優秀短道速滑運動員500m賽后肌肉疲勞特征分析

劉春華，常 鳳，王春曉，王琳娜，高俊江，姚世慶，朱志強

Harbin Institute of Physical Education，Harbin 150008，China.

短道速滑是我國冬季優勢運動項目，承擔著向冬奧會奪金奪牌的重要任務。由于在運動過程中雙腿始終以蹲距姿勢交替滑跑，血液循環受阻，肌肉所承受的負荷較大，因而運動員在訓練和高強度比賽后均會出現下肢酸、漲、痛甚至痙攣的癥狀。而多輪決勝賽制要求短道速滑優秀運動員要在一天的時間內最多參加4輪比賽，因此，每次比賽之后是否能有效地消除肌肉疲勞、快速恢復就顯得尤為重要。

在以往的運動實踐中，短道速滑運動員肌肉疲勞部位與程度的確認更多地依靠運動員的主觀感受和教練員、理療師通過觸診進行判斷，以此安排相關的拉伸訓練和按摩放松，具有一定的經驗性，但科學性不足。從現有成果看，目前還未見針對短道速滑項目運動員肌肉疲勞特征進行專門的研究。

有關骨骼肌疲勞評估，有學者曾運用表面肌電信號（sEMG）、超聲圖等方法對運動員進行測量和研究，取得了一些成果，但是，由于肌電和超聲儀器設備較大，操作過程繁瑣，很難對比賽后即刻的肌肉狀態進行檢測?；诖耍狙芯窟\用愛沙尼亞產MYOTON肌肉疲乏測試系統對速度滑冰、短道速滑運動員肌肉疲勞狀態進行分析，重點在于揭示短道速滑運動員在賽后即刻的肌肉狀態，以便為教練員有針對性地安排肌肉恢復訓練，以期為短道速滑教練員、運動員向冬奧會備戰提供理論參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

短道速度滑冰國家青年隊運動員16名，其中，男8名，女8名。速度滑冰國家隊短距離500m項目運動員11名，其中男6名，女5名。

1.2 測試儀器和指標

測試儀器選用 MYOTON－3肌肉測試儀，這是一種測量肌肉伸縮性、肌肉硬度和肌肉彈性的新設備，其工作原理是通過給肌腹一個輕微的機械沖擊，引導起肌肉振動，其振動曲線被記錄下來，根據該振動曲線計算出相應的參數。其中，肌肉伸縮性，指肌肉在松弛狀態下的機械緊張度，以振動頻度特性表述，單位Hz；肌肉硬度，指肌肉對抗受壓形變的能力，單位N／m；肌肉彈性，指肌肉恢復其原始外形狀態的能力，以振動的對數衰減量來表達。這3個指標參數代表的肌肉疲勞意義為：

肌肉伸縮性：伸縮性升高會引起疼痛、運動成績下降、負荷過載。

肌肉硬度：肌肉較硬會導致更低的動作效率。肌肉彈性：彈性下降會導致更快的肌肉疲勞。

因此，肌肉伸縮性和肌肉硬度兩個參數數值越大，表示肌肉越疲勞；而肌肉彈性數據越小，表示肌肉越疲勞。

1.3 測試肌肉的選取

滑冰運動員在冰上進行直道和彎道滑行的時候，每一條腿要做出蹬冰、收腿、擺腿、著冰、支撐等5個動作。在這5個動作中，身體要動用的主要肌群包括：踝關節趾屈和背屈的肌肉；使膝關節伸屈的股四頭肌和股二頭肌；使髖關節做伸、展、內收、外展、內旋、外旋的肌群，以及幫助軀干區域穩定的核心區肌肉群。

根據專項動作結構及涉及肌群，本研究選取了腓腸肌、脛骨前肌、腘繩肌、股直肌、股外側肌、股內側肌、臀大肌、腹直肌等8塊最重要的肌肉進行測試和分析。

1.4 測試方案

本研究對運動員測試兩次。第1次測試為賽前一天睡前，測試時間距當日冰上專項訓練結束時間間隔8h以上。第2次測試為比賽結束后脫刀下冰即刻，距離第1次測試時間超過12h。短道速滑運動員測試為2011年世界杯北京站比賽500m賽后，速度滑冰運動員測試為全國聯賽總決賽500m決賽賽后。保證兩個項目運動員在同一滑跑距離內承受專項最大負荷。

