非稳定面上负重练习分析

1前言

一般力量和专项力量的脱节是困扰我国竞技体育训练的问题之一，注重力量训练的专项化成为目前国内力量训练的一个主要趋势［1］。随着对专项本质认识的深入，人们发现，体育运动中绝大多数的动作是在一种非稳定状态下完成的（如跑步过程的着地）。针对体育运动的这一“非稳定”特征，人们分别从不同的角度制定出适应这种特征的练习方法和手段。这些方法和手段基本可以分为两类，包括非稳定支撑面上的练习（如悬吊练习、瑞士球练习），以及自由负重练习（如哑玲练习、杠铃练习），前者是目前国内提高运动员稳定性能力所选取的主要途径。然而，由于非稳定支撑面上的发力小于稳定支撑面上的发力［5，7，8］，非稳定支撑面上无法进行负重或较大负重的力量练习。与此相对，小负重（≤30％RM）的力量练习被证明不能提高力量能力［18］。鉴于此，非稳定支撑面和稳定支撑面上的力量练习在力量训练中的关系成为目前国内竞技运动训练的热点之一。自由负重练习是早期（20世纪前半叶）力量训练的主要方法，利用杠铃和哑铃等器材的练习可以为身体进行3个维度的动作提供非稳定的力矩。自20世纪50年代开始，一些固定轨迹的力量训练器材被生产出来，其使用简单和安全性高的优点使其在体育和健身领域受到广泛欢迎。但是，由于固定轨迹的力量训练器材提供的动作幅度受限，并且降低了对练习者稳定性的要求，因此，自20世纪90年代末开始，自由负重练习再次受到体育领域的重视［11］。相比于固定轨迹的力量练习（如史密斯架深蹲），众多学者认为，对自由式负重的平衡和控制能够增加肌肉之间的协调性和稳定性，有利于促进力量训练向专项的迁移［6，19，28］。本研究的目的在于，通过表面肌电测试，探究非稳定和稳定支撑面上不同负重的自由负重练习时的肌电反应，以期正确认识非稳定支撑面上和稳定支撑面上力量练习的关系。

2研究对象与方法

2．1研究对象13名体育学院的大一男生（19．4±1．2yrs，176．9±4．8cm，67．9±4．9kg，107．8±13．6kg深蹲RM）志愿参加本研究。所有受试者1年内没有骨折、肌肉拉伤和耳鼻科等伤病，并且都有3年力量训练史，熟悉本研究选取的测试动作（深蹲）。所有受试者都签署了实验协议，并清楚实验流程和可能出现的危险。

2．2实验流程出于安全性和准确性考虑，本研究选取了McNeely推荐的方法［22］，在肌电测试前1周对所有受试者进行了最大力量的间接测试。具体方法如下：1）用一个受试者能轻松重复5～10次的重量进行热身；2）休息2min；3）重量增加10％～20％，尽量多地重复，受试者应该在2～20次间达到疲劳；4）利用公式（A）计算。最大力量（1RM）＝［（0．033×重复次数）×重量］＋重量（A）其中，重复次数是指蹲起重量的次数，重量是指蹲起的重量。如果受试者的重复次数超过10次，则休息10min后，将重量再增加10％～20％，然后再次测试。考虑到本研究选取的测试动作为动态深蹲，并且受试者需要负重（最大为60％RM），因此，实验在尽量保证安全性和非稳定界面对受试者刺激相对充分的前提下选取了平衡板的一种（Reebokcoreboard，RCB）。这种平衡板以中心为支点，在外力作用下可以向周围任何一个方向发生倾斜，外力撤离时平衡板在自身弹力下自动恢复到正常位置（弹力阻力分为3级，本实验采取第2级）。所有受试此前均未在RCB上进行过深蹲练习。为熟悉测试的非稳定环境，所有受试在测试前1周进行了2次（每次30min）适应性练习。正式测试当天，受试者被随机安排进行6种情况的深蹲（稳定徒手S0，非稳定徒手U0，稳定30％RMS30，非稳定30％RMU30，稳定60％RMS60，非稳定60％RMU60），每种情况进行10次，6种情况依次进行。为避免疲劳对肌肉活动和动作稳定性的影响，10次深蹲为2轮完成（每轮5次），2轮间间歇2～3min。Polar心率表（S610，Finland）被用于监控受试者恢复程度（低于100bpm才进行第2轮的5次深蹲）。节拍器被用于控制受试者的深蹲节奏（站立1s，蹲下1s，蹲起1s）。由于足距［21］、足尖方向［15］、深蹲深度［25］和视线［13］会影响深蹲发力，因此，本实验采用固定足距、足尖方向（外斜15°）和深蹲深度（下蹲到大腿上沿水平），并要求目视斜上方。2名实验人员被安排站于两旁，以保护受试者在RCB上进行的负重深蹲。受试者进行10min自行牵拉后，实验人员按照SENI－AM推荐的程序［16］进行表面肌电片粘贴位置的确定、体毛处理、皮肤打磨、酒精消毒和肌电片粘贴，以尽可能确保肌电信号采集的准确性。Noraxon（NoraxonUSAInc，Scotts－dale，AZ）双极表面电极（间距2cm）被贴于受试右侧身体的比目鱼肌（SO）、股外侧肌（VL）、股内侧肌（VM）、股直肌（RF）、股二头肌（BF）、臀大肌（GMa）、臀中肌（GMe）和腰部竖脊肌（ULES）。各肌肉肌电片粘贴位置参照Behm等人的研究［10］。

