我國成年男性居民不同身體部位最大力量特征研究

武東明，江崇民，蔡 睿

?

我國成年男性居民不同身體部位最大力量特征研究

武東明，江崇民，蔡 睿

目的：針對我國成年男性不同身體部位最大力量的現狀進行相關分析和探究，并探索隨年齡的增長最大力量的衰退規律以及日常鍛煉習慣與最大力量衰退規律之間的關系。方法：從北京、上海、山東、江蘇、江西各選擇一個單位抽取相應年齡組人群按照《ACSM的運動測試與處方指導手冊》的測試方法進行上肢、下肢、腰腹部和背部1 RM測試。結果：普通人群各部位最大絕對力量從大到小依次為：下肢肌肉、背部肌肉、腹部肌肉和上肢肌肉，且各年齡組之間排序相同；上肢、腹部肌肉的相對力量約與自身體重相同，下肢和背部肌肉的相對力量約為自身體重的1.5倍；鍛煉習慣對身體各部位最大力量的保持產生積極影響。結論：我國男性居民身體各部位最大力量呈現出隨年齡的增長而逐漸下降的趨勢，其中有鍛煉習慣人群通過日常體育鍛煉提高了身體各部位最大肌肉力量基礎值，一定程度上掩蓋了隨年齡增長而產生的身體素質下降趨勢；實驗數據還反映出身體各部位最大力量下降幅度最大所處的年齡組不盡相同，建議在相應年齡組進行針對性力量訓練，通過提高相關部位最大力量的基礎值來緩沖因最大力量快速下降而造成的不便。

最大力量；男性；上肢肌肉；下肢肌肉；背部肌肉；腹部肌肉；下降趨勢

力量素質是組成人體五大素質之一，也是維持人類正常生存和生活的基礎。美國運動醫學學會(ACSM)將肌肉力量和肌肉耐力統稱為肌適能，良好的肌適能狀態對促進健康、預防傷病、提高工作效率有很大的幫助[14]。肌肉力量主要是指肌肉對抗某種阻力時所發出的力量，一般而言是指肌肉在一次收縮時所能產生的最大力量[5]。研究證明，適當的力量訓練可以提高肌肉力量，通過持續規律的專項練習可以將肌適能保持在良好狀態。

在目前肌肉力量研究中，研究對象主要分布在競技體育專業運動員、慢性疾病人群、老年人三類人群。不同人群肌肉力量的研究側重點又有所不同，針對競技體育專業運動員的肌肉力量研究大多數分布在長期、系統專業訓練體系的基礎上通過單部位或多部位針對性力量訓練來彌補技術短板最終達到提高運動成績、專業運動員受傷后康復及競技能力恢復等方面；針對慢病人群和老年人群則主要分布在不同力量訓練方案對慢病人群和老年人群身體、生活狀況及日常自理能力的改善效果等方面。相比較來看，普通人群的相關研究中以學生為主體的相關研究較多，針對成年人群研究相對較少。

國民體質監測顯示，十多年來我國成年人身體素質持續下降，其中力量素質下降幅度明顯，現階段我國成年人各部位力量是如何隨年齡的變化而變化等問題一直困擾著人們。本文從增齡性力量變化趨勢和日常體育鍛煉習慣與力量衰退之間關系的角度，探討力量的特征及變化規律，同時分析日常鍛煉習慣與最大力量衰退規律之間的關系，希望通過身體4個部位最大力量的測試結果，對我國成年男性身體各部位最大力量隨年齡變化的特點和規律有一個初步的了解。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

受試者均來自北京農業大學、上海師范大學和上海市體育科學研究所、濟南市國民體質監測中心、江西省國民體質監測中心、南京體育學院6個單位，按照20～34歲、35～49歲和50～64歲年齡組抽取普通男性50人/年齡組。受試者均無關節肌肉損傷、無心血管疾病、無心血管疾病(表1)。

