作定型等都直接关系着运动成绩,越是优秀的射箭运动员,其撒放阶段对骨骼肌的控制、动作定型越好,进而成绩就越好,这与其他研究一致(巴义名,2007;陈金鳌 等,2018;侯向锋 等,2010;李良标 等,1990;宋海明 等,2013;肖才坤 等,2018)。
有研究指出,增肌训练可以通过肌肉厚度和肌腱刚度等肌肉物理结构的改善来预防运动损伤,间接提高运动表现。Coppack等(2011)研究发现,在为期14周的体能训练计划中,加入渐进式阻力训练与伸展运动,与不进行阻力训练和伸展运动的对照组相比,膝关节疼痛风险降低75%。Askling等(2003)研究了10周的腘绳肌离心阻力训练对优秀足球运动员后续腘绳肌损伤的影响,发现与进行常规季前训练的对照组相比,进行腘绳肌训练的个体,腘绳肌损伤的发生率较低(3/15vs.10/15)。Petersen等(2011)研究发现,在职业和业余足球运动员的常规训练计划之外,增加腘绳肌离心训练组与不进行额外离心性训练的对照组相比,腘绳肌损伤的发生率较低(3.8%vs.13.1%)。Petersen等(2011)对运动干预预防运动损伤的有效性进行了系统回顾和荟萃分析,发现抗阻运动将运动损伤减少到1/3以下,并将过度使用损伤减少一半,这可能归因为增肌训练引起的肌肉力量、肌腱强度、肌内和肌间协调性等结构和功能的改善。
3 增肌训练的训练策略
增肌训练是增加肌肉力量、提高身体机械做功能力,进而提升运动表现的完整训练计划的重要组成部分。为了优化训练安排,取得最好的剂量-反应效应,最重要的是了解训练强度、训练量、组间间隔、训练频率等训练变量之间的相互作用。陈小平(2004b)研究认为,训练对神经与肌肉系统的不同影响主要通过训练负荷实现。训练负荷是训练方法的一个重要组成部分,在训练方式确定后采用的练习量(次数和组数等)和练习强度(重量、速度和间歇时间等)对所训练肌肉力量的发展方向将产生决定性的作用。
3.1 训练强度与训练量
增肌训练计划,一般会使用中等到非常高的训练强度以及高训练量。相对于高训练强度、低训练量、长休息时间的训练计划,增肌训练计划可激发较多的睾酮与生长激素的急性增加。除了力量的发展外,肌肥大效果还受到总做功量的影响。对于有训练经历的运动员来说,高训练量、多组数训练计划会获得更多的肌肥大。根据ACSM阻力训练指南,对于未经训练者建议使用中等负荷(70%~85%1 RM)、每组8~12次、每一动作1~3组;对于有训练经历者则建议通过周期性训练模式,使用70%~100%1 RM的负荷范围、每组1~12次、每一动作3~6组。
Schoenfeld等(2017)通过系统综述和荟萃分析发现,通过使用重负荷可获得最大的力量优势,而在整个负荷范围内均可以达到肌肉肥大。研究发现,以耐力为主的Ⅰ型肌纤维和以力量为主的Ⅱ型肌纤维都可以肥大,但在不同训练负荷安排下不同类型肌纤维肥大程度也不一样,较重的负荷训练显示Ⅱ型肌纤维横截面积增加较多,而较轻的负荷显示Ⅰ型肌纤维横截面积增加较大(Netre‐ba et al.,2013;Vinogradova et al.,2013)。相对Ⅱ型肌纤维具有更好的可塑性,比Ⅰ型肌纤维肥大得更快和更多(Campos et al.,2002)。Adams等(2012)研究发现,Ⅱ型肌纤维的生长能力比Ⅰ型肌纤维高约50%。Fry(2004)的研究也支持了这一观点,发现健美运动员比力量举运动员表现出更高的I型肌纤维肥大,这可能是常规训练造成的。对于竞技运动员的研究发现,运动员群体通常拥有更多的II型肌肉纤维和更大的II型/I型比率,有助于提升运动表现(Meijer et al.,2015)。陈小平(2004a)指出,如果对增肌训练负荷区域不作进一步划分,如“金子塔”式的递增负荷训练,其结果就会造成肌肉横截面的大幅度增长,进而增加运动员的体重,影响关节的运动幅度和肌肉的收缩速度。目前,我国一些体能类项目普遍存在参与运动主要肌群横截面积过大的问题,教练员一方面认识到应该减小肌肉的横截面积,另一方面却由于担心最大力量水平的下降而不愿意削减多次数的次最大负荷训练量,认为肌肉横截面积的增加是提高最大力量的必然代价。在优秀运动员的力量训练中,应该加强对神经支配能力的训练,在不增加或少增加肌肉横截面的前提下发展最大力量,通过加快快肌运动单位的募集速度提高快速力量和反应力量,通过肌肉协调能力的改善提高力量耐力。因此,对于优秀运动员在增肌训练中可以设计侧重Ⅱ型肌纤维肥大的训练方案,即使用1~6 RM的重负荷训练方案。
