论文部分内容阅读
摘 要：目的：采用自制振动台为干预手段对下肢肌肉进行力量交变负荷力量训练，研究交变负荷力量训练对肌肉力量增长效果的影响。方法：上海体育学院体育教育专业男子跳远运动员10名，随机分为1)“交变负荷训练组”(1组，n＝5)，振动刺激的频率为20～251h，加速度为15～20m/s2；2)“传统力量训练组”(1组，n＝5)，两组共接受8周训练，实验前后一周内利用Biodex对原地纵跳能力和下肢三大关节屈伸肌肌群的一般、快速力量和功率等指标进行测定。结果：振动刺激训练能够有效地提高受试者的原地纵跳能力、肢三大关节屈伸肌肌群的一般和快速力量，组间比较具有显著性差异。结论：交变负荷力量训练法能有效地提高肌肉力量训练的效果。
在竞技体育运动中，力量素质的水平是决定运动成绩的重要体能要素之一，直接影响动作技术的完成和运动成绩的提高；因此，发展力量素质是各项运动训练的重要环节，对改进和完善动作技术和提高运动成绩以及熟练的运用战术具有重要的作用。目前所采用的大多数力量训练方法特别是传统力量训练方法并不能符合运动过程中肌肉用力的真实方式。为了进一步加强肌肉力量训练的效果，使力量训练更符合运动过程中真实的用力情况，本研究中首次采用自制的振动台对运动员进行交变负荷力量训练。利用振动台的对脚底的冲击和加速度作用使腿部的实际受力发生变化，模拟运动过程中实际的用力方式，比较符合大多数运动项目的用力特点和发力要求。本研究为今后的交变负荷力量训练提供理论基础和实验依据，并且对普及交变负荷力量训练法和寻求更为有效的力量训练手段，更好的提高肌肉力量训练的效果，作一些探讨性研究。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象 实验对象为上海体育学院体育教育专业男子径项运动员，样本含量为10，随机分为两组，I组为“交变负荷训练组”，在传统力量训练中附加振动刺激。Ⅱ组为“传统力量训练组”。受试者的一般情况见表1。
1.2 实验仪器 自制振动台(调频器)，Biodex system Ⅲ型等速测力系统，杠铃。
1．3 实验方案
1．3．1 传统力量训练方案 膝关节角度控制在110～120°做半蹲起，每周训练3欢，每次7组，以最大力量的70％、75％、80％、85％、80％、75％、70％的训练负荷分别作12、10、8、6、8、10、12次，时间间隔为2．5～3min，动作速度要求尽可能快，共训练8周。受试者最大力量每2周测定一次。
1．3．2 交变负荷训练方案 训练方案同传统力量训练组方案一致。在力量训练过程中身体站在自制的振动台，全身一直受到特定频率的垂直上下振动刺激。振动刺激的频率范围为20～25Hz，加速度为15～20m／s2。
1．4 评定指标测定 实验前后一周内，利用Biodex systemⅢ对下肢三大关节屈伸肌群等速肌力矩等指标进行测定。用非参数检验对实验数据进行统计处理。
2 实验结果
2．1 两种训练法对下肢三大关节肌群等速收缩相对峰值力矩的影响
2．1．1 两种训练法对髋关节肌群等速向心收缩相对峰值力矩的影响 八周力量训练后，两组受试者在60°／s和300°／s速度下的相对峰值力矩都有不同程度的提高。两种测试速度下，Ⅰ组实验前后髋关节肌群相对峰值力矩的增长幅度明显大干Ⅱ组，组内比较具有显著性差异(P＜0．05)。实验后组间比较，Ⅰ组屈伸肌群相对峰值力矩的增值也明显大于Ⅱ组，组间比较具有显著性差异(P＜0．01)(表1)。
2．1．2 两种训练法对膝关节肌群相对峰值力矩的影响
