激活后增强效应干预纵跳能力：应用策略与产生机制

梁兴悦，李端英，姬红慎，张志勇

激活后增强效应（PAP）是指通过预先的收缩活动后，肌肉收缩性能短暂增强的现象［1］，其概念的提出可追溯到1998年［2］。已有研究证明，激活后增强效应可以提高激活随后的运动性能，尤其是纵跳与冲刺能力［3］［4］。另外，PAP也用于提高某些项目的运动成绩，如篮球、游泳、田径等项目［5］［6］［7］。PAP的激活手段很多，比较常见的有杠铃深蹲、蹲跳、飞轮离心训练器等［8］。有学者对PAP相关理论进行了研究，如Blazevich等人对PAP的历史发展历程做了简要回顾［9］，Sale对PAP的机制及影响因素进行了系统论述［1］。此后，国际上对PAP的研究越来越深入，Seitz等人研究了弹道运动对PAP的作用［10］，而Maloney则是针对弹道运动的PAP效应进行了系统综述［11］。Borba等人系统归纳了PAP在田径项目中的运用，并提出PAP可以用于提高实际比赛中的运动成绩［7］。Oliveira等人则关注PAP对短跑能力的急性影响，并对此进行了Meta分析［12］。近几年，国内也开始关于PAP相关理论研究，如梁美富（2019）等探究了PAP对跑、跳、投能力的干预效果［13］。可见，PAP受到国内外学者们的广泛关注，许多学者对PAP的研究不断深入，这也为PAP理论体系的完善奠定了基础。

然而，在众多研究中，还未见到PAP干预纵跳能力的系统研究。梁美富等人系统概括了PAP对不同运动能力的作用，但是对纵跳能力没有全面深入的探讨［13］，其团队的另一项研究虽然重点研究了PAP间歇时间对纵跳能力的影响，但没有全面阐释PAP干预纵跳能力的手段、负荷量与负荷强度等策略［14］。Gouvêa等人在此前也对PAP的间歇时间进行了Meta分析，但与梁美富等人得到的研究结果有较大差异［15］。可见，目前有关PAP干预纵跳能力的应用策略尚未清晰。纵跳能力对许多项目都是非常重要的，甚至起着决定性因素，因此，本文基于大量国内外相关文献的检索，重点关注PAP干预纵跳能力的机制与应用策略，在前人的研究基础上继续深入研究PAP，通过讨论不同的激活程序与个体对PAP干预纵跳能力的影响，寻找最佳激活策略，为提高运动表现提供一定的理论参考。

1 文献检索策略

中文以“激活后增强效应、后激活增强效应、纵跳、跳跃能力”为关键词，外文以“Postactivation Potentiation、Post－Activation Potentiation、PAP、jump、jump Performances”为关键词，采用合并或单独检索的方式，在6个中外文数据库进行检索，包括CNKI、Wan Fang Data、Google Scholar、PubMed、Cochrane、Embase，最后一次检索时间为2021年4月20日，检索到的文献通过End-Note进行管理。前期尽可能地对相关文献进行收集，后期依照纳入标准进行筛选，纳入标准包括：1）研究类型必须是实验研究；2）研究的内容必须是激活后增强效应对纵跳能力的影响；3）结局指标必须采用定量统计的方式进行评估。如图一所示，最后共纳入27篇符合要求的文献，并作为定性分析的依据。

图一 文献检索流程

2 纵跳能力的PAP激活策略

PAP干预纵跳能力的需要考虑的因素很多，概括起来包括激活程序与个体因素。激活程序主要包括手段、负荷强度与负荷量、间歇时间，个体因素主要包括性别与年龄、训练水平以及力量水平。通过讨论不同的激活程序与个体对PAP的影响，寻找最佳激活策略。