2．3数据处理肌电信号使用NoraxonTelemyo2400R（NoraxonUSAInc，Scottsdale，AZ）采集（采集频率1500Hz，放大比例1000x），并使用MyoResearch（NoraxonUSAInc，Scottsdale，AZ）软件进行平滑和过滤（频率5～1000Hz）处理。根据Noraxon2D角度信息仪（NoraxonUSAInc，Scottsdale，AZ）采集的信号，将采集的肌电信号进行深蹲周期划分和时间归一。由于受试者6种情况深蹲（6×10次）是连续完成的（肌电片未挪动或重贴），因此，没有必要进行幅值归一。对每种情况每块肌肉10次深蹲的肌电信号进行相关性分析，相关性低于0．9的深蹲周期被剔除。对不同受试者每种情况每块肌肉的平均肌电信号进行相关性分析，相关性低于0．5的受试者进行剔除［4］。最后，对得到的各肌肉的多次多人肌电深蹲信号进行积分，得到不同肌肉不同情况深蹲的积分肌电值。利用SPSS10．0对各肌肉不同负重下稳定和非稳定的积分肌电，以及稳定和非稳定不同负重的积分肌电的进行双因素方差分析。

3结果

3．1非稳定深蹲负重对肌肉积分肌电的影响徒手情况下，两种状态的（稳定状态和非稳定状态）肌肉积分肌电图1所示，其中，SO、BF、GMa和GMe分别提高19．5％、3．6％、6．7％和3．3％，VM、RF和ULES分别降低6．3％、1．2％和4．7％，VL未发生变化。但是，各肌肉的积分肌电值在两种状态下表现出的差异并不显著（图1）。30％RM负重下与稳定状态相比，非稳定状态下各肌肉积分肌电值除GMe和ULES外的其他肌肉的积分肌电均出现提高。SO、VL、VM、RF、BF和GMa分别提高9．0％、5．3％、5．8％、6．0％、3．4％和5．9％，GMe和ULES分别降低2．1％和9．3％。两种状态下对比发现，所有变化同样不具有显著性（图2）。当负重增至60％RM时，SO，VL，VM，RF，BF和GMe的积分肌电分别出现3．6％，1．2％，4．5％，4．2％，7．6％和3．7％的提高，GMa和ULES则出现3．6％和2．7％的降低。与徒手和30％RM负重时一样，60％RM下两种状态各肌肉的积分肌电变化均不显著（图3）。

3．2负重对肌肉积分肌电的影响稳定支撑面上30％RM深蹲时，SO、VL、VM、RF、BF、GMa、GMe和ULES分别在稳定支撑面上徒手深蹲的基础上提高15．2±5．1、24．6±7．8、24．8±6．7、24．6±10．2、