2．1．2．1 两种训练法对膝关节肌群等速向心收缩相对峰值力矩的影响 两种测试速度下，Ⅰ组实验前后屈伸肌肌群等速相对峰值力矩的增长程度明显大于Ⅱ组，组内比较具有显著性差异；实验后组间比较，膝关节屈伸肌肌力的增值也具有显著性差异(表2)。
2．1．2．2 两种训练法对膝关节伸肌肌群等速离心收缩相对峰值力矩的影响 经过8周系统的力量训练，两种力量训练法使Ⅰ组和Ⅱ组膝关节伸肌肌群离心收缩相对峰值力矩都有不同程度的提高。Ⅰ组股四头肌离心肌力的增大的程度明显大于Ⅱ组，提高了23．4％，组内比较具有显著性差异(P＜0．01)。实验后组间比较，股四头肌离心收缩的相对峰值力矩增值也具有显著性差异(P＜0．01)。
2．1．3 两种训练法对踝关节肌群等速向心收缩相对峰值力矩的影响 实验后，两种训练使受试者踝关节肌群60°／s和300°／s的相对峰值力矩都有不同程度的提高，Ⅰ组分别提高了34．2％和28．3％(P＜0．01)，Ⅱ组分别提高了7．3％和16．1％(P＜0．05)，组内比较具有显著性差异。实验后组间比较也具有显著性差异(表5)。
2．2 两种训练法对下肢三大关节肌群等速收缩平均功率的影响
2．2．1 两种训练法对髋关节肌群等速向心收缩平均功率的影响 经过系统的力量后，两组的平均功率都有不同程度的提高。Ⅰ组髋关节屈肌肌群在60°／s和300°／s的平均功率都有不同程度的提高，分别提高了26．7％和20．4％，组内比较具有显著性差异(P＜0．005)；Ⅱ组屈肌肌群的平均功率也具有显著性提高，但增大的幅度明显小于Ⅰ组，组间比较具有显著性差异(P＜0．05)。同样，髋关节伸肌肌群Ⅰ组增大的幅度明显大于Ⅱ组，组内比较具有显著性差异。实验后组间比较具有显著性差异(P＜0．05)(表6)。
2．2．2 两种训练法对膝关节肌群等速向心收缩平均功串的影响 经过八周系统的力量训练后，在两种测试速度下Ⅰ和Ⅱ组屈伸肌群的明显提高，组内比较都具有显著性差异(P＜0．005)。实验后，除了300°／s测试速度下两组伸肌肌群平均功率的增大程度没有显著性差异，其他测试条件下Ⅰ组的平均功率的增大幅度具显大于Ⅱ组，组内比较具有显著性差异(P＜0．05)(表7)。
2．2．3 两种训练法对踝关节肌群等速收缩平均功率的影响
经过系统的力量后，两组的平均功率都有不同程度的提高。Ⅰ组髋关节背屈肌肌群在60°／s和180°／s的平均功率都有不同程度的提高，分别提高了64．0％和68．9％，组内比较具有显著性差异(P＜0．001)；Ⅱ组屈肌肌群的平均功率也具有显著性提高，组内比较具有显著性差异，但增大的幅度明显小于Ⅰ组，组间比较具有显著性差异(P＜0．01)。同样，髋关节伸肌肌群Ⅰ组增大的幅度明显大于Ⅱ组，组内比较具有显著性差异(P＜0．05)。实验后组间比较具有显著性差异(P＜0．05)。
3 讨 论
本研究的结果显示，实验组下肢三大关节肌群在两种测试速度下的一般力量和快速力量都具有显著性提高，明显大于传统力量训练组。组间比较，肌肉力量的增长存在显著性 差异，造成这种差异的唯一条件是有无受到振动刺激。在相同的测试速度下，交变负荷力量训练组下肢三大关节除踝关节背屈和屈肌群的相对峰值力矩具有一定的差异外，其余各关节屈伸肌肌群在实验后的增值和百分比均表现出相同的变化趋势；而传统力量训练组屈伸肌肌群的增长幅度则表现出明显的差异。由此可见，交变负荷能有效的提高肌肉力量训练的效果，这为振动刺激的交变负荷训练法在动态力量训练中的应用提供了实验依据。其提高肌肉训练效果的机制可能受如下因素的影响。
首先，是由振动所产生加速度的影响。由牛顿第二定律：
N＝C+ma