2.1 PAP激活程序因素

2.1.1 激活手段

通过PAP激活程序实现纵跳能力急性增强的手段是多样的，最常见的方式为杠铃深蹲，Weber，Gasch等人在纵跳能力测试前，采用大负荷（85%1RM）进行3－5次的单组杠铃深蹲，明显提高了后续的纵跳高度［16］［17］。此外，进行快速伸缩复合训练和聚组蹲跳也可以提高纵跳能力的急性增强［18］。Tobin等人以10%自重渐增的强度，采用脚踝跳、跨栏跳、跳深的方式进行激活，在间歇1分钟与5分钟后，原地纵跳（CMJ）的值明显提高［19］。飞轮离心训练器（Flywheel）也被证明可以用于纵跳能力的激活，Beato等人对12名运动员进行了飞轮训练干预，分别采用中惯性与高惯性进行6次×3组的激活程序，在间歇6分钟后，观察到实验对象CMJ性能的增强达到峰值，该研究还发现，中惯性的飞轮训练对纵跳能力的急性影响更明显。Beato等人就飞轮离心训练器对PAP的作用进行了系统综述，认为Flywheel是一种很好的PAP激活手段，但是其负荷强度与间歇时间难以确定［20］。然而，并不是所有手段都能引起PAP对纵跳能力的增强作用。Arias等人发现，采用85%1RM的硬拉进行5次训练作为激活程序不能提高后续垂直纵跳（VJ）的表现［21］，但Scott等人认为，采用六角杠铃硬拉可以提高精英运动员的CMJ表现，甚至提高的幅度要大于杠铃深蹲［22］。Ros尝试通过壶铃训练来诱导PAP对纵跳能力产生影响，动作为壶铃摇摆与壶铃深蹲，可是，这两种手段都未能提高随后CMJ数值的增加［23］。也有学者对等长收缩对PAP的影响进行了研究，Pearson和Hussain采用最大等长半蹲作为激活手段，单组持续时间分别为3秒、5秒与7秒，结果显示，随后的CMJ值与基线值的差异P＞0.05，未产生PAP［24］。Tsolakis等人对击剑运动员纵跳能力的急性影响进行了研究，同样发现最大等长半蹲不能提高运动员随后的CMJ表现［25］。可以认为，最大等长半蹲无法作为纵跳前的PAP激活手段，在Batista的研究中，也偏向这一观点［26］。对此，Bogdanis等人采用不同肌肉收缩方式作为PAP的激活手段，三组实验分别采用3次80%1RM向心半蹲（CON）、2次80%1RM离心半蹲（ECC）、3秒90%的等长半蹲（ISO），结果显示，等长半蹲对后续的CMJ表现最有利，其次是离心半蹲［27］。Piper等人则比较了深蹲、半蹲跳、30°等长深蹲对纵跳能力的急性影响，发现这三种手段均能提高纵跳高度的急性增强，但是各组之间出现CMJ峰值的时间节点呈个性化［28］。可见，PAP激活手段是多样的，对于纵跳能力，与之动作结构最为相似的手段似乎能带来最佳的PAP效果，如杠铃深蹲、半蹲跳、下肢的快速伸缩复合训练等，此外，离心与等长工作性质的手段是否能用于纵跳能力的PAP诱导，目前还没有统一的说法。不过，PAP的影响因素还有很多，关于纵跳的最佳PAP诱导手段的研究还需要进一步深入。

表1 有关PAP激活手段的研究特征表

2.1.2 负荷强度与负荷量

PAP对纵跳能力的影响还与激活程序的负荷强度与负荷量有关。有研究指出，PAP的强弱与诱导强度有关，而疲劳的恢复速度则取决于负荷量。Fukutani等人比较了3次×1组75%1RM与3次×1组90%1RM杠铃深蹲对CMJ的影响，发现90%1RM的强度对CMJ的影响要优于75%1RM。在Penny的研究中也发现90%1RM的强度的激活效果要优于65%1RM。以上研究显示，负荷强度越大，PAP对纵跳能力的影响程度越大。Lowery等人分别采用10次×1组56%1RM、8次×1组70%1RM、6次×1组93%1RM%的杠铃深蹲作为PAP激活程序，结果显示中高等负荷强度的干预对结局指标VJ的提升最大。Bauer等人发现，6次×1组60%1RM与4次×1组90%1RM的杠铃深蹲都能产生纵跳能力的急性增强，但是PAP的强弱没有差异，Moir与Titton等人也发现，高强度、低容量的杠铃深蹲，与低强度、高容量的杠铃深蹲，产生的PAP强弱没有差异。对此，Naclerio对强度水平进行了控制，试图发现负荷量对PAP的影响，结果显示，采用80%1RM进行3次×3组与3次×1组的杠铃深蹲，3次×3组的效果要大于1次×1组的杠铃深蹲，但这项研究所关注的变量较少，不能全面反映负荷量与PAP的关系。由此可见，中高等强度的负荷强度对PAP的效果较好，负荷量应与负荷强度进行匹配，减少疲劳的产生。通常来说，负荷强度80%－90%1RM、负荷量控制在3－5次×1组的负荷搭配能最大化地促进PAP对纵跳能力的增强作用。

