振动训练时发展肌肉力量效果影响的实验研究

摘要：采用振动负荷力量训练系统，对实验对象进行振动负荷力量训练，通过和传统杠铃下肢力量训练相比较，发现振动负荷力量训练能够在短时间内有效地提高肌肉的最大力量。

关键词：最大力量；振动刺激；后蹲

中图分类号：文献标识码：A文章编号：1007-3612(2007)10-1439-03

振动负荷力量训练系统是承受定量负荷的有机体在垂直振动的振动台上使身体做全方位练习，同时可根据运动适应的需要采用电脑控制振动频率、加速度和振幅的大小，以更快的提高有机体各部位力量、协调性等的训练系统，其是由上海体育学院博士后危小焰老师研制开发的一套力量训练系统，首次在竞技运动员中实验应用。在此之前，国外也有附加振动刺激的局部力量训练及全身振动力量训练，他们在前人研究结果基础上把振动力量训练更进一步的推向实践，效果都比较明显。Bosco( 2000)在《全身振动对骨骼肌形态的影响》中提出：振动训练使弹跳力提高明显，振动刺激能促使人体产生强烈的生物适应性，导致中枢神经系统功能加强。Christophe Delecluse(2002)提出：与抗阻力训练比较，振动刺激训练后力量增长显著，振动刺激会反射性的引起肌肉收缩激活潜在的肌纤维。2001年上海体育科研所许以诚等人用振动力量训练器对上海女子手球队发展手臂力量时得出结论：主动肌振动力量练习时，中枢神经系统募集运动单位多，对抗肌也得到发展。2002年上海体育学院彭春政对10名本院体育教育田径专业的运动员采用半蹲杠铃振动实验得出结论：除耐力以外其他力量比对照组明显增长。2004年危小焰、王兴泽在北京国家举重队对雅典奥运会集训的部分举重运动员进行尝试性训练，得到总局领导和教练员、运动员的高度好评。本研究在此基础上，对实验对象进行后深蹲力量训练，探讨“振动负荷力量训练法”与“传统杠铃力量训练法”之间的差异，同时监控身体形态的变化，为今后力量训练的进一步发展提供理论基础和实验依据。

1实验对象与方法

1.1实验对象实验对象为上海体育学院附属竞技体校女子举重运动员，样本含量20。其中运动健将6人（曾获得全运会、全国锦标赛、冠军赛前八名），训练年限6年以上，年龄18～21岁，体重级别58、75 kg级，其余均为一级运动员，训练年限3年以上，年龄17～19岁，体重级别48、53、58、69、75 kg级（依照级别按比例随机分成对照组和实验组）。

1.2实验方案

1.2.1对照组训练方案［1］每周训练三次，每次12组，动作与举重台上的后深蹲一样，共实验8周(表1)。

1.2.2实验组训练方案训练负荷完全等同于对照组训练方案中的负荷，只是在后深蹲力量训练中运用振动负荷力量训练系统，使全身一直受到特定频率的垂直振动刺激。其频率范围为10～30Hz，加速度为15～20 m/sＡ2，振幅为2～6 mm［2］。

1.3评定指标的测定实验前后一周内，对实验对象进行指标测定。对后深蹲杠铃、膝关节120度静力性最大力量、BIODEX多关节等速肌力矩、及身体形态测试，实验对象需要作好充分的准备活动，在进行每一项测试前，实验对象都需按照实验的要求先做几次练习，以确保实验的可比性。动力学测试：

1) （举重台后深蹲最大负荷）实验对象作完准备活动后，杠铃由轻负荷开始逐渐达到只能后深蹲蹲起一次的最大负荷，此最大负荷值作为实验对象后深蹲评价指标（测试三次取最大值）。

2) （静力性最大力量）要求实验对象充分活动开，站在测力台上，膝关节呈120度，用肩部顶住杠铃，而杠铃紧固在立地杠铃架上，听到号令后，实验对象用最大的力量向上顶，由于杠铃静止不动，实验对象下肢用力表现为静力性力量，该力量表现为开始为零，T毫秒后达到最大值。采样频率为100 Hz，时间为3 s。

