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探讨振动训练对足球运动员力量训练的意义

添加时间:2019-03-04 11:21 来源:中国组织工程研究 作者:余宏 刘琰
  摘要:背景:振动训练作为一种新兴的肌肉力量训练方法, 在国外众多领域得到广泛开展。足球作为下肢引导类运动项目之一, 对下肢力量素质提出了更高的要求。目的:通过对比分析振动训练和传统力量训练对足球运动员膝关节屈伸肌群肌肉力量的作用, 探讨振动训练对足球运动员力量训练的意义。方法:将20名大学生男性足球运动员随机分为2组, 每组10人。振动组采用连续8周、30 Hz频率、2 mm振幅的振动训练, 对照组采用无振动的传统下肢力量训练。训练前后分别在60 (°) /s和180 (°) /s角速度下对运动员膝关节屈、伸肌群峰力矩、到达峰力矩的时间及总功进行测试。结果与结论:①训练后2组在60, 180 (°) /s角速度下峰值力矩均显著升高 (P <0.05) , 在60 (°) /s角速度下2组组间比较峰值力矩差异显著 (P <0.05) , 180 (°) /s角速度下组间峰值力矩比较无显著差异 (P> 0.05) ;②在180 (°) /s角速度下与训练前比较, 2组到达峰值力矩时间显著降低 (P <0.05) , 组间比较无显著差异 (P>0.05) ;③在60, 180 (°) /s角速度下2组总功训练后显著升高 (P <0.05) , 振动组屈、伸肌总功显著大于对照组 (P <0.05) ;④结果说明, 采用连续8周、30 Hz频率、2 mm振幅的振动训练方案可有效提高大学生足球运动员膝关节屈、伸肌最大力量、爆发力和肌肉耐力;在提高最大力量和肌肉耐力方面, 振动训练优于传统力量训练;在提高肌肉爆发力上, 振动训练与传统力量训练相比未见明显优势。
 
  关键词:振动训练; 足球运动员; 膝关节; 屈伸肌; 力量训练; 肌肉爆发力; 肌肉耐力;
 
 
  文题释义:
 
  振动训练:作为一种新兴的肌肉力量训练方法, 在国外众多领域得到广泛开展。振动训练区别于其他力量训练方法的最大特点是能够以相对较小的附加负荷有效地提高肌肉的最大力量、快速力量及力量耐力。Bosco的研究表明, 振动训练后即刻就可检测到肌肉收缩功率的明显提高。
 
  肌力:是指肢体作随意运动时肌肉收缩的力量。检查方法是嘱患者上下肢依次作各关节伸、屈运动, 并克服检查者所给的阻力, 观察肌力是否正常、减退或瘫痪, 并注意瘫痪部位。一般上肢作上臂的外展、内收、前臂伸屈、腕的伸屈、手指的外展、内收、握拳;下肢作屈髋、小腿伸屈, 足跖及背屈等。在病情需要时, 尚需对有关的每个肌肉进行分别检查。
 
  0 引言Introduction
 
  振动训练作为一种新兴的肌肉力量训练方法, 在国外众多领域得到广泛开展。振动训练区别于其他力量训练方法的最大特点是能够以相对较小的附加负荷有效地提高肌肉的最大力量、快速力量及力量耐力[1]。Bosco等[2]的研究表明, 振动训练后即刻就可检测到肌肉收缩功率的明显提高。足球作为下肢引导类运动项目之一, 对下肢力量素质提出了更高的要求。从训练对力量的效应角度来说, 现代足球运动不仅要求运动员具备较好的力量耐力, 同时也需要具备较好的快速力量素质。如何科学有针对性地对足球运动员实施专项力量训练, 是摆在足球专项训练领域专家学者面前的重要课题。通过文献资料查阅, 关于振动训练运用于足球运动训练的文献较多, 但专门研究大学生足球运动员膝关节屈伸肌群肌肉力量的文献非常少, 鉴于此, 文章以大学生足球运动员为研究对象, 随机分为传统力量训练组 (对照组) 和振动训练组 (振动组) 2组进行对比试验, 将振动训练应用于足球运动员下肢力量训练中, 在探讨振动训练对最大力量及爆发力的作用效果的同时, 寻求能够有效提高大学生足球运动员力量素质的手段和方法, 为中国足球专项力量训练方法体系和建立振动力量训练模式提供实证。
 