運動員測試時采用臥位，取測試肌肉的肌腹部做標記，下肢肌肉全部取左側肌肉，運用MYOTON－3肌肉測試儀時，采用每塊肌肉連續10次沖擊的測量方式，取10次測量數據的平均值為最終參數。

1.5 數據處理

采用SPSS 17.0for windows統計軟件對測試結果進行數理統計分析。首先，將數據按項目、性別分開，運用Kolmogorov－Smirnov分布檢驗，證明數據呈正態分布；用均數、標準差描述變量；在分析同一樣本賽前賽后肌肉狀態變化時采用增幅百分比以及Paired Samples t檢驗；在分析不同項目運動員賽后疲勞狀態時，采用Independent Samples t檢驗。

2 結果

2.1 短道速滑運動員賽前、賽后主要用力肌肉疲勞特征

2.1.1 男子短道速滑運動員賽前、賽后主要用力肌肉疲勞特征

通過對國家青年隊8名男子短道速滑運動員賽前、賽后肌肉參數對比發現，不同肌肉的變化存在差異，經Paired Samples t檢驗表明，有3塊肌肉共計5個指標，賽前賽后差異具有統計意義，分別為腓腸肌的伸縮性和硬度（P＜0.05）、脛骨前肌的彈性和硬度（P＜0.01）以及股直肌硬度（P＜0.01）。

盡管大部分肌肉在統計學意義上前、后差異并不具有顯著性，但是，從增幅程度上看，有很多肌肉賽前賽后數值變化幅度較大。根據MYOTON肌肉測試儀自帶軟件中有關前后測試的標準，“當同一塊肌肉前后兩次測量結果相差百分比大于5%時，數據會用黃色背景顯示，而差異大于10%則用紅色背景顯示”。即前、后相差5%是肌肉狀態變化的中度警戒水平，相差10%是肌肉變化的高度警戒水平。根據這一標準，男子短道速滑運動員賽后有多個指標顯示有多塊肌肉處于不良狀態。

肌肉伸縮性方面，變化超過5%和10%的肌肉由高至低分別為：腓腸肌12.56%、脛骨前肌5.93%、腘繩肌5.13%。

肌肉硬度方面，變化超過5%和10%的肌肉由高至低分別為：脛骨前肌19.03%、腓腸肌13.60%、腘繩肌7.58%。

肌肉彈性方面，當參數出現負增長表明肌肉狀態下降，出現疲勞。所測得的男子短道速滑運動員的8塊肌肉中，有6塊肌肉都出現了負增長，其中，脛骨前肌、腹直肌、臀大肌負增長突出，減幅分別為－26.96%、－12.5%、－9.29%。

值得注意的是，并不是所有肌肉表現出惡化和疲勞的狀態，男子短道速滑運動員8塊肌肉中有2塊肌肉賽后指標與賽前安靜狀態相比，在肌肉彈力方面出現了大幅回升，分別為股外側肌18.18%和股內側肌10.77%。

表1 本研究男子短道速滑運動員賽前、賽后肌肉數據一覽表Table 1 Muscle Data of Male Short Track Speed Skating Athletes before and after Competition

2.1.2 女子短道速滑運動員賽前、賽后主要用力肌肉疲勞特征

從統計學意義上看，女子短道速滑運動員賽前、賽后大部分肌肉狀態差異并不顯著。但從3個參數的前后變化百分比看，也有5塊肌肉8個指標變化超過5%和10%。其中具有疲勞意義的參數變化包括：肌肉伸縮性方面，腓腸肌賽后參數比賽前增幅為7.13%；肌肉硬度方面，脛骨前肌賽后參數比賽前增幅6.05%；肌肉彈性方面，賽后參數比賽前呈現5%和10%以上負增長的肌肉為脛骨前肌－18.60%、腘繩?。?4.17%。