可以得知，在实际的运动过程中由于加速度引起的“超重”和“失重”使负荷量在整个活动范围内时刻发生变化，对神经系统的刺激也发生同样变化，神经系统就要不断进行自身的调节以适宜运动的需要。长期接受类似刺激，机体会产生一定的适应性，从而增加了神经调节系统的反应能力和灵活性，在增大肌肉力量的同时也提高了机体的快速反应和应变能力。由于实际训练的负荷量达到甚至超过最大力量的100％。在最后用力阶段小腿三角肌和股后肌群也参与用力，因此使髋膝关节屈伸肌肌群的肌力得到同时协调的发展，踝关节背屈肌群的肌力得到显著性的提高。
其次，可能是由于肌肉神经调节机能的改善。生理学研究表明，通过振动刺激能使肌肉在克服特定负荷的前提下，募集更多甚至全部运动单位参加活动，增大了肌肉的力量的同时，提高了对Ⅱ型纤维的训练效果，进而导致快肌纤维百分比提高，增加了肌肉的爆发力。同时振动刺激在激活大量初级肌梭Ⅰα传入纤维提高其活性的同时也激活腱器，增加腱器的活性，其兴奋能增加对抗肌的活性。因此，振动力量训练在增加主动肌的活性提高肌肉力量的同时，对抗肌的力量也得到相应的协调的增长。克服了以往常规力量训练屈伸肌肌群力量得不到同时发展的局限，避免了因屈—伸肌力量发展不均衡造成的肌肉拉伤以及运动成绩停滞不前的现象。
当肌肉进行主动收缩，但由于外力的作用它的长度被拉长(例如，重量负荷、其它肌肉产生的力等等)，那么肌肉就处于离心活动。离心肌力对提高肌肉弹性势能的利用和抗缓冲能力以及运动损伤的预防具有良好的作用效果。大量的研究表明，离心和向心运动中运动单位行为存在差异，与向心活动相比，在离心活动中似乎有更多高阈值的运动单位被使用。振动刺激引起的神经调节反射能够刺激高阈值的运动单位使之活动的数量增大。同时附加振动刺激训练时，由于借助器械引起的身体振荡能够提高肌肉弹性势能的利用。因此，由机械性振动刺激引起的身体振荡的交变负荷训练法能显著地提高肌肉的离心力，对肌肉离心力的训练具有较好的作用效果。
4 结 论
1)通过振动刺实现的交变负荷训练法，能有效的提高肌肉力量训练的效果。
2)通过振动刺激实现的交变负荷训练法能同时提高下肢屈伸肌肌群的一般力量和快速力量，使屈伸肌群的肌力得到同时协调的发展。
3)运动员在接受通过振动刺激实现的交变负荷训练法训练时无明显不适现象，完全可以在实际力量训练中采用。
在竞技体育运动中，力量素质的水平是决定运动成绩的重要体能要素之一，直接影响动作技术的完成和运动成绩的提高；因此，发展力量素质是各项运动训练的重要环节，对改进和完善动作技术和提高运动成绩以及熟练的运用战术具有重要的作用。目前所采用的大多数力量训练方法特别是传统力量训练方法并不能符合运动过程中肌肉用力的真实方式。为了进一步加强肌肉力量训练的效果，使力量训练更符合运动过程中真实的用力情况，本研究中首次采用自制的振动台对运动员进行交变负荷力量训练。利用振动台的对脚底的冲击和加速度作用使腿部的实际受力发生变化，模拟运动过程中实际的用力方式，比较符合大多数运动项目的用力特点和发力要求。本研究为今后的交变负荷力量训练提供理论基础和实验依据，并且对普及交变负荷力量训练法和寻求更为有效的力量训练手段，更好的提高肌肉力量训练的效果，作一些探讨性研究。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象 实验对象为上海体育学院体育教育专业男子径项运动员，样本含量为10，随机分为两组，I组为“交变负荷训练组”，在传统力量训练中附加振动刺激。Ⅱ组为“传统力量训练组”。受试者的一般情况见表1。
1.2 实验仪器 自制振动台(调频器)，Biodex system Ⅲ型等速测力系统，杠铃。
1．3 实验方案