表 1 本研究研究對象基本情況一覽表Table 1 List of the Basic Information of the Research Objects

1.2 實驗設計

本研究采用ACSM最大力量測試方法進行上肢肌肉、下肢肌肉、腹部肌肉和背部肌肉力量評定。

1.2.1 各部位動作和相關儀器的選取

了解各測試點測試儀器的基礎上，綜合考慮測試安全等各方面因素，選定測試方法為：上肢最大力量測試方法為標準臥推；下肢最大力量測試方法為坐式水平蹬腿；腹部為抗阻坐位體前屈；背部為下背肌伸展。測試儀器方面，上肢肌肉最大力量測試儀器為標準臥推杠鈴；下肢采用喬山坐式蹬腿練習器G3-S70，背部采用喬山下背肌伸展練習器G3-MX-S52，腹部采用喬山腹部前屈訓練器G3-S50。

1.2.2 實驗過程

最大力量測試采用1RM測試，測試方法參照《ACSM的運動測試與處方指導手冊》第六版[11]，受試者進行10 min專項準備活動后，告知實驗流程并進行1～2次小負荷練習動作，以便熟悉動作，熱身同時測試者講解測試流程和具體測試要求及動作要領。在測試后即刻用“自覺用力程度分級(RPE)”量表測量運動后疲勞程度。

1.3 數據統計分析

2 結果與分析

2.1 普通人群力量變化趨勢

國內外對身體素質的發展有了較為統一的認識，首先進入遞增性發展階段的是速度素質，其次為耐力素質，力量素質最晚。表2、表3顯示，下肢、腰腹部和背部肌肉最大力量均出現在20～34歲年齡組，上肢最大力量出現在35～49歲年齡組，最大力量峰值所在年齡分組區間與國民體質監測區間重合，與2010年國民體質監測[9]結果一致。

從遺傳學角度來看，人的身體素質都是由遞增性發展階段、穩定、保持階段以及隨年齡退行性變化階段等幾個連續的階段構成。有研究表明，肌肉的衰退是不可抗拒的自然規律，但是肌肉具有很強的可塑性[20]。肌肉絕對力量遺傳度約為35%，相對力量遺傳度約為64%，其中，在力量素質黃金敏感期內進行相關訓練可以最大限度的增加絕對力量和相對力量的極值。但是力量敏感期出現在青少年時期(女子11～15歲，男子12～16歲)，在我國青少年時期是課業壓力最重階段，絕大多數人群會錯過力量的黃金敏感期。但是由于在黃金敏感期內青少年的心血管系統、呼吸系統和內分泌系統的變化及日常的體育活動及玩耍等為兒童骨骼肌系統的發展提供了一定強度的刺激，這個強度雖然可以刺激機體力量增長，但是增長速度和幅度有限。

表 2 本研究不同年齡組受試者不同部位最大力量一覽表Table 2 List of the Maximal Forces of Various Body Parts in Different Age Groups

注：*和35～49歲比較，P<0.05；**和35～49歲比較，P<0.01；&和50～64歲比較，P<0.05；&&和50～64歲比較，P<0.01；#和20～34歲比較，P<0.05；##和20～34歲比較，P<0.01；下同。

表 3 本研究不同年齡組受試者不同部位相對力量一覽表Table 3 List of Relative Forces of Various Parts and Different Age Groups

從進化論來看，由于直立行走促進了人體上下肢的分工，以及生存環境等的變化促進了身體的變化，形成了人體特有的結構，人類為了發展腦而解放了手，為了解放手必須直立行走，直立行走克服重力的方式和四肢吃重的方式是完全不同的[4]。人類直立行走后下肢成為人體重量和人體位移的最大受力部位；背部肌肉作為抵御沖擊和保護人體唯一的一條生命支柱，背部肌肉力量大小直接關系著脊柱的穩定性有效協調上下肢肌肉及身體各部位肌肉來完成相關動作；腹部肌肉主要維持腰椎、骨盆的正常活動和穩定性，特殊情況下抵御外部沖擊保護內臟的作用；上肢肌肉則主要是完成一些精細動作。表2、表3顯示，普通人群各部位肌肉最大絕對力量從大到小依次為下肢>背部>腹部>上肢，且各年齡組之間排序相同。研究結果與人體結構力學特征一致，其中，下肢肌肉和背部肌肉相對力量約為自身體重的1.5倍，強壯的下肢肌肉和背部肌肉有利于保持身體的長時間站立和行走，抵御外力的攻擊，保持自身及幼崽的安全。另外，上肢肌肉、腹部肌肉相對力量約與自身體重基本持平，上肢在大多數時間主要進行工具的攜帶和使用，所需力量比較小，但是最大力量仍與自身體重相當，其主要作用是為應付特殊時段而進化保留的力量儲備，如可以輕松使用笨重工具來提高捕食、搏斗過程成功率。