  1 对象和方法Subjects and methods
 
  1.1 设计
 
  分组对照观察。
 
  1.2 时间及地点
 
  试验于2017年5至6月在四川省广汉市完成。
 
  1.3 对象
 
  中国民航飞行学院20名在校大学生足球运动员, 均为男性, 将其随机分为传统力量训练组 (对照组) 和振动训练组 (振动组) 2组, 每组10人。
 
  纳入标准: (1) 所有受试者身体健康, 近1年内无下肢运动损伤及其他限制上下肢运动的疾病, (2) 由同一名教练员指导专项训练, 执行相同训练计划; (3) 受试者自愿参加并对试验完全知情同意, 并签署知情同意书。
 
  排除标准: (1) 身体不健康、有伤病; (2) 不是同一名教练员指导的足球运动员; (3) 非自愿参加试验。
 
  1.4 方法
 
  1.4.1 训练方法
 
  振动训练法[3]:振动训练采用美国产Power Plate振动训练仪。振动组训练采用频率为30 Hz, 振幅为2 mm, 振动时间为30 s。训练时, 受试者直立于振动训练仪平台上, 手持事先准备的质量为8 RM (RM:最大重复次数) 的杠铃水平置于肩膀上方, 保持腰部直立, 下肢缓缓半蹲至膝关节150°位置, 此时保持身体重心在训练仪平台中心, 再慢慢起身至直立;重复动作8次为1组, 每天进行5组, 组间间隔1 min, 每周进行3次力量训练, 共持续8周时间。期间经常检查并调节杠铃质量。
 
  对照组训练方案相同, 同样在振动训练仪平台上进行力量训练, 但训练过程中无振动刺激。
 
  1.4.2 指标测试方法
 
  测试仪器为CYBEX-6000型等速测试系统 (美国) , 主要测试膝关节屈伸肌群肌力[4]。受试者坐在等速系统座椅上, 保持膝和髋关节90°屈曲。固定受试者的双侧肩部、腰部、大腿部和踝部, 仅保留膝关节的屈伸活动, 阻力垫固定在小腿踝关节略上方, 尽可能减少无关部位的运动。等速系统旋转轴与膝关节旋转轴对齐, 测试内容为优势侧膝关节的等速向心屈伸运动。测试前受试者进行3次亚极量屈伸运动约10 min的准备活动以适应仪器, 然后在60 (°) /s (慢速) 和180 (°) /s (快速) 条件下进行正式测试, 测试中每个速度重复3次, 取其最高值, 每次测试间隔时间为20 s。测试指标包括峰力矩和到达峰力矩的时间及总功。
 
  1.5 主要观察指标
 
  (1) 2组膝关节屈伸肌群峰值力矩比较; (2) 2组膝关节屈伸肌群到达峰值力矩时间比较; (3) 2组膝关节屈伸肌群总功比较。
 
  1.6 统计学分析
 
  所有数据均通过SPSS for Windows19.0统计分析软件进行处理, 测试结果均以_x±s表示, 组间比较采用独立样本t检验, 组内比较采用配对t检验, 显著性差异为P<0.05。
 
  2 结果Results
 
  2.1 参与者数量分析
 
  纳入受试者20人, 分为2组, 试验过程无脱落, 全部进入结果分析。
 
  2.2 两组受试者基线资料分析
 
  2组基本资料进行统计学比较, 差异无显著性意义。见表1。
 
  表1 两组受试者基本情况 (±s, n=10)