Schoenfeld等(2017)通过将15项符合纳入标准的研究进行荟萃分析,按照每块肌肉群每周完成的器械训练组数将每周训练量分为≤4组、5~9组和≥10组,发现每块肌肉群的周训练组数和肌肉生长之间存在明显的剂量-反应关系,每周训练组数越多,肌肥大效果越好,各组之间的百分比增加呈梯度增加(分别为5.4%、6.6%和9.8%),充分说明了训练量对肌肥大的重要性。提示,每周4组的训练量也能显著增加肌肉大小,为在比赛季的增肌训练提供了参考。此外,每块肌肉群每周至少进行10组训练才能最大限度地促进肌肥大。超过该阈值肥大的适应期应该会达到平稳状态,甚至可能由于过度训练而退步,但当前的研究不足以确定这种剂量反应关系的上限,增肌训练最佳训练剂量应因人而异。
3.2 训练频率
训练频率与周训练次数有关,尤其是特定肌肉群每周训练次数,是阻力训练肥大性反应的重要变量。Schoenfeld等(2019)的荟萃分析表明,在周训练量相同的情况下,每周训练频率对于肌肥大反应的效应之间未见显著性差异,但对于周训练量不同的情况下,每周训练3次及以上的肌肥大效应显著大于每周训练1次。提示,在非赛季可以每块肌肉群每周训练2~3次或更多,在赛季可以每周训练1次以保持肌肉量和做功能力。Rønnes‐tad等(2010)的研究支持了这一点,发现优秀自行车运动员在赛前准备期进行了12周每周2次的大负荷力量训练,增加了大腿肌肉CSA和肌肉力量及输出功率,在赛季期13周时间内每周进行1次大负荷力量训练保持了准备期获得的肌肉量和腿部肌肉力量的增加,并进一步改善了自行车运动员的运动表现。
3.3 间歇时间
组间间歇时间表示两组练习之间恢复的时间,直接影响机体疲劳、恢复、训练目标和训练时间,是阻力训练的关键变量(Willardson,2008)。
关于间歇时间的早期研究集中于短期间歇时间与长期间歇时间的急性影响。Kraemer等(1990)的研究表明,60 s的间歇时间会引起运动后合成代谢激素的升高,主要是生长激素的升高。ACSM阻力训练指南认为,急性激素反应可能比长期变化对肌肥大的影响更重要。因此,通常建议将休息间隔限制在60 s以最大化肌肥大作用(Willardson,2008)。但Schoenfeld等(2016)的研究显示,在长时间(3 min)间歇时间组中,肌肥大效应更大。对于未经训练个体的研究也证实了这一点(Fink et al.,2017)。这可能是由于更长的间歇时间可以使个人更好的恢复,从而可以进行更大的总训练量。Mckendry等(2016)将16名男性随机分为1 min间歇时间组和5 min间歇时间组,以75%1 RM进行阻力训练,肌肉活检显示,间歇5 min组使肌原纤维蛋白合成增加152%,而间歇1 min的组仅增加76%,为更长间歇时间促进肌肥大提供了支持,因为肌纤维蛋白合成的增加超过肌肉蛋白分解,理论上会导致蛋白池大小的净增加(即肥大)(Phillips,2014)。这改变了长期以来建议将较短的间歇时间用于增肌训练的认知,较长的组间间歇时间可能不仅对力量,而且对肌肥大也有更多的好处。因此,建议在增肌训练时,针对同一肌肉群使用更长的组间间歇时间(2~3 min),可以同时训练不同肌肉群,以节省总训练时间。
4 总结
增肌训练的生理学适应主要表现为肌肉形态适应和神经功能适应,增肌训练不仅可以增加肌肉的大小、增加肌肉力量和提高身体承受更大负荷的能力,同时还可以降低肌肉延迟性酸痛和损伤风险。增肌训练可有效提高运动员的跳跃能力、冲刺能力、变向能力、平衡能力以及各专项的运动表现。建议:竞技运动员的增肌训练在赛前期使用中到高强度(1~12 RM)、高周训练量(≥10组)、长组间间歇(2~3 min)和高训练频率(每周2~3次甚至更高),在比赛期使用高强度(1~6 RM)、低周训练量(≤4组)和低训练频率(每周1次)的力量维持计划。