牵拉影响力量素质发挥及其相关机制的研究进展

吴波(苏州大学 江苏苏州 215006)



牵拉影响力量素质发挥及其相关机制的研究进展

吴波
(苏州大学 江苏苏州 215006)

摘 要:牵拉练习被广泛运用于训练和竞赛前的热身活动当中,人们普遍认为运动前的牵拉练习可以提升柔韧性,预防运动损伤,甚至提高运动成绩。而其可能产生的积极效应至今缺乏充分科学依据。近年来国外大量相关研究表明,运动前进行不同形式的牵拉练习可能不利于力量素质的发挥。该文主要综述了牵拉与力量素质之间的相关性研究,并讨论了产生这种现象的主要机制。

关键词:牵拉 力量素质 影响 机制

牵拉练习是运动员进行运动训练和比赛前后的热身运动及整理活动过程中最常见的方法。一般认为,运动前的牵拉练习可以改善身体柔韧性、预防运动损伤,运动后整理活动采用牵拉练习对肌组织代谢物的排出与吸收有积极促进的作用,牵拉练习目前也被广泛应用于运动损伤康复和功能性康复训练领域。但也有一些观点认为,肌肉的牵拉作用可能会影响力量素质提高和功率输出,而牵拉练习并非适合所有运动项目。因此,近些年有关牵拉练习对人体影响及其作用机制研究渐成国内外热点,该文就牵拉练习对骨骼肌生理功能影响的相关研究进行综述,探讨分析牵拉作用与力量素质的相关机制,为科学认识与合理应用牵拉练习提供理论参考。

传统观点认为通过牵拉训练可以提升关节活动幅度及柔韧性、降低延迟性肌肉酸痛预防运动损伤发生,甚至有人认为可以提高运动成绩。然而,牵拉的良好效益并非适合所有运动项目,国内这方面的研究还相对较少,但国外已经有较多的研究表明,牵拉不利于力量素质的发挥。

1 牵拉的类别及对力量素质影响的相关研究

牵拉又被称为“拉伸”“伸展”,目前没有统一的概念和分类标准,按其对肌肉的牵拉方式大致可划分为三类:动力性牵拉(Dynamic stretching,DS)、静力性牵拉(Static Stretching,SS)和本体感受性神经促进牵拉法(Proprioceptive Neuromuscular Facilitation,PNF)。

1.1 PNF技术与肌肉力量

诸多研究指出,牵拉会在短时间内影响到力量素质的发挥。PNF技术与其他牵拉动作方式比较,具有操作时间长、强度大的特点,对力量的影响最为显著。

Gomes等对15名有过抗阻力训练史的男性青年进行了牵拉干预实验,研究了中等强度牵拉对其局部肌肉(股四头肌、胸大肌为主)力量的影响,结果发现无论是在较高负荷重量(80% of 1 repetation,80%1RM )还是在中低负荷重量(60% 1RM,40%1RM)的抗阻力训练中,与不进行牵拉干预相比,运动前进行PNF均会引起训练中力量的大幅度降低。在他们的坐姿腿屈伸(knee extension KE)实验中,受试者在PNF干预后进行高、中、低强度KE,重复次数分别减少了3.5次、4.7次、3.8次。作者分析认为PNF导致力量素质发挥下降可能与肌腱粘弹性发生了改变有关,因为这种改变会导致骨骼肌被动张力、刚度和/或骨骼肌活性下降。与此研究类似,Barroso[1]等人也同样证实了PNF训练后肌肉力量会有所下降,并且对最大力量(1RM)的影响最为显著(P<0.05),同一组受试对象在PNF干预状态下比其非干预状态下降低了5.5%。此外,现有多项研究都表明PNF会导致纵跳成绩大幅下降。例如:一项研究(Bradley)[6]采用了通过对比18名大学生牵拉干预前和干预后纵跳表现的方法,得出结论发现PNF会引起纵跳成绩的显著降低,并且这种影响可能长达15 min。

从上述研究可知,PNF会作用于局部运动环节,对力量素质的发挥产生了直接的不良影响。

1.2 SS技术与肌肉力量

SS技术在各项运动中的使用最为普遍,但同样有证据表明,其对力量素质有一定的不良影响。大量研究结果表明,正式运动前进行SS后,会导致力量暂时性下降,如,最大力量输出降低[1,5],最大向心性等速肌力下降[9],纵跳高度和冲刺速度降低[3,7]。在一项研究当中,Pinto等人对16名健康成年男性受试者进行60 s中等强度的被动性SS,然后通过CMJ实验测量其跳跃高度并计算平均和最大力量输出水平。结果显示在SS牵拉干预下跳跃高度下降了3.4%,平均和最大力量输出水平分别降低2.7%和2.0%。而SS施用30 s时表现出的消极影响则相对较小,这说明,SS对于力量素质表现的影响可能与该技术施用的时间长短有关。Miyahara在研究当中也同样发现无论是PNF还是SS都会引起最大等长肌力的大幅降低。此外,有研究指出,SS后引起的力量下降现象可以持续约1 h,这已超出热身活动与正式运动之间的最佳间歇时长,一定程度上说明了将SS融入热身活动的不合理性。还有一些研究观察到了被动性SS引起肌肉失活的现象。Behm[4]等人通过表面肌电图(EMG)观察到牵拉过程中以及立即结束后,骨骼肌活性下降以及腱射和霍夫曼反射活动降低。在这种失活状态下进行力量性训练或竞赛可能会影响运动成绩的发挥。