 
  2.3 训练前后2组膝关节屈伸肌群峰值力矩比较
 
  由表2, 3可见, 从膝关节屈、伸肌峰值力矩的变化来看, 训练后在60 (°) /s测试条件下, 2组膝关节屈、伸肌峰值力矩均有升高 (P<0.05) , 2组组间比较差异有显著性意义 (P<0.05) ;在180 (°) /s测试条件下, 2组膝关节屈、伸肌峰值力矩均有升高 (P<0.05) , 组间比较差异无显著性意义 (P>0.05) 。
 
  表2 两组训练前后60 (°) /s角速度下膝屈伸肌群峰值力矩比较 

 
  表注:与训练前比较, aP<0.05;训练后与对照组比较, bP<0.05。
 
  表3 两组训练前后180 (°) /s角速度下膝屈伸肌群峰值力矩比较

 
  表注:与训练前比较, aP<0.05。
 
  2.4 训练前后2组膝关节屈伸肌群到达峰值力矩时间比较
 
  由表4见, 从训练前后膝关节屈、伸肌在180 (°) /s测试条件下到达峰值力矩时间的变化来看, 经过训练后, 振动组与对照组膝关节屈、伸肌峰值力矩时间有一定程度的降低 (P<0.05) ;训练后振动组膝关节屈、伸肌群峰值力矩时间减少幅度虽多于对照组, 但组间比较差异无显著性意义 (P>0.05) 。
 
  表4 两组训练前后180 (°) /s角速度下到达峰值力矩时间比较Table 4 

 
  表注:与训练前比较, aP<0.05。
 
  2.5 训练前后2组膝关节屈伸肌群总功比较
 
  由表5, 6可见, 从训练前后膝关节屈、伸肌总功的变化来看, 经过训练后, 不论是在60 (°) /s还是在180 (°) /s等速测试条件下, 振动组与对照组膝关节屈、伸肌总功有一定程度的增长, 其中2组膝关节伸肌总功和屈肌总功差异有显著性意义 (P<0.05) 。
 
  表5 两组训练前后60 (°) /s角速度下膝屈伸肌群总功比较 (±s, n=10, J)

 
  表注:与训练前比较, aP<0.05;与对照组比较, bP<0.05。
 
  表6 两组训练前后180 (°) /s角速度下膝屈伸肌群总功比较 (±s, n=10, J) 

 
  表注:与训练前比较, aP<0.05;与对照组比较, bP<0.05。
 
  3 讨论Discussion
 
  振动训练已逐渐成为国际上较为认可的增加肌肉力量、提高运动成绩的新方法[5,6,7,8,9,10,11,12,13,14]。目前, 振动训练所需的最适宜振幅和频率尚无统一定论, 其增强神经肌肉性能的机制也仍在探索中。对于足球运动项目而言, 快速力量能力是决定运动成绩的主要因素之一, 是教练员训练中最重视的环节, 因此, 将振动训练引入到足球运动员力量训练中, 对于提高运动员的竞技能力具有非常重要的意义。
 
  有研究报道振动训练可提高骨骼肌力量。Issurin等[15]在研究中对普通男性进行3周大负荷肘关节力量训练, 发现振动组和对照组力量均增加, 振动组明显高于对照组。Delecluse等[16]研究中发现, 12周的振动训练后, 与采用无振动训练的对照组相比, 振动组膝关节等张收缩力量明显提高。此次研究严格控制变量, 振动组和对照组在8周训练中, 外界环境、场地设施、力量训练器械与负荷方案完全一致, 将振动刺激控制为单一变量, 以便更加客观、明确地了解振动训练的效果。峰值力矩是膝关节屈、伸运动过程中的最大力矩值, 能够反映运动员膝关节伸、屈肌群最大肌力和绝对力量水平。峰值力矩测试在60 (°) /s时, 以募集Ⅰ型纤维为主, 反映肌肉的最大力量;在180 (°) /s时, 以募集Ⅱ型纤维为主, 反映肌肉的快速力量。此次研究结果显示, 与训练前比较, 在60 (°) /s测试条件下, 训练后2组膝关节屈、伸肌峰值力矩 (峰值力矩60) 显著升高 (P<0.05) , 2组组间比较, 振动组较对照组峰值力矩60显著升高 (P<0.05) , 提示振动训练和传统力量训练均能有效提高膝关节屈、伸肌群最大力量, 振动训练效果优于传统力量训练。在180 (°) /s测试条件下, 训练后2组膝关节屈、伸肌峰值力矩 (峰值力矩180) 显著升高 (P<0.05) , 2组组间比较不具显著性差异 (P>0.05) , 提示振动训练和传统力量训练均能有效提高膝关节屈、伸肌群快速力量, 但振动训练较传统力量训练不具优势性。
 