2.2 力量的增齡性變化趨勢

有研究表明，人類30歲以后肌肉力量和肌纖維的數量、大小都在逐漸降低[1]。表2、表3顯示，下肢肌肉、腹部肌肉和背部肌肉最大絕對力量隨年齡增長則呈現出下降趨勢，上肢肌肉最大絕對力量隨年齡增長呈現出拋物線趨勢；從不同年齡組來看，上肢肌肉、下肢肌肉和腹部肌肉最大力量的相伴概率均小于顯著性水平，4個部位相對力量相伴概率均小于顯著性水平，進一步說明不論是相對力量還是絕對力量20歲年齡組各部位均高于50歲年齡組，兩者之間存在一定的差異。

肌肉力量的下降是各種生理功能變化的綜合表現，其生理學機制為激素水平變化、蛋白質合成與分解失衡、神經-肌肉功能衰退及運動單位重組、線粒體染色體損傷、自由基氧化損傷及骨骼肌的修復機理受損、細胞凋亡、鈣穩態失衡、熱量和蛋白質攝入改變[21]等。但是這些生理機制中普遍被大家認可的主導性機制為增齡性變化造成的神經-肌肉功能衰退及運動單位重組，Apell、Carlson等將年輕和老年的肌纖維分別移殖到年輕和老年大鼠身上，發現老齡化造成的運動單位減少主要是由于運動神經萎縮造成的；Asmussen[10]研究證實，人類在25～70歲骨骼肌神經減少了25%～50%，尤其在60歲后，神經減少速度加快。

表 4 本研究不同年齡組受試者相同身體部位最大力量環比增長率一覽表
Table 4 List of the Growth Rates of Maximal Forces of the Same Body Parts in Different Age Groups on a Quarterly Basis (%)

上肢肌肉下肢肌肉腰腹部肌肉背部肌肉35歲年齡組與20歲年齡組環比2．20-0．46-8．20-0．1650歲年齡組與35歲年齡組環比-5．24-9．09-4．07-4．7250歲年齡組與20歲年齡組環比-3．16-9．51-11．93-4．86

注：增長為環比增長，即(前年齡組最大力量值-后年齡組最大力量值)/后年齡組最大力量值×100%。

人們對肌肉力量隨著增齡性下降的趨勢及生理機制有了進一步的了解，但是肌肉增齡性變化的幅度還需要進一步的研究，本文通過不同年齡組相同身體部位最大力量環比增長率來反映不同部位本年齡組比上一年齡組的增長/下降速度。表4顯示，身體各部位肌肉最大力量基本呈現出隨年齡組的增長而環比增長率不同程度的下降，但各部位環比增長率略有不同。20～64歲上肢肌肉、背部肌肉最大力量下降5%左右，下肢肌肉、腹部肌肉下降10%左右；且下降存在一個快速下降期，上肢肌肉、背部肌肉和下肢肌肉均出現在50～64歲年齡組，腹部肌肉則出現在35～49歲年齡組。據流行病學調查及滿君[10]等研究證明，30～80歲人體肌肉力量(握力)下降20%～40%，70歲以上老年人的肌肉力量丟失更為嚴重，下降率達到每年3%以上，本研究中的下降幅度為各部位下降幅度，與滿君等單一部位的相關研究基本相符。

肌力衰退是不可抗拒的自然現象，并且具有漸進性和全身性的特點。肌力減小同時常常造成局部性功能受限，從而導致生活質量下降甚至造成死亡等。但人體的功能是不斷變化的，通過運動可以引起全身各個系統、器官的功能發生相應的變化。有研究表明，運動對延緩骨骼肌因增齡而產