值得注意的是，女子短道速滑運動員賽后也有一些肌肉出現了參數轉好的現象，特別是股外側肌和股內側肌，股外側肌賽后彈性增加12.39%，硬度下降6.98%；股內側肌硬度下降6.33%。另外，腓腸肌彈性長25.23%。

表2 本研究女子短道速滑運動員賽前、賽后肌肉數據一覽表Table 2 Muscle Data of Female Short Track Speed Skating Athletes before and after Competition

續表2

2.2 速度滑冰、短道速滑運動員賽后肌肉疲勞特征對比分析

2.2.1 男子速度滑冰、短道速滑運動員賽后肌肉疲勞特征對比分析

不同項目的男子運動員賽后肌肉對比顯示，速度滑冰和男子短道速滑運動員肌肉疲勞情況出現了一定的規律。

從肌肉伸縮性數值對比看，除脛骨前肌外，兩個項目男子運動員大部分肌肉參數在20Hz以下，最低值為11.53Hz，最高為19.51Hz。比11～16Hz的常人標準略高。且兩個項目男子運動員之間的差異并不顯著。而脛骨前肌，兩個項目男子運動員顯示出明顯的疲勞狀態，特別是男子短道速滑運動員，以28.76Hz的平均值高出常人標準值上限近一倍，顯示出比男子速度滑冰運動員更強的疲勞程度，經Independent Samples t檢驗，兩者間差異顯著（P＜0.05，圖1）。除此之外，男子速度滑冰運動員股外側肌伸縮性高于男子短道速滑運動員（P＜0.05）。

從肌肉硬度看，男子短道速滑運動員腓腸肌、脛骨前肌、腹直肌參數上高于男子速度滑冰運動員，且差異具有顯著性。具體數值依次為308.87N／m／257.66N／m（P＜0.05）；613.12N／m／407.16N／m（P＜0.01）；248.00 N／m／216.60N／m（P＜0.01）；特別是脛骨前肌，高出男子速度滑冰運動員50%。而男子速度滑冰運動員在股外側肌的硬度上高于男子短道速滑運動員（P＜0.05，圖2）。

肌肉彈性數據對肌肉狀態的評價方法為：彈性下降，肌肉疲勞越快。因此，較低的數值代表了更惡化的肌肉狀態。圖3顯示，賽后男子短道速滑運動員脛骨前肌彈性較男子速度滑冰運動員更低0.65／0.95，差異具有顯著性（P＜0.01）；男子速度滑冰運動員則在股內側肌上優于男子短道速滑運動員。

圖1 本研究男子短道速滑、速度滑冰運動員賽后肌肉伸縮性對比示意圖Figure 1. Comparison of Muscle Contraction of Male Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

圖2 本研究男子短道速滑、速度滑冰運動員賽后肌肉硬度對比示意圖Figure 2. Comparison of Muscle Stiffness of Male Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

2.2.2 女子速度滑冰、短道速滑運動員賽后肌肉疲勞特征對比分析

女子運動員賽后肌肉參數對比的結果顯示，兩個項目運動員肌肉疲勞特征非常明顯。

圖3 本研究男子短道速滑、速度滑冰運動員賽后肌肉彈性對比示意圖Figure 3. Comparison of Muscle Elasticity of Male Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

女子短道速滑運動員脛骨前肌、股外側肌、腘繩肌、臀大肌疲勞程度高于女子速度滑冰運動員，特別是脛骨前肌，兩個項目女子運動員賽后肌肉伸縮性數值分別為26.78Hz／13.76Hz，女子短道速滑運動員高于女子速度滑冰運動員近50%；肌肉硬度分別為525.37N／m和237.00N／m，高于女子速度滑冰運動員54.88%；肌肉彈性也比女子速度滑冰運動員低48.44%。兩個項目女子運動員在該肌肉3個參數的差異均具有統計學意義（P＜0.01）。除脛骨前肌外，女子短道速滑運動員的股外側肌也在伸縮性、硬度兩個參數指標上明顯高于女子速度滑冰運動員，肌肉伸縮性15.62Hz／11.74Hz（P＜0.01）；肌肉硬度285.12N／m／190.40N／m（P＜0.01）；在腘繩肌和臀大肌方面，女子短道速滑運動員在肌肉彈性數值更低（P＜0.01），表示更加疲勞。

