30min持续跑对优势腿和非优势腿静态平衡能力产生的影响

徐盛嘉，孟凡华，赵寒治，孙庆浩，彭 丽

30min持续跑对优势腿和非优势腿静态平衡能力产生的影响

徐盛嘉，孟凡华，赵寒治，孙庆浩，彭 丽

中国人民解放军陆军工程大学军事基础系，江苏南京，211101。

目的：评定30min持续跑后优势腿和非优势腿平衡能力之间的差异。方法：18名男性健康青年（年龄：21.23 ± 2.09岁；身高：176.18 ± 3.53 cm；体重：69.91 ± 5.21 kg）分别完成2次30min持续跑，记录全程运动负荷，在运动后即刻和20min后进行优势腿和非优势腿平衡能力测试。结果：两次运动之间心率、运动后过量氧耗和运动冲量无显著差异（P > 0.05）。优势腿与非优势腿之间的平衡能力各指标的安静值和运动后即刻均无显著差异（P > 0.05）。20min休息后，优势腿整体和前后方向的重心动摇距离和速度显著下降（P < 0.05），非优势腿整体、前后和左右方向重心动摇距离和速度显著降低（P < 0.05），但优势腿与非优势腿之间并无显著差异（P > 0.05）。结论：30min持续跑不影响优势腿和非优势腿单腿站立时的平衡能力。安静状态、运动后即刻以及20min后的优势腿和非优势腿的平衡能力无显著差异，但运动20min后平衡能力的恢复情况存在差异。

平衡能力；持续跑；优势腿；训练；静态平衡

平衡是指维持和控制身体姿势和身体重心的能力[1]，运动对人体的平衡能力有着重要影响[2]。人体一般有优势腿和非优势腿之分，利用优势腿通常完成各种日常的活动或具体的任务时，非优势腿负责进行稳定的支撑[3]。目前，大多数研究都是解决优势腿和非优势腿之间的姿势效果差异，只有很少是基于介入研究，且结果也存在差异，没有达成共识。

研究认为静力性/动力性平衡能力是一些运动项目运动能力的限制因素之一[4]。平衡能力的下降不仅对运动表现产生影响，而且可能增加损伤的风险[5]。因此，运动中平衡能力的保持和运动后迅速恢复到安静水平是人体在运动中的一个重要的能力[5]。随着全民健身的普及，跑步运动越来越受欢迎，是目前流行的运动项目和健身方式。包括跑步在内的许多运动项目（如足球、体操、体育舞蹈、武术等）和日常活动（如上下楼梯等）需要单腿支撑。此外，单腿站立的平衡能力通常与跌倒、运动损伤风险评估以及平衡训练和康复计划的制定有关。因此，检测和评定运动后优势腿和非优势腿单脚站立时静态平衡能力的差异和恢复情况，有助于指导运动时正确使用动作和姿势，并为特异性的平衡能力训练提供依据。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象

选取18名男性健康青年受试者（年龄：21.23 ± 2.09岁；身高：176.18 ± 3.53 cm；体重：69.91 ± 5.21 kg；体指数：22.51 ± 1.26 kg·m-2），训练年限为1.5-2年。经询问病史和体检，未发现有器质性心脏病者。受试者均规律参加每周4-5次的锻炼，且无吸烟史和酗酒史。

1.2 研究方法

1.2.1 测试方案 受试者分别进行两次30min的持续跑，在运动后即刻和休息20min后进行优势腿和非优势腿的静态平衡能力测试。两次持续跑的间隔不少于4天，期间不允许进行剧烈运动，确保受试人员充分恢复。安静值测试在运动方案3天前的同一时间点完成。

1.2.2 优势腿和非优势腿评定 使用10 m连跳法进行优势腿和非优势腿的评定，受试者各使用优势腿和非优势腿进行10m的单脚连跳，以完成动作最短时间作为评定标准。经测试，8人优势腿为左腿，10人优势腿为右腿。

1.2.3 心率监测 使用Firstbeat心率传感器（Firstbeat Technologies, Finland）记录30min持续跑整个过程中的心率和运动负荷，采集数据后使用Firstbeat SPORTS 系统（version 4.4.0.2, Firstbeat Technologies, Finland）导出数据并进行计算分析。