1．3．1 传统力量训练方案 膝关节角度控制在110～120°做半蹲起，每周训练3欢，每次7组，以最大力量的70％、75％、80％、85％、80％、75％、70％的训练负荷分别作12、10、8、6、8、10、12次，时间间隔为2．5～3min，动作速度要求尽可能快，共训练8周。受试者最大力量每2周测定一次。
1．3．2 交变负荷训练方案 训练方案同传统力量训练组方案一致。在力量训练过程中身体站在自制的振动台，全身一直受到特定频率的垂直上下振动刺激。振动刺激的频率范围为20～25Hz，加速度为15～20m／s2。
1．4 评定指标测定 实验前后一周内，利用Biodex systemⅢ对下肢三大关节屈伸肌群等速肌力矩等指标进行测定。用非参数检验对实验数据进行统计处理。
2 实验结果
2．1 两种训练法对下肢三大关节肌群等速收缩相对峰值力矩的影响
2．1．1 两种训练法对髋关节肌群等速向心收缩相对峰值力矩的影响 八周力量训练后，两组受试者在60°／s和300°／s速度下的相对峰值力矩都有不同程度的提高。两种测试速度下，Ⅰ组实验前后髋关节肌群相对峰值力矩的增长幅度明显大干Ⅱ组，组内比较具有显著性差异(P＜0．05)。实验后组间比较，Ⅰ组屈伸肌群相对峰值力矩的增值也明显大于Ⅱ组，组间比较具有显著性差异(P＜0．01)(表1)。
2．1．2 两种训练法对膝关节肌群相对峰值力矩的影响
2．1．2．1 两种训练法对膝关节肌群等速向心收缩相对峰值力矩的影响 两种测试速度下，Ⅰ组实验前后屈伸肌肌群等速相对峰值力矩的增长程度明显大于Ⅱ组，组内比较具有显著性差异；实验后组间比较，膝关节屈伸肌肌力的增值也具有显著性差异(表2)。
2．1．2．2 两种训练法对膝关节伸肌肌群等速离心收缩相对峰值力矩的影响 经过8周系统的力量训练，两种力量训练法使Ⅰ组和Ⅱ组膝关节伸肌肌群离心收缩相对峰值力矩都有不同程度的提高。Ⅰ组股四头肌离心肌力的增大的程度明显大于Ⅱ组，提高了23．4％，组内比较具有显著性差异(P＜0．01)。实验后组间比较，股四头肌离心收缩的相对峰值力矩增值也具有显著性差异(P＜0．01)。
2．1．3 两种训练法对踝关节肌群等速向心收缩相对峰值力矩的影响 实验后，两种训练使受试者踝关节肌群60°／s和300°／s的相对峰值力矩都有不同程度的提高，Ⅰ组分别提高了34．2％和28．3％(P＜0．01)，Ⅱ组分别提高了7．3％和16．1％(P＜0．05)，组内比较具有显著性差异。实验后组间比较也具有显著性差异(表5)。
2．2 两种训练法对下肢三大关节肌群等速收缩平均功率的影响
2．2．1 两种训练法对髋关节肌群等速向心收缩平均功率的影响 经过系统的力量后，两组的平均功率都有不同程度的提高。Ⅰ组髋关节屈肌肌群在60°／s和300°／s的平均功率都有不同程度的提高，分别提高了26．7％和20．4％，组内比较具有显著性差异(P＜0．005)；Ⅱ组屈肌肌群的平均功率也具有显著性提高，但增大的幅度明显小于Ⅰ组，组间比较具有显著性差异(P＜0．05)。同样，髋关节伸肌肌群Ⅰ组增大的幅度明显大于Ⅱ组，组内比较具有显著性差异。实验后组间比较具有显著性差异(P＜0．05)(表6)。
2．2．2 两种训练法对膝关节肌群等速向心收缩平均功串的影响 经过八周系统的力量训练后，在两种测试速度下Ⅰ和Ⅱ组屈伸肌群的明显提高，组内比较都具有显著性差异(P＜0．005)。实验后，除了300°／s测试速度下两组伸肌肌群平均功率的增大程度没有显著性差异，其他测试条件下Ⅰ组的平均功率的增大幅度具显大于Ⅱ组，组内比较具有显著性差异(P＜0．05)(表7)。
2．2．3 两种训练法对踝关节肌群等速收缩平均功率的影响