表2 有关PAP激活强度与量度的研究特征表

2.1.3 间歇时间

进行PAP激活程序后，还需要间歇一定的时间，才能观察到纵跳能力的增强，这是因为进行PAP诱导会在一定程度上伴随着疲劳的出现［37］。因此，进行预刺激后，要把握好间歇时间。Iacono认为，4－8分钟的间歇时间可以较好提高纵跳高度［18］，Bogdanis发现，进行预刺激后，间歇6－10分钟，纵跳能力提高程度最大［27］，在Beato的研究中，同样发现6分钟的间歇时间会导致最佳的纵跳表现［20］。Tobin与Delahunt［的研究中显示5分钟是最佳间歇时间［19］，Bauer等人的研究将最佳间歇时间划分在3－7分钟［33］。而Titton和Franchini的研究则认为，1分钟的间歇时间要分别优于3分钟与5分钟［35］。由于间歇时间的不确定性，有学者就纵跳的激活后间歇时间进行了Meta分析，Gouvêa的Meta分析显示，8－12分钟是进行预刺激后的最佳间歇时间，但需要考虑如组数、强度和激活手段等因素带来的影响［15］，不过梁美富等人的Meta分析却得到了差异较大的结果，认为0～3分钟的PAP间歇时间对纵跳的激活效果最好［14］。综上显示，关于激活后的最佳间歇时间的研究，呈现出的时间范围较大，可能是与疲劳的恢复过程有关，也可能是其他因素共同造成，因此，对于间歇时间的选择，还需要根据负荷强度、负荷量以及个体水平等因素考虑。

表3 有关PAP间歇时间的研究特征表

2.2 个体差异的考虑

2.2.1 性别与年龄

依照收缩与代谢特征，肌纤维主要可以分为两类，分别是慢肌纤维（I型肌纤维）与快肌纤维（II型肌纤维），I型肌纤维主要是耐力性纤维，收缩力量较差，II型肌纤维收缩力量好，但容易疲劳［38］。纵跳能力主要依赖于II型肌纤维的比例，有研究表明，II型肌纤维产生PAP的作用要大于I型肌纤维［39］，肌纤维比例主要由先天遗传决定，但是在一定程度上可以通过训练改变肌球蛋白重链的含量，进而提高专项所需的能力［40］。而肌纤维类型与性别、年龄有一定的关系，男性的II型肌纤维横断面积要大于女性且收缩时间更短［41］［42］。因此，性别与年龄也是PAP影响纵跳能力的重要因素。Arabatzi等人专门研究了性别与年龄对纵跳能力PAP的影响，将58名实验对象分为了少年组（10－12岁）、青少年组（14－15岁）和成人（20－25岁），每个组各包括不同性别的个体，激活程序为3×3秒的最大等长下蹲，结果显示，在男性和女性中，年龄对深蹲跳（SJ）表现的影响模式不同，男性和女性的力量峰值速率（RFD）都随着年龄的增长而明显增加（P＜0.05），PAP效应只发生在男性身上（P＜0.05），对青少年男性、男孩和女性组没有影响，PAP对成人组和青少年男性的RFD有明显的影响，而少年组中却没有［43］，出现以上结果的原因可能是男性运动员力量水平较好。众多研究表明，最大力量与PAP效应的程度之间存在正相关关系［44］［45］，也可能是因为跳跃是一项复杂的动作，除了受肌肉收缩特性的影响，还受运动控制和技术等因素的影响。这也许可以解释为什么成人产生PAP的程度要大于青少年［43］。因此，在采用PAP作为激活方式时，要充分考虑性别与年龄的影响，对于女性以及青少年儿童运动员，可以通过其他方式进行激活。

表4 有关PAP个体差异的研究特征表

2.2.2 训练水平

训练水平也是PAP影响纵跳能力的一个重要因素，训练水平高的人，其神经中枢兴奋性、肌纤维募集能力以及抗疲劳能力都会更强［46］。Batista等人比较了不同训练水平的个体之间PAP对纵跳能力的影响，23名不同训练水平的受试者参与了实验，分别为8名田径运动员，7名健美运动员，以及8名业余锻炼者。进行1RM的最大力量测试后，实验组进行了3次5秒的最大等长半蹲作为激活程序，对照组则不进行PAP激活，结果显示，没有发现各组之间在CMJ高度和起跳速度方面的差异（P ＞0.05），但在个别对象中发现了PAP的产生，因此，该研究认为受试者的训练水平对PAP的表现没有影响，但基于个别的PAP现象，教练员应该在进行PAP激活之前，单独确定哪些运动员是PAP反应［26］。Scott等人也试图比较训练水平对PAP的影响，采用六角杠铃硬拉与杠铃深蹲作为激活手段，对10名职业橄榄球运动员和10名业余橄榄球运动员分别进行了两次实验，负荷强度与负荷量为3次93%1RM，结果显示，职业橄榄球运动员与业余橄榄球运动员之间没有显著差异（p＞0.05）［22］。综上可知，Batista与Scott都认为训练水平对纵跳能力的PAP不产生影响。但是，也有研究表明，个人的训练水平会对纵跳能力的PAP产生影响。Chiu等人招募了24名受试者参与实验，包括7名国际健将运动员（ATH），与17名业余锻炼者（RT组），在进行5次90%1RM的深蹲后进行了CMJ与SJ的测试，在这次实验中，ATH组的CMJ和SJ高度增加，且ATH组的力量和功率参数明显更大（P ＞0.05），该研究显示，PAP可以作为纵跳表现前的激活方式，但对于业余锻炼者不适用［44］。由此可见，对于个体训练水平是否能影响纵跳能力的PAP，不同研究之间存在一定的争议。Chiu等人认为，精英运动员对于高强度的抗阻训练更加适应，因此对疲劳的耐受力更好［44］。也有研究认为，训练水平高的人其快肌纤维比例更高［47］。总而言之，在采用PAP作为激活方式之前，要考虑训练水平差异可能带来的影响［26］，即考虑个体PAP现象，合理地应用PAP。