1.2.4 平衡能力测试 采用测力台（Kistler，Switzerland）测试静态平衡能力。受试者单脚站立于测力台中心位置，重心落于支撑腿，另一腿屈膝抬起约10cm，双眼平视正前方，双手自然下垂，通过调整，使身体重心（屏幕上十字标志）尽量在原点处。测试时间为30s，去除记录数据前5s和最后5s数据的不稳定影响，收集中间20s的数据，采样频率为1000Hz。数据收集后，利用测力台系统MARS软件（Version 2.1.0.00, Kistler. Switzerland）进行分析。实验室温度为10℃-15℃，湿度为45%-65%。

1.2.5 研究指标 研究指标包括人体平衡能力指标：重心总动摇径（Sway path - total，SPT）、前后动摇径（（Sway path - A-P，SPAP）、左右动摇径（（Sway path - M-L，SPML）、总动摇速度（Sway V - total，SVT）、前后动摇速度（Sway V - A-P，SVAP）、左右动摇速度（Sway V - M-L，SVML）、前后平均动摇振幅（Sway average amplitude - A-P，SAAP）、左右平均动摇振幅（Sway average amplitude - M-L，SAML）和椭圆面积（Area of 100% ellipse，AE）。此外，测试指标还包括心率（Heart rate，HR），运动后的过氧消耗值（Excess post-exercise oxygen consumption，EPOC），可定量反映运动强度，以及运动冲量（Training impulse，TRIMP），可反映运动总量。

1.3 统计学方法

结果以平均数±标准差（`±）表示，使用SPSS 22.0 统计软件处理数据，采用配对T检验进行运动前后和恢复期的平衡能力指标的对比，显著水平定为< 0.05。

2 研究结果

2.1 30min持续跑内部运动负荷

结果见图1，与安静状态相比，两次30min的持续跑后HR、EPOC和TRIMP的平均值均显著增加（< 0.05）。两次持续跑之间的HR、EPOC和TRIMP均值则不存在显著差异（> 0.05），表明2次运动内部负荷基本一致（图1）。

图1 30min持续跑运动负荷的变化（A，HR；B，EPOC；C，TRIMP）（n=18）与安静值相比，*表示P < 0.05

2.2 持续跑后即刻与20min后优势腿和非优势腿的平衡能力变化

数据见表1和表2。与安静值相比，运动后优势腿和非优势腿平衡能力各指标均无显著变化（> 0.05）。优势腿与非优势腿之间，平衡能力各指标的安静值均无显著差异（> 0.05），运动后即刻也均无显著差异（> 0.05）。提示单脚平衡能力不受30min持续跑的影响，且安静状态与运动后即刻，优势腿和非优势腿之间的平衡能力相似。

20min后，与运动后即刻相比，优势腿的平衡能力指标SPT、SPAP、SVT和SVAP显著提高（< 0.05），表现为整体控制重心动摇能力和前后方向重心动摇能力的改善；非优势腿的平衡能力指标，较运动后即刻，除上述指标外，SPML和SVML也显著增加（< 0.05），且显著高于非优势腿的安静值（< 0.05），表明非优势腿整体、前后及左右方向的重心控制能力均得到显著提高。

表1 持续跑后即刻和20min后优势腿平衡能力的变化（`±s，n=18）

*表示与优势腿安静值相比，< 0.05

表2 持续跑后即刻和20min后非优势腿平衡能力的变化（`±s，n=18）

#表示与非优势腿的安静值相比，< 0.05；∆表示与非优势腿的运动后即刻值相比，< 0.05

3 讨 论

前期研究显示，运动员（足球运动员、篮球运动员、曲棍球运动员、体操运动员、游泳者）和健康的活动或久坐的成年人优势腿和非优势腿之间的平衡能力没有显著差异[6-8]。而另一些研究得出结论，运动员和健康久坐的成年人的优势腿和非优势腿表现出不同的平衡能力[9,10]。本研究发现，30min的大强度持续跑不影响单腿站立时的平衡能力，此外，安静状态下和持续跑后即刻，优势腿与非优势腿的静态平衡能力也无显著差异。