经过系统的力量后，两组的平均功率都有不同程度的提高。Ⅰ组髋关节背屈肌肌群在60°／s和180°／s的平均功率都有不同程度的提高，分别提高了64．0％和68．9％，组内比较具有显著性差异(P＜0．001)；Ⅱ组屈肌肌群的平均功率也具有显著性提高，组内比较具有显著性差异，但增大的幅度明显小于Ⅰ组，组间比较具有显著性差异(P＜0．01)。同样，髋关节伸肌肌群Ⅰ组增大的幅度明显大于Ⅱ组，组内比较具有显著性差异(P＜0．05)。实验后组间比较具有显著性差异(P＜0．05)。
3 讨 论
本研究的结果显示，实验组下肢三大关节肌群在两种测试速度下的一般力量和快速力量都具有显著性提高，明显大于传统力量训练组。组间比较，肌肉力量的增长存在显著性 差异，造成这种差异的唯一条件是有无受到振动刺激。在相同的测试速度下，交变负荷力量训练组下肢三大关节除踝关节背屈和屈肌群的相对峰值力矩具有一定的差异外，其余各关节屈伸肌肌群在实验后的增值和百分比均表现出相同的变化趋势；而传统力量训练组屈伸肌肌群的增长幅度则表现出明显的差异。由此可见，交变负荷能有效的提高肌肉力量训练的效果，这为振动刺激的交变负荷训练法在动态力量训练中的应用提供了实验依据。其提高肌肉训练效果的机制可能受如下因素的影响。
首先，是由振动所产生加速度的影响。由牛顿第二定律：
N＝C+ma
可以得知，在实际的运动过程中由于加速度引起的“超重”和“失重”使负荷量在整个活动范围内时刻发生变化，对神经系统的刺激也发生同样变化，神经系统就要不断进行自身的调节以适宜运动的需要。长期接受类似刺激，机体会产生一定的适应性，从而增加了神经调节系统的反应能力和灵活性，在增大肌肉力量的同时也提高了机体的快速反应和应变能力。由于实际训练的负荷量达到甚至超过最大力量的100％。在最后用力阶段小腿三角肌和股后肌群也参与用力，因此使髋膝关节屈伸肌肌群的肌力得到同时协调的发展，踝关节背屈肌群的肌力得到显著性的提高。
其次，可能是由于肌肉神经调节机能的改善。生理学研究表明，通过振动刺激能使肌肉在克服特定负荷的前提下，募集更多甚至全部运动单位参加活动，增大了肌肉的力量的同时，提高了对Ⅱ型纤维的训练效果，进而导致快肌纤维百分比提高，增加了肌肉的爆发力。同时振动刺激在激活大量初级肌梭Ⅰα传入纤维提高其活性的同时也激活腱器，增加腱器的活性，其兴奋能增加对抗肌的活性。因此，振动力量训练在增加主动肌的活性提高肌肉力量的同时，对抗肌的力量也得到相应的协调的增长。克服了以往常规力量训练屈伸肌肌群力量得不到同时发展的局限，避免了因屈—伸肌力量发展不均衡造成的肌肉拉伤以及运动成绩停滞不前的现象。
当肌肉进行主动收缩，但由于外力的作用它的长度被拉长(例如，重量负荷、其它肌肉产生的力等等)，那么肌肉就处于离心活动。离心肌力对提高肌肉弹性势能的利用和抗缓冲能力以及运动损伤的预防具有良好的作用效果。大量的研究表明，离心和向心运动中运动单位行为存在差异，与向心活动相比，在离心活动中似乎有更多高阈值的运动单位被使用。振动刺激引起的神经调节反射能够刺激高阈值的运动单位使之活动的数量增大。同时附加振动刺激训练时，由于借助器械引起的身体振荡能够提高肌肉弹性势能的利用。因此，由机械性振动刺激引起的身体振荡的交变负荷训练法能显著地提高肌肉的离心力，对肌肉离心力的训练具有较好的作用效果。
4 结 论
1)通过振动刺实现的交变负荷训练法，能有效的提高肌肉力量训练的效果。
2)通过振动刺激实现的交变负荷训练法能同时提高下肢屈伸肌肌群的一般力量和快速力量，使屈伸肌群的肌力得到同时协调的发展。
3)运动员在接受通过振动刺激实现的交变负荷训练法训练时无明显不适现象，完全可以在实际力量训练中采用。