相比之下，女子速度滑冰運動員則在股直肌和腹直肌顯示出更高的疲勞狀態。在股直肌方面，短道速滑、女子速度滑冰運動員肌肉伸縮性數值比較值為14.36Hz／18.70Hz（P＜0.01）；肌肉硬度數值比較為270.87N／m／312.20N／m（P＜0.05）；肌肉彈性數值比較為1.54／1.13（P＜0.01）。腹直肌方面，短道速滑、女子速度滑冰運動員肌肉伸縮性數值比較為12.08／17.82（P＜0.05）；肌肉硬度方面，女子短道速滑運動員賽后為207.50N／m，女子速度滑冰運動員賽后為312.20N／m，差異具有顯著性（P＜0.05）。

3 分析與討論

關于骨骼肌的疲勞，Zenija Roja日曾用 MYOTON肌肉測試儀對不同工種的公路建筑工人的肌肉疲勞特征進行了測試研究，結果顯示，不同工種的工人由于工作內容不同、肌肉受力不一致，確實使兩個樣本間原本不具有差異的5塊肌肉在7天負荷實驗后其肌肉的伸縮性、彈性和硬度產生了明顯的差異。［8］這一研究結果提示我們，同樣作為身體活動的運動訓練和競賽，不同運動的專項運動員在專項動作的作用下，其肌肉伸縮性、彈性和硬度的變化也會呈現其專門特征。因此，本研究就短道速滑運動員單次比賽后肌肉與賽前安靜狀態的參數進行了對比分析。

圖4 本研究女子短道速滑、速度滑冰運動員賽后肌肉伸縮性對比示意圖Figure 4. Comparison of Muscle Contraction of Female Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

圖5 本研究女子短道速滑、速度滑冰運動員賽后肌肉硬度對比示意圖Figure 5. Comparison of Muscle Stiffness of Female Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

圖6 本研究女子短道速滑、速度滑冰運動員賽后肌肉彈性對比示意圖Figure 6. Comparison of Muscle Elasticity of Female Short Track Speed Skating and Speed Skating Athletes before and after Competition

分析結果顯示，男子短道速滑、女子運動員所測試8塊肌肉中，大部分肌肉賽后都較賽前安靜時有了不同程度的狀態下降，表現為伸縮性和硬度指標上升、彈性指標下降。伸縮性是肌肉放松狀態下肌肉的機械張力，是肌肉在動作和放松之間的恢復狀況，當伸縮性高于正常值時會擾亂肌肉中的血流狀況，使較少的血液達到肌肉，導致肌肉疼痛和運動能力下降。硬度是指肌肉抵抗外力使其形變的能力。根據運動性能，硬度與拮抗肌在運動中的阻力相關聯。較硬的肌肉需要更大的努力才能使拮抗肌伸展開。這就導致較低的運動效率。彈性是指肌肉產生收縮形變后回復到原始狀態的能力。它描述了在運動中肌肉血流的供給狀況以及提高運動速度的能力。運動中骨骼肌血流的供給僅當其外形在兩次收縮的間隙能迅速地回復到原始狀態才有效。換句話說，肌肉必須要有好的彈性才能保證良好的血流供給，彈性的下降會引起肌肉更快疲勞，并且如果肌肉彈性不好，其運動速度必定受到限制。

在所測的8塊肌肉中，肌肉惡化的程度各不相同，但男子短道速滑、女子運動員在腓腸肌、脛骨前肌和腘繩肌3塊肌肉上均表現出指標惡化的相似性。相似性表現在與其他肌肉指標輕微變化不同，這3塊肌肉的3個指標中的大部分都發生了大幅度的惡化（表1、表2）。以脛骨前肌為例，男子短道速滑運動員賽后肌肉伸縮性指數提升了5.93%，肌肉硬度提高了19.3%，肌肉彈性減少了26.96%。女子短道速滑運動員這塊肌肉則表現為肌肉硬度提高6.05%，肌肉彈性減少18.60%。結果提示，腓腸肌、脛骨前肌和腘繩肌也許是短道速滑運動員運動疲勞產生的主要部位，短道速滑運動員的小腿肌肉可能承受的負荷更大。