Hoffmann等[11]测定了单腿站立时的平衡性能，并检测到优势腿和非优势腿的重心动摇面积和重心动摇距离参数无显著差异，提出在优势腿和非优势腿之间的单腿站立表现缺乏显著发现，可能是由于任务难度不足的天花板效应（即睁开眼睛站在稳定的地面上）。换言之，单腿站立时更困难的平衡任务（如闭上眼睛，站于不稳定平面）可能会导致两条腿之间平衡能力的显著差异。然而，Lin等人[12]没有发现在难度增加的条件下（闭眼）进行单腿站立表现有显著的肢体侧差异（包括中心动摇的距离、面积和速度）。此外，Teixeira等[13]还研究了单腿站立在坚实地面上时，无论任务难度的高低（即静态和动态），平衡能力指标也无明显的肢体差异。另一方面，运动引起的疲劳效应（无氧阈）、Wingate无氧测试、半场足球比赛，以及大强度的抗阻运动，如腿部半蹲，则会凸显足球、篮球运动员和健康久坐年轻受试者两侧之间不同的平衡表现[14]。由于运动和运动反应是动力性的，存在一个连续性极端适应和极端不适应的范围[15]，且根据强度、持续时间、次数和方式的不同而出现不同的效果，具有一般性和独特性[16]。本研究中，30min的持续跑没有使受试者出现疲劳效应可能是优势腿和非优势腿之间平衡能力无显著差异的主要原因之一。

此外，专业水平的差异可以放大优势腿和非优势腿之间的平衡表现差异，职业足球运动员和专业舞蹈者优势腿和非优势腿之间表现出显著差异，而非专业足球运动员和新手舞蹈者两腿之间则没有任何区别[17,18]。运动时两侧之间没有显著差异者，在大部分时间里，两侧均无差异。两侧具有差异者，例如足球运动员，长期使用优势腿踢球，非优势腿用于支持身体。因此，定期特异性练习引起特定的适应，使得足球运动员非优势腿比优势腿显示出更好的姿势平衡，这种情况出现大部分在不对称运动中，如排球、网球等[14]。相比之下，在舞蹈等运动中，支撑腿具有多样的技术动作的运动，使优势腿比非优势腿具有更好的平衡能力[18]。因此，长期特异性的训练是造成两侧平衡能力差异的主要原因。本研究中的受试者均未受过相关的特异性训练，因此优势腿和非优势腿之间的平衡能力表现相似。

在运动后平衡能力的恢复方面，20min后优势腿和非优势腿平衡能力均得到显著改善。休息后优势腿和非优势腿平衡能力的提高可能与跑步后下肢主动肌与拮抗肌的同步收缩有关。同步收缩可增加关节刚度，有助于稳定关节，从而可能提高平衡能力[19]。优势腿和非优势腿运动后20min平衡能力的恢复出现不同的结果，其原因可能是由于非优势腿日常承重频率略高于优势腿，经常性的静态支撑使其关节刚度增加，从而使非优势腿的平衡能力的恢复情况好于优势腿。

4 结 论

30min持续跑不影响优势腿和非优势腿单腿站立时的静态平衡能力，优势腿和非优势腿在安静状态、运动后即刻以及20min后的静态平衡能力相似，但运动后的恢复有所不同。未来的研究应该考虑多种参数（如技术和方法、姿势任务的难度和特异性、生理状态或专业水平的评估、运动实践的种类等），从而更准确地得出优势腿和非优势腿的平衡能力的差异。

[1] Paillard T.Plasticity of the postural function to sport and/or motor experience[J]. Neurosci Biobehav Rev, 2017, 72: 129～152.

[2] Haddad JM, Rietdyk S, Claxton LJ, et al. Task-dependent postural control throughout the lifespan[J]. Exerc Sport Sci Rev, 2013, 41(02): 123～132.

[3] Zemková E. Author's reply to Paillard T: “Sport-Specific Balance Develops Specific Postural Skills” [J]. Sports Med, 2014, 44(07): 1021～1023.

[4] Seliga R, Bhattacharya A, Succop P, et al. Effect of work load and respirator wear on postural stability, heart rate, and perceived exertion[J]. Am Ind Hyg Assoc J, 1991, 52(10): 417～422.

[5] Zemková E, Hamar D. Physiological mechanisms of post-exercise balance impairment[J]. Sports Med, 2014, 44(04): 437～448.

[6] Muehlbauer T, Mettler C, Roth R, et al. One-leg standing performance and muscle activity: are there limb differences?[J]. J Appl Biomech, 2014, 30(03): 407～414.