1.3 DS技术与肌肉力量

BS(DS)主要运用于某些专项上。它对于力量素质发挥的消极影响较前两种牵拉技术相对较小,但因其可能会导致一些损伤的发生,所以,在训练领域不为人推荐[8,12]。Costa[8]等人通过等速肌力测试对DS的影响进行了研究,在实验中,21名成年女性受试对象分别在非干预条件下和腿部肌群牵拉干预条件下进行60°S-1和 180°S-1膝关节等速肌力测试其实验,结果表明DS会导致腘绳肌离心性峰力矩下降,肌力降低。Jaggers等人通过t检验得出的结论虽然未表明BS(DS)会引起力量下降,但其结果显示(BS)DS并不会使得力量和纵跳成绩提高。这是否说明正式运动前进行DS练习是不必要的还有待考证。

上述实验结果表明,运动训练或竞技比赛前进行的PNF、SS或BS(DS)在提升运动员ROM和柔韧性的同时,还会在一定程度上阻碍力量素质的发挥。这种不良的效益,甚至会持续到牵拉后较长的时间。

2 牵拉阻碍力量素质发挥的主要机制

牵拉练习导致力量下降,其结果是多因素共同决定的。虽然相关研究表明牵拉活动能够引起心率和耗氧量的增加,但即使是操作时间最长强度最大的PNF技术也只是引起短暂的体能消耗,仅仅占热身活动中的一小部分,因此,排除牵拉消耗身体能量导致力量下降的可能性。从目前的研究内容来看,这方面的主要机制集中于生物力学以及神经控制方面。

2.1 生物力学因素

从骨骼肌生理结构考虑,当肌节长度牵拉至＞2.25μm后,重叠程度降低,力量大幅下降。由于关节的ROM具有一定限度,通常骨骼肌在正常的活动中不会出现过度拉伸的现象。但在多关节肌“被动不足”条件下进行的大强度牵拉练习与骨骼肌疾病当中,这种情况是可能发生的。如,现代运动训练中所追求的“超负荷”原则与SS中通常采用的30 s甚至更长时间的牵拉时长。就是这样的超负荷、高强度的牵拉方式,引起了肌小节长度的暂时性不合理变化,导致横桥激活数量降低,最终影响到力量素质的发挥。

从力学角度来看,骨骼肌在受到牵拉后,构成串、并联弹性单元的肌膜、肌腱等结缔组织其弹性势能储存会增加并依靠弹性力回缩,使得骨骼肌收缩产生的总张力上升。但由于这些组织具有的触变性,以及牵拉训练在实际操作中强度较高,根据弹性力(F)与弹性形变(ΔX)之间的关系:F=KΔX,这会引起串、并联弹性元长度发生暂时性增加,出现暂时性“形变”。而骨骼肌的起止点在整个环节中都不发生变化,这样,在接下来的正式运动中就会发生肌膜、肌腱组织刚性的暂时性下降,柔性的暂时性升高,力在收缩元向骨传导的过程中发生“消散”引起运动的经济性降低,出现力量下降现象。

因此,从生物力学角度分析,牵拉导致力量下降的原因是由于牵拉引起骨骼肌肌动蛋白与肌球蛋白丝重叠的合理性降低以及骨骼肌出现暂时性“形变”共同作用的结果。

2.2 牵张反射抑制

在牵拉训练当中,通常采用的是缓慢进行,强度由弱逐渐增强的牵拉技术,如主动或被动进行的SS或PNF,这会导致肌梭对于力的敏感性下降连同大直径传入纤维的活性下降,进而降低运动神经元池的传导输入,最终使骨骼肌活性降低出现牵张反射抑制现象。这种观点在Fowles等人的研究当中得到了验证。他们在其足底屈肌牵拉实验当中也表示缓慢进行的牵拉也许并不会引起牵张反射的发生,因为EMG活动并没有出现增强的迹象而且在大幅度牵拉干预下EMG活动反而大幅下降[12]。Behm[4]通过ITT和EMG对进行完牵拉练习的受试者进行测量,发现其肌肉活性明显下降。这种活性下降会在一定程度上影响骨骼肌力量的输出。因此,牵拉引起牵张反射抑制进而导致暂时性“肌肉失活”[4]是导致力量下降的一大原因。并且在一定程度上,该机制也说明了牵拉肌梭会产生牵张反射的非必然性。

2.3 高尔基腱器官兴奋性增强——产生反牵张反射现象

当骨骼肌收缩时,通过1个或2个相连接的肌纤维,腱器官可以敏感地感受运动单位的收缩,激活腱器官产生兴奋放电。电脉冲通过Ib型传入纤维反射性的抑制其运动单位,使骨骼肌收缩停止,出现舒张产生反牵张反射(inverse myotatic reflex)现象,导致力量下降。这支持了PNF技术引起力量下降的假说,并且SS、DS技术在实际应用当中普遍采用一种大幅度和/或高强度的练习方式,因此,无论是包含骨骼肌收缩活动的PNF技术,还是SS、BS这样的单纯骨骼肌牵拉技术,都会不同程度上引起高尔基腱器官的应答,最终通过反牵张反射影响力量素质的发挥。

事实上,牵拉导致力量下降的机制是极其复杂的,可能还与电机械延迟[10,11]、神经疲劳、骨骼肌依从性下降等有关。

3 结语

牵拉对于提高关节活动度以及恢复疲劳等方面有其独特的作用,然而其引起力量素质发挥的不良效益也应该引起重视。在未来的研究中,深入研究牵拉与力量素质发挥之间的关系,可以为合理的科学训练理论提供理论支持。另外,牵拉应用的最佳时间以及可适用的运动项目,也需进一步确定。

参考文献

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DOI:10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.05.148

中图分类号:G80-05

文献标识码:A

文章编号:2095-2813(2016)02(b)-0148-03