  到达峰值力矩的时间:是指肌肉开始收缩至达到最大力矩的时间, 同肌肉的爆发力有很大关系, 可作为肌肉爆发力的客观指标。此次研究结果显示在180 (°) /s角速度下, 训练后振动组与对照组膝关节屈、伸肌峰值力矩时间有一定程度的降低 (P<0.05) , 2组组间比较不具显著性差异 (P>0.05) , 提示振动训练和传统力量训练能有效提高膝关节屈伸肌群爆发力, 但振动训练较传统力量训练不具优势性。这一结果与此次研究中180 (°) /s测试条件下2组膝关节屈、伸肌峰值力矩180变化保持一致。
 
  总功反映了肌群收缩过程中总体做功能力, 数值的大小受到重复次数、负荷重量的影响, 三者之间呈正比的关系, 因此, 总功也能反映运动员的肌肉耐力水平。此次研究结果显示, 不论是在60 (°) /s还是在180 (°) /s等速测试条件下, 训练后振动组与对照组膝关节屈、伸肌总功有一定程度的增长, 其中2组膝关节伸肌总功和振动组屈肌总功在训练后具有显著性差异 (P<0.05) , 组间比较具有显著差异 (P<0.05) , 提示振动训练可有效提高膝关节屈、伸肌耐力水平, 而传统力量训练仅对膝关节伸肌耐力水平提高效果显著, 其对屈肌耐力水平的提高未见明显作用。在提高肌肉耐力方面, 振动训练优于传统力量训练, 这与邓京婕[17]研究报道一致。研究认为振动力量训练对肌肉耐力水平的促进作用主要是因为长期振动刺激导致肌群的适应以及总体做功能力提高造成的。
 
  目前, 有关振动训练对神经肌肉系统的作用机制, 学者给出了大量的相关假说机制, 主要包括振动紧张反射、振动引起的知觉改变、运动神经元兴奋性的提高、肌肉温度和血流的提高、激素分泌的增多以及肌肉体积增大等[18]。Thue等[19]研究发现, 与对照组相比, 振动组在振动训练后血液中生长激素与睾酮明显升高, 这一现象说明肌肉内部蛋白质合成可能增加, 肌肉体积可能相应增大, 肌肉力量可能进一步提高。振动训练可选择的训练方案很多[20,21,22,23,24,25,26], 其中振动训练的频率和振幅最重要。一般研究所认为振幅2-4 mm, 振动频率30-50 Hz是能够对肌肉产生力量训练效果的最佳频率范围[27]。从此次研究结果来看, 研究中所采用的振动训练方案合适, 能够满足足球运动员增强下肢肌肉绝对力量和肌肉耐力的需要。
 
  结论:力量素质的提高和发展以人体肌肉的形态结构机能、生理生化机制的改变为基础, 是以神经中枢的兴奋和抑制以及相适应的神经过程充分协调为前提条件反射结果。振动刺激能激活肌梭特别是初级Ⅰα传入纤维的兴奋性, 反射地引起梭外肌纤维收缩, 从而最大限度地募集运动单位参与活动。研究所采用的连续8周、30 Hz频率、2 mm振幅的振动训练方案可有效提高大学生足球运动员膝关节屈、伸肌最大力量、爆发力和肌肉耐力, 在最大力量和肌肉耐力上优于传统力量训练。但在提高爆发力方面, 与传统力量训练相比, 未见明显优势。
 
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