[7] Pau M, Ibba G, Leban B, et al. Characterization of static balance abilities in elite soccer players by playing position and age[J]. Res Sports Med, 2014, 22(04): 355～367.

[8] Gürhan K M, Hilal R, Ercan A, et al. Effect of ankle proprioceptive training on static body balance[J]. J Phys Ther Sci, 2015, 27(10): 3299～3302.

[9] Kim M K, Yoo K T. Effect of isotonic and isokinetic exercise on muscle activity and balance of the ankle joint[J]. J Phys Ther Sci, 2015, 27(02): 415～420.

[10] Kovacikova Z, Zemkova E, Neumannova K, et al. The role of lateral preference of lower limbs in a postural stabilization task[J]. Neuro Endocrinol Lett, 2015, 36(01): 91～95.

[11] Hoffman M A, Schrader J , Applegate T , et al. Unilateral Postural Control of the Functionally Dominant and Nondominant Extremities of Healthy Subjects[J]. J Athl Train, 1998, 33(04): 319～322.

[12] Lin W H, Liu Y F, Hsieh C C, et al. Ankle eversion to inversion strength ratio and static balance control in the dominant and non-dominant limbs of young adults[J]. J Sci Med Sport, 2008, 12(01): 42～49.

[13] Teixeira LA, de Oliveira DL, Romano RG, et al. Leg preference and interlateral asymmetry of balance stability in soccer players[J]. Res Q Exerc Sport. 2011, 82(01): 21～27.

[14] Marchetti P H, Orselli M I, Duarte M. The effects of uni- and bilateral fatigue on postural and power tasks[J]. J Appl Biomech, 2013, 29(01): 44～48.

[15] 马继政，王增刚，胡 斐，等.下肢优势侧和非优势侧相同负重往返跑对青年学员平衡能力的影响[J].中国应用生理学杂志，2018，34（04）：350～354.

[16] 马继政，王增刚，叶 强，等.相同强度不同运动量下肢优势侧和非优势侧负重往返跑对下肢爆发力产生的影响[J].辽宁体育科技，2018，40（01）：40～44.

[17] Kilroy E A, Crabtree O M, Brittany C, et al. The Effect of Single-Leg Stance on Dancer and Control Group Static Balance[J]. Int J Exerc Sci, 2016, 9(02): 110～120.

[18] Lin C W, Su F C, Wu H W, et al. Effects of leg dominance on performance of ballet turns (pirouettes) by experienced and novice dancers[J]. J Sports Sci, 2013, 31(16): 1781～1788.

[19] Nagai K, Yamada M, Tanaka B, et al. Effects of balance training on muscle coactivation during postural control in older adults: a randomized controlled trial[J]. J Gerontol A Biol Sci Med Sci, 2012, 67(08): 882～889.

The Balance Responses of Dominant and Non-dominant Leg Following 30min Continuous Running

XU Shengjia, MENG Fanhua, ZHAO Hanzhi, et al

The Department of Military Foundation, the PLA Engineering University, Nanjing Jiangsu, 211101, China.

Objective: Evaluate the difference in balance between dominant and non-dominant legs after 30min continuous running. Methods: The 18 healthy young male subjects (mean age: 21.23 ± 2.09 y; height: 176.18 ± 3.53 cm; body weight: 69.91 ± 5.21 kg) completed two 30-minute continuous runs, and recorded the total exercise load. The dominant and non-dominant leg balance tests were performed immediately and 20 minutes after the exercise. Results: There were no significant differences in heart rate, excess post-exercise oxygen consumption and training impulse between the two exercises (P > 0.05). After 20 minutes rest, the total and A-P sway path and velocity of dominant leg decreased significantly (P < 0.05), while the total, A-P and M-L sway path and velocity of non-dominant leg decreased significantly (P < 0.05), but there was no significant difference between dominant leg and non-dominant leg (P > 0.05). Conclusion: 30min continuous running did not affect the balance ability of dominant leg or non-dominant leg. There was no significant difference in the balance ability between dominant leg and non-dominant leg, but the degree of recovery after exercise was different.

Balance ability; Continuous Running; Dominant leg; Training; Balance

G808.16

A

1007―6891（2022）01―0066―04

10.13932/j.cnki.sctykx.2022.01.15

2020-03-01

2020-03-19

陆军工程大学军事理论创新课题(LLCX201903-28)；陆军工程大学教育教学研究课题（GJ1911092）。