在短道速滑運動員運動疲勞顯著的這3塊肌肉中，脛骨前肌顯得尤為突出。在運動員比賽前一天的安靜狀態數據中脛骨前肌已顯示高于其他肌肉指數的現象。以伸縮性指標為例，常人標準為11～16Hz，短道速滑運動員其他7塊肌肉在賽前安靜狀態測定數值，均控制在這一區間內，唯獨脛骨前肌，男女指標分別為27.15Hz和26.41Hz，遠遠高出常人標準，其他兩個指標硬度和彈性也如此。這說明在賽前，這塊肌肉的狀態并不十分良好。推測這可能與訓練和比賽后，運動員和教練員對脛骨前肌的拉伸、放松按摩重視不夠，導致了疲勞累積和肌肉狀態下降。

為了進一步驗證短道速滑運動員肌肉疲勞的特征，本研究特別選取了速度滑冰國家隊運動員進行了測試和對比分析。速度滑冰與短道速滑是在專項動作結構上有著高度相似性但性質完全不相同的兩項運動。2011年全國速度滑冰聯賽總決賽500m項目比賽后，課題組對國家隊一線男子、女子運動員相同8塊肌肉伸縮性、硬度和彈性3個指標進行了測試與采集，并與短道速滑運動員的指標進行了對比分析。得出結果是二者用力肌群一致的話，那么兩個項目運動員賽后肌肉疲勞特征在同一肌群上會顯示出相似的指數變化。

研究結果顯示，相同距離的比賽，二者賽后肌肉狀態顯示出不同的變化規律。男子短道速滑、女子運動員在腓腸肌、脛骨前肌、股外側肌、腘繩肌、臀大肌參數和疲勞程度上高于速度滑冰運動員，而速度滑冰運動員則在股直肌和腹直肌顯示出更高的疲勞狀態，二者間的差異具有統計學意義。以女子運動員對比分析為例，從圖4和圖5可以看出，兩個項目的女子運動員大部分測試肌肉數值分布在常人標準之內，且在賽后差異不大，說明高強度的專項競賽并沒有使這些肌肉產生過大的負荷。而女子短道速滑運動員的脛骨前肌和股外側肌、女子速度滑冰運動員的股直肌和腹直肌參數明顯高于對方，且超出了常人標準，說明這些肌肉是各自專項動作重要的發力肌肉，這一結果從另一角度驗證短道速滑運動員肌肉疲勞的特征。

此外，與一些肌肉出現疲勞和狀態下降不同，短道速滑青年隊運動員在比賽后，還出現了部分肌肉和指標大幅度回升的現象，主要集中在股內側肌和股外側肌上。男子運動員股外側肌和股內側肌的彈性分別比前一天安靜狀態提升了18.18%和10.77%。女子運動員股外側肌賽后彈性增加12.39%，硬度下降了6.98%；股內側肌硬度下降了6.33%。研究發現在高強度比賽負荷后，股內側肌和股外側肌與賽前12h狀態相比更好，本研究推測有可能是因為前一天訓練結束后，運動員對該肌肉拉伸、放松恢復重視不夠，經過12h后才恢復到了最佳狀態，但這一推論需要進一步科學的測試和論證。

4 結論

通過測試分析發現，短道速滑運動員在500m比賽后，專項動作涉及的8塊重要肌肉的疲勞程度各不相同，與自身賽前安靜狀態相比，下肢小腿肌群疲勞更為明顯。與速度滑冰相同距離比賽運動員相比，腓腸肌、脛骨前肌、股外側肌、腘繩肌和臀大肌疲勞程度更高。建議教練員和運動員訓練和比賽后應加強對這些肌肉群的拉伸與恢復訓練。

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［5］王樂軍，黃勇，龔銘新，等.運動性肌肉疲勞過程中主動肌與拮抗肌sEMG相干性分析［J］.體育科學，2011，31（10）：79－84.

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［8］ZENIJA ROJAR，VALDIA KALKIS，ARVED VAIN.Assessment of skeletal muscle fatigue of road maintenance workers based on heart rate monitoring and myotonometry［J］.J Occupation Med oxicol，2006，（1）：20.