3) （等速肌力矩测试）采用美国产BIODEX多关节等速测试系统，对实验对象实验前后同等条件下进行膝关节向心60度/秒X5、离心60度/秒X5测试，以及髋关节向心60度/秒X5的测试，将其结果进行统计分析。

1.4统计处理运用SPSS11.0的均值比较中配对T检验和独立样本的T检验对有关参数进行统计分析，均在95%置信区间进行检验及数据的处理。

2结果与分析

2.1两种力量训练方法对下肢肌力的影响

2.1.1两种力量训练方法在举重台上对实验对象后深蹲力量的影响

由表2可见，实验后实验组在举重台上后深蹲的力量增长明显高于对照组，实验前后比较具有显著性差异（P

2.1.2两种力量训练法对膝关节120度时静力性最大力量的影响

由表3可以看出，实验后实验组膝关节120度时，下肢的最大静力性力量明显增大，前后比较具有极显著性差异（P

2.1.3实验前后两种力量训练法对下肢等速收缩相对峰值肌力矩的影响

由表4可以看出，实验后对照组和实验组屈伸肌群相对峰值肌力矩都比实验前明显增大，但实验组力量增大明显高于对照组而且实验屈肌增大的幅度要高于实验伸肌的增长幅度，组内具有显著性差异（P

由表5可以看出，实验后，实验组屈伸肌肌群相对峰值肌力矩都比实验前明显增大，而且增大的幅度基本保持一致，组内比较具有显著性差异（P

2.1.4实验前后膝关节肌群等速离心60度/秒收缩相对峰值肌力矩的变化

由表6可以看出，实验后实验组屈伸肌肌群离心相对峰值肌力矩的提高幅度高于对照组，组内比较具有显著性差异（P

2.2振动负荷力量训练系统训练对肌肉力量影响的机制探讨由以上能够说明实验组比对照组力量的增长比较明显。到底是什么原因导致的呢？本研究由于实验条件限制，不能验证，只能在国内外文献资料的基础上进行分析探讨。

B.Issurin等对附加振动刺激的手臂在牵引器上进行最大力量训练。每周3次，每次6组，每次练习以最大力量的80%～100%强度完成他可能的最多重复次数，振动频率为44 Hz，振幅为3 mm，振动加速度为22 m/s2，结果发现最大力量附加振动组提高了49.8%［3］。Schwarzer以站姿进行垂直方向的振动训练，振动频率为20～24 Hz，振幅为6 mm，每周练习3次，每次以最大力量的60%完成12次，最大力量增大了40%［4］。本研究中，实验对象以最大力量的70％～100%的负荷进行8周垂直振动负荷力量训练,频率为10～30Hz,振动加速度为2 g（15～20 m/s2）,振幅为2～6 mm,结果8周后测试最大力量增大了20%。从身体机能可发展性的生物学来看，机体的每一种生理机能，或多或少都具有一定的可塑（训练）性，即可在训练刺激作用下机能能力得到提高或改善，变得更能适应这种刺激，并对这种刺激表现出高度的同步性。每一种身体机能之所以具有可发展性，是由执行该机能的系统、器官对运动训练刺激会发生反应进而发生适应的结果。在一次刺激过后，机体产生应激性反应，结果其产生了更大的抗刺激性，即若继续使用原刺激，机体此次所发生的应激性反应不会有上次那么强烈。若待机体机能恢复后，继续对其施加更大的刺激，则身体机能有会有进一步的提高。力量素质的提高和发展是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过程的强度和集中以及相适应的神经过程充分协调为前提而建立起来的各种用力动作的条件反射的结果，主要受中枢神经系统的调节机能和肌肉肥大两个因素的调节［5］。

