不同界面训练干预对爆发力及肌肉损伤的比较研究

王志峰 包大鹏

(1.西北工业大学体育部 陕西西安 710072;2.北京体育大学 北京 100084)

下肢爆发力对于各运动项目的重要性不言而喻，在一些球类项目中，不仅要求运动员具备较好的下肢单次爆发力表现，而且需要出色的连续爆发力能力，这已成为提升运动表现的重要突破口。目前，快速伸缩复合训练法对于爆发力的提升效果已经得到业内共识。这种训练通常是在木地板、塑胶地面等较硬介质上练习，这样可以最大限度地提升肌肉收缩速度并获得最大地面反作用力，这对于硬介质上快速伸缩复合训练是有利的。然而，从运动防护的角度来讲，在跳起腾空后落地的刹那，下肢关节、肌肉、韧带等软组织将会承受1～7 倍体重的冲击负荷。长此以往，在硬地面上训练势必会对下肢支撑部位带来损伤。因此，在安排快速伸缩复合训练计划时，训练界面的选择是影响效果的重要因素。

从运动生理学、生物化学微观角度来看，当肌细胞出现代谢性障碍、肌纤维细微结构发生损伤、血常规化验、肌电图监测呈现这类异常表现时，即可判定为运动性肌肉损伤（Exercise-induced muscle damage，EIMD）。这种损伤是由过大的负荷刺激导致，严重者会影响正常的训练和竞赛。正常生理状态下，细胞膜的细微结构保持完整性，蛋白质和酶类等生物大分子游离于细胞内部，这类蛋白质分子有肌酸激酶（creatine kinase，CK）、乳酸脱氢酶（lactate dehydrogenase，LDH）和肌红蛋白（myoglobin，Mb），它们很少会进入血液中。但是机体在承受大量的、高强度的离心式负荷后，会使细胞膜结构出现不同程度的破损，细胞膜的通透性增大致使蛋白质分子外流入血液中。因此，通过检测血液中CK、LDH、Mb的含量便可判断肌肉的损伤程度。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

该研究选取16 名男性大学生作为实验对象，要求受试者具备较好的身体运动能力，且有12个月以上的抗阻训练经历，半年内没有出现过背部及下肢损伤。所有受试者接受1RM深蹲测试，符合下肢蹬起1.5倍以上自身体重者即可入组。将受试者随机分成沙地组、硬地组各8人。

1.2 研究方法

1.2.1 实验法

（1）实验场地和器材

实验场地：沙地快速伸缩复合训练安排在室内的跳远沙坑内进行，沙坑边长为6m、宽为3m，沙的厚度保持在15cm，确保沙面的干燥。硬地组设置在沙坑附近的塑胶跑道上进行，分离出与沙坑同等大小的区域，确保周围无任何障碍物。

所需器材：跳箱、小栏架、高栏架、秒表、标志盘。

（2）实验数据收集与处理

运动学和动力学数据采集与处理：沙地和硬地两组受试者分别接受训练干预前和训练干预后的下肢爆发力测试，测试动作为CMJ和6次连续下蹲跳（以下简写为6 CMJ）。测试地点在北京体育大学科研楼测试大厅。通过Kistler 9281CA 三维测力台和Motion Analysis Raptor-4 动作采集系统对纵跳测试进行数据同步采集，采集频率分别为1000Hz 和200Hz。原始的运动学数据通过Motion Analysis 自带软件CORTEX 和Micro‐soft Office Excel进行处理。

血液指标的采集及处理：采用UniCel DxC 800 Synchron全自动生化分析仪对血清肌酸激酶（CK）和血清乳酸脱氢酶（LDH）进行检测，用UniCel DxI 800全自动免疫分析仪对血清肌红蛋白（Mb）进行检测。所有血液样本用北京白洋医用离心机有限公司生产的型号为52A的台式离心机进行血清分离。

1.2.2 数理统计法

将收集的实验数据采用SPSS 17.0 进行处理分析，统计描述采用“平均数±标准差”（M±SD）表示，根据实验设计，对测试指标采用双因素重复测量方差分析，以＜0.05表示具有显著性差异；>0.05表示无显著性差异。

2 研究结果

2.1 沙地和硬地快速伸缩复合训练对CMJ纵跳的动力学影响

统计结果如表1所示，沙地组训练干预后，GRF 由2.31±0.08BW 增加至2.57±0.15BW（<0.05）。蹬伸冲量 由0.27±0.01BW·s 增加至0.30±0.04BW·s（<0.05）。峰值功率由54.10±4.79W/kg 增加至60.48±4.58W/kg（<0.05）。硬地组训练后GRF 和蹬伸冲量、峰值功率训练前后有显著性差异（<0.05）。当对沙地组和硬地组进行组间比较时，检验结果为两组间无显著性差异（>0.05）。

表1 CMJ纵跳动力学参数

2.2 沙地和硬地快速伸缩复合训练对6 次连续纵跳的动力学影响

统计结果如表2 所示，沙地组纵跳高度由41.23±2.73cm 增加至48.72±2.91cm（<0.05）；最大地面反作用力由2.46±0.23BW 增加至2.72±0.38BW（<0.05）。缓冲冲量和蹬伸冲量分别增加了0.08BW·s和0.12BW·s（<0.05）。峰值功率由52.80±3.35W/kg 增加至59.79±2.88W/kg（<0.05）。硬地组训练干预后最大地面反作用力由2.47±0.29BW 增加至2.69±0.13BW（<0.05）；蹬伸冲量由0.25±0.06BW·s 增加至0.27±0.03BW·s（P<0.05），峰值功率则由53.17±3.31W/kg 增加至55.06±3.94W/kg（<0.05）。而缓冲冲量无显著性差异（>0.05）。沙地组与硬地组组间进行比较，沙地组缓冲冲量、蹬伸冲量和峰值功率显著高于硬地组，差异显著（<0.05）。而最大地面反作用力两组间无显著差异（>0.05）。