4讨论

“核心力量”是指在“运动中控制骨盆和躯干部位肌肉的稳定状态，使力量的产生、传递和控制达到最佳化的一种能力［12］”。近几年来，“核心力量”被认为是衔接一般力量和专项力量的桥梁。但是，对“核心力量”训练的不同理解造成了其与传统力量训练对立的局面［2］。此情况的出现可从两方面来解释，一方面，“核心力量”实质上是人体的一种稳定能力，这种稳定能力的提高主要通过在练习中营造一种非稳定环境来实现，但是，在众多营造非稳定环境的方法中（改变阻力矩、改变支撑面大小、限制一个或几个反馈刺激、改变支撑面的稳定性、施加未预期的外力以及此几种方法的组合）［3］，国内在训练实践过程中采取的主要是改变支撑面的稳定性（如各种非稳定训练器材上的练习），从而片面地将“核心力量”训练等同于非稳定支撑面上的训练；另一方面，传统力量训练基本可分为两类，即固定轨迹练习（如史密斯架深蹲）和自由负重练习（如杠铃深蹲），其中，自由负重练习同样包含有非稳定的因素，这一类练习多是由多关节多肌肉参与的多维度动作组成，练习者需要在保持身体整体稳定的前提下进行发力，这一类练习被证明同样可以有效刺激核心部位肌肉［17］。因此，对“核心力量”训练的片面理解和对传统力量训练中自由负重练习的稳定性认识不够是造成国内“核心力量”与传统力量训练对立的主要原因。“核心力量”训练与传统力量训练争议的焦点在于非稳定支撑面和自由负重。本研究从“非稳定支撑面”和“自由负重”出发，对非稳定支撑面（RCB）和稳定支撑面（地面），以及两种稳定情况下的徒手、30％RM和60％RM进行肌电比较，试图探求非稳定程度和负重程度对肌肉的刺激效果。本研究选择了0（即徒手，国内进行非稳定练习的主要手段）、30％RM（力量练习定义的最小负重［1］）和60％RM（出于非稳定深蹲测试安全性和肌电数据分析深蹲次数样本量的需要）3种负重。结果表明，无论负重大小，非稳定支撑面对各肌肉积分肌电产生的变化均不显著，这个结果与Willardson等人［26］的发现一致。Willardson等人比较了稳定支撑面上50％RM和非稳定支撑面上（平衡半球，BO－SU）50％RM深蹲和硬拉等几个自由负重练习时躯干部位肌肉的肌电情况，发现所有被测躯干部位肌肉（腹直肌、腹外斜肌、腹横肌／腹内斜肌和竖脊肌）的活动量在稳定和非稳定支撑面上均不具有显著差异性。本研究最大负重为60％RM，因此，选取了RCB这种非稳定平衡装置（第2难度档），以保证测试的安全性。RCB的非稳定原理和BOSU一样，在外力作用下都可以以中心为轴向前、后、左、右4个方向倾斜，外力撤去后均能回复到原位。Wahl等人［27］比较了平衡气囊、BOSU、平衡板和瑞士球4种非稳定器材上进行站立和蹲立时肌肉的活动量，发现BOSU不能引起所有被测肌肉活动量的显著变化。研究结果中，各肌肉积分肌电在RCB上均无显著性变化，可能与测试所选取的非稳定支撑面的非稳定程度有关。另外，Drinkwater等人［14］和McBride等人［20］，比较了稳定支撑面和非稳定支撑面（平衡垫、平衡气囊和BOSU）上的深蹲，发现非稳定支撑面上深蹲的力、功率、动作幅度和速度都出现下降。本研究的深蹲是在控制练习者动作幅度和速度的前提下，采用同一重量完成的。尽管大部分肌肉出现了预期的肌肉活动量增加，但是并不显著。因此可以推测，非稳定支撑面上，至少对于本研究所选取的RCB的练习对肌肉横断面、最大力量和爆发力的发展可能没有特殊效果。尽管如此，Behm等人［9］认为，非稳定支撑面上的练习可以通过发展核心部位肌肉间的协调性，以及神经肌肉在姿态调整时的预判能力来提高身体的稳定能力，这种稳定能力是体育技术有效表现的重要保证。相比于大部分肌肉在非稳定支撑面上活动量增加但不显著，本研究中，负重的增加却显著提高了本研究所测大部分肌肉的活动量，这与前人的研究结果基本一致。Hamlyn等人［17］，比较了80％RM负重深蹲和2个核心练习动作（超人和侧桥），发现前者的躯干肌（竖脊肌）的活动要显著高于后者，并认为直立姿态的动态力量练习可以很好地刺激躯干部位肌肉。因此，没有必须再使用非稳定器材进行核心稳定性的训练。Nuzzo等人［23］也进行了类似的研究，通过比较稳定支撑面的的自由负重练习（深蹲和硬拉）和非稳定支撑面（瑞士球）上的练习，发现最长肌和多裂肌在前者中活动量更大，并认为瑞士球不能提供肌肉力量发展的有效刺激，建议将深蹲和硬拉用于发展背部伸肌力量。Willardson等人［26］也发现，稳定支撑面上75％RM的深蹲和硬拉对肌肉的刺激要大于非稳定支撑面上（BOSU）50％RM的深蹲和硬拉。综上所述，负重对于发展肌肉横断面、最大力量和爆发力的作用不可替代。与此同时，根据影响人体稳定的3个因素（支撑面的大小、重心到支撑面的距离和重心垂线到支撑面边缘的距离［24］），自由负重（如杠铃）增加了人体和器材这一系统的重心到地面的距离，同样增加了人体维持稳定的难度，对人体肌肉来说，也是一种“超负荷”刺激。国内竞技运动训练过程中，尽管也使用自由负重来发展肌肉力量，但是，由于对自由负重练习过程中的稳定性和技术规范性重视不够，造成在自由负重练习过程中出现急性损伤。

5结论

1．非稳定支撑面（至少对于本研究所选取的RCB）不能有效增加对身体表层肌肉的刺激程度，不能替代负重对于发展肌肉横断面、最大力量和爆发力的作用。2．自由负重可以有效增加对身体表层肌肉的刺激程度，并且可能同样具有提高身体稳定性的作用。3．非稳定支撑面上的徒手或低负重练习和稳定支撑面上的自由负重练习不存在对立关系，二者可以作为一个完整力量训练计划的组成部分。