2.2.3 力量水平

已经有研究证明，个体力量水平会对PAP产生影响［48］［49］。Kilduf等人发现力量水平与纵跳能力之间存在正相关关系［50］，Baker发现，在将所有受试者作为一个整体时，没有观察到PAP的显著差异，但依照力量水平进行分组后，就可以发现PAP的表现存在差异［51］，Duthie的研究中，也表明力量水平较好的个体在进行抗阻训练后拥有更大的跳跃性能提高潜力［55］。然而，在Batista与Till K的研究中，没有观察到力量水平因素带来的PAP差异［26］［50］，不过Batista的研究中，没有考虑肌纤维比例的影响，因此，不能认为PAP与力量水平无关。力量水平影响PAP的机制尚未清楚［50］［46］，可能是力量水平高的个体，其快肌纤维（II型肌纤维）比例更高，更有利于PAP效应，事实上，肌纤维比例因素对PAP的影响程度比力量水平的影响更大［52］，也有可能是力量水平高的人，其恢复能力更强，导致PAP的程度更剧烈［53］。综上，有关力量水平影响纵跳能力PAP的研究观点尚未统一，但许多研究也提供了一定的参考，因此，建议在对不同力量水平的运动员进行纵跳表现的PAP激活时，可以考虑其肌纤维比例与恢复能力。

3 PAP效应产生的机制

PAP通过预先的收缩活动后，能使肌肉收缩性能短暂增强，如前文所述对提高纵跳能力的表现也显而易见，比未用PAP有明显的区别，其产生机制主要有以下几种解释。

3.1 肌球蛋白磷酸化

PAP的主要机制被认为是肌球蛋白调节轻链的磷酸化，它使肌动蛋白与肌球蛋白的相互作用，进而对从肌浆网释放的Ca2＋更加敏感［54］［55］。肌球蛋白分子是一个六聚体，由两条重链组成，每条重链的氨基末端被归类为肌球蛋白头部，包含两个调节轻链（RLC），每个RLC都有一个特定的结合位点，用于结合一个磷酸分子，RLC的磷酸化是由肌球蛋白轻链激酶催化的，当肌肉收缩时从肌浆网释放的Ca2＋分子与钙调节蛋白钙调蛋白结合时，该酶被激活［56］。RLC磷酸化后，肌球蛋白头的结构会发生改变，增加横桥的数量，进而提高后续肌肉工作时的收缩速度［1］。

3.2 运动单位募集能力增强

募集是指用力时自主激活运动单位［57］。一旦运动单位被募集，再募集时所需的激活水平就会降［58］。运动单位的募集与去募集是依照一定的规律及顺序进行的，遵从大小原则，是指单位募集按照小运动单位到大运动单位的顺序，基于每次活化的阈值和放电频率［57］。在进行需要大运动单位参与的运动如冲刺、纵跳之前，必须要先对大运动单位进行募集，这也是对PAP机制的一种解释之一。

3.3 肌纤维羽状角的改变

人体骨骼肌中，肌纤维与肌腱的夹角称为羽状角，静息状态下，羽状角的角度在≤5°为低角度，≥30°为高角度，羽状角的角度具有很强的功能性意义，羽状角的角度增大，则传递到肌腱的力则减小［591］［60］。当肌肉处于放松状态时，筋膜的长度和羽状角存在差异，而且这些差异受关节角度的影响［61］。羽状角对肌肉力量表现有重要作用，较小的羽状角更有利于冲刺与跳跃性能的提高，Earp等人的研究发现，在最大自主收缩后的3－6分钟内，会出现羽状角减小的现象［62］，而羽状角减小更有利于肌肉的快速收缩，进而提高输出功率。

4 结论

PAP能在短期内提高纵跳能力，可以作为纵跳活动前的一种激活策略，建议采用杠铃深蹲或半蹲跳作为激活手段，负荷强度可定在80%－90%1RM，负荷量为3－5次×1组，间歇时间应充分考虑负荷强度与负荷量的搭配以及个体恢复水平。个体的性别、训练水平以及力量水平不同，其PAP激活程度不同，教练员在采用PAP作为激活策略时，充分考虑个体因素，关注激活程度较高的个体，且注意激活后疲劳的消除。