表2 连续纵跳动力学参数

2.3 沙地和硬地快速伸缩复合训练对肌肉损伤风险的影响

统计结果如表3 所示，第一训练周，沙地组CK 在训练结束后即刻显著上升，在第24h达到峰值，硬地组也出现同样的上升趋势。但沙地与硬地组间进行比较时，硬地组训练后即刻血清CK 比沙地组高101.18u/L，训练后24h硬地组比沙地组高186.64u/L，差异显著，经检验<0.05。血清LDH 基本呈现出相同的变化趋势，沙地和硬地组间进行比较时，硬地组训练后即刻、24h分别比沙地组高33.89u/L和90.64u/L，组间有显著性差异（<0.05）。血清Mb值峰值出现在训练后即刻，在第24h，基本恢复安静值。沙地与硬地相比，硬地组在训练后即刻血清Mb 值比沙地组高72.58ng/ml（<0.05），训练后24h基本恢复安静值。训练后24h，硬地组显著高于沙地组（<0.05）。

表3 第一周训练后血清CK、LDH、Mb的变化

3 讨论

3.1 沙地和硬地快速伸缩复合训练对下肢爆发力影响的分析

研究结果显示，经过6 周快速伸缩复合训练干预后，沙地组和硬地组在CMJ 纵跳测试中纵跳高度均提高显著，说明在沙地和硬地两种界面下进行快速伸缩复合训练均可以提高下肢爆发。从组内来看，沙地组经过6周快速伸缩复合训练后，CMJ纵跳测试动力学的表现为蹬地反作用力加大，蹬伸冲量提高，产生了更大的峰值功率。而硬地组经过6 周快速伸缩复合训练后，动力学参数变化与沙地组一致。发生这种变化的原因是快速伸缩复合训练作为一种特殊的肌肉收缩形式，包含了肌肉离心收缩、离心收缩与向心收缩转换以及向心收缩3 个时相，这种组合式的肌肉收缩形式产生的收缩效应比单纯的离心或向心收缩大得多，可以产生更高的功率输出，而这一切归功于弹性势能的储存与释放以及牵张反射机制。这种肌肉收缩机制能提高肌肉收缩速度和力量。

3.2 沙地和硬地快速伸缩复合训练对下肢连续爆发力影响的分析

经过组间对比，沙地组和硬地的平均连续纵跳高度有显著差异，沙地组平均纵跳高度显著高于硬地组。动力学数据表明，沙地组的蹬地反作用力、蹬伸冲量以及峰值功率均高于硬地组。以往研究认为，硬地面作为一种稳固的介质，刚度等级较高。但硬地会给下肢关节和软组织施加较高的冲击力，而且，硬地面较短的缓冲时间和高冲击力会对本体感受器腱梭产生抑制，这是对于肌肉充分收缩十分不利的因素。柔软的沙地使快速伸缩复合训练过程中缓冲和蹬伸阶段的时间增加，从而增加动作幅度，使下肢伸肌群在向心收缩之前就建立活化状态，这样可以增加运动单位的募集，动员更多的肌纤维参与工作，产生更大的收缩力，因此受试者在沙地的做功要高于硬地。其次，在硬地上连续纵跳时下肢臀大肌、股四头肌、小腿三头肌等肌群参与主要的收缩工作。但在沙地上训练时，由于沙地界面具有不稳定的特点，受试者不仅需要下肢主要屈肌和伸肌肌群的收缩，而且需要股内侧肌、股外侧肌、踝关节周围肌群参与收缩，加强了主动肌与拮抗肌、固定肌与协同肌之间的协调收缩，所以产生了更大的收缩力量。另外，在沙地的不稳定界面也能刺激到机体的核心肌群参与工作，核心肌群稳定脊柱为下肢肌群收缩创造条件，继而优化四肢动力链的传导。在受试者接受了6周的快速伸缩复合训练后，其下肢的蹬伸力量得到明显提升，当受试者从沙地转移至硬地继续进行连续纵跳时，由于沙地跳跃的技术已然定型，起跳时，会增加起跳蹬伸幅度，动员更多的肌纤维参与收缩，从而提高了纵跳高度。因此，表现为沙地在连续爆发力方面优于硬地。

4 结语

在沙地和硬地两种界面上执行快速伸缩复合训练，均能提高下肢单次爆发力能力，力学特征表现为，训练干预后蹬地反作用力增加，产生更高的蹬伸冲量和峰值功率，但两种界面之间在提升效果上没有明显差别。沙地界面快速伸缩复合训练在提高连续爆发力能力上效果优于硬地界面，对于一些球类项目而言，需要频繁跳跃、连续跳跃来创造佳绩，推荐教练员和运动员在实施快速伸缩复合训练时，可以考虑选择沙地环境。并且，沙地快速伸缩复合训练产生的肌肉微损伤情况明显低于硬地，是安全的训练环境。