笔者认为出现以上现象有两个原因，首先，振动使神经中枢功能加强，导致更多的肌纤维参与运动［6-8］。在“振动负荷力量训练系统”中练习的实验对象，由于振动负荷的变化即振动导致神经系统功能加强，肌肉在主动收缩的前提下，其振动刺激能使潜在的运动单位进一步激活，振动传递活化了更多的运动单位参与运动，使其达到了最佳的运动效果，即α运动神经元激发其他神经元募集周遍的肌纤维参加收缩，使肌腹、肌腱都尽力参与同步收缩。Carmelo Bosco Ph. D., D.cl etc（2000）通过肌电图说明振动状态下肌纤维的收缩（图1）［9］。因此，在肌肉主动收缩过程中附加振动刺激可动员更多的运动单位参加活动，增加肌肉力量。

其次，改善神经中枢的协调性［10］。在力量训练中，不能仅单纯的练习肌肉力量，应从提高神经系统兴奋性、灵活性、协调性和肌肉练习等几个方面共同发展来提高肌肉的总力量。Christophe Delecluse,etc的研究得出，12周的振动刺激导致中枢神经系统的适应性调整，振动使身体感官机能进一步加强，在振动负荷力量训练刺激中负荷强度在时刻发生变化，神经系统也要随时进行自身的调节来适应振动负荷的需要，长时间承受类似的振动刺激，增加了主动肌和协同肌的协调性和同步性，提高了实验对象中枢神经系统调节的反应能力、协调性和灵活性，故增加了肌肉力量。

3结论和建议

3.1结论1) 振动负荷力量训练系统训练下肢后深蹲力量时，比对照组短期内效果明显，8周内比对照组提高最大力量10%～16%。

2) 振动力量训练对下肢肌力矩的影响，比传统力量训练法短期内效果明显，8周内比传统组提高16%～20%。

3) 振动力量训练主要通过改善神经中枢的协调性，使神经中枢功能加强，导致更多的肌纤维参与运动，来提高肌肉力量。

3.2建议1) 在力量训练中采用振动负荷力量训练系统来进一步提高肌肉力量的训练效果。

2) 在振动负荷力量训练系统中进行力量训练时根据生物适应性来调节频率的变化。

3) 在以后的工作中还要进一步对实验对象的生理、生化指标进行测试，明确分析出力量增长的根源，如有可能我还会进行下一步的实验。

4) 本训练系统需要进一步投资开发，以达到能充分发挥其功能的作用。

参考文献：

［1］ 黄明强.举重力量训练若干问题探讨［J］.广州体育学院学报，2002，2：88-90.

［2］ J.施瓦策尔，惠勤，译.用震动刺激来进行力量训练［J］.国外体育之窗，2003，1：36-39.

［3］ Issurin and G.TenenbaumAcute and residual effects of vibratory stimulation on explosive strength in elite andathletes［J］. Journal of Sports Sciences, 1999,17：177-182.

［4］ JudithSchwarzerVibrationskrafttraining.Leichtathletik-konkret.1999,31：10-15.

［5］ 梁小冬.女子举重运动员力量训练初探［J］.举重信息，1993，3：30-32.

［6］ Jom Rittweger, Acute changes in neuromuscular excitability after exhaustive whole body vibration exercise as compared to exhaustion by squatting exercise Clinical Physiology and Functional Imaging［M］.Volume 23 Issue 2 page 81-March 2003.

［7］ G.warman, B.Humphries.The effects of Timing and Application of vibration on Muscular Contractions. ［J］ Aviat Space Environ Med，2002,73:119-27.

［8］ Sabine M.P. verschuerenVibration-Induced Changes in EMG During Human Locomotion. ［J］.Neurophysiol，2003，89:1299-1307.

［9］ Carmelo Bosco Ph. D.,D.,U.,D.Hon.c.Methods of functional testing during rehabilitation exercises［J］.Department of Exercise Physiology and Sport Bio mechanicsUniversity of Budapest Hungary.

［10］C.J.deruiter. R.M. Vamder Linden Short-term effects of whole-body vibration on maximal voluntary isometric knee extensor force and rate of force rise［J］Eur J Appl Physiol，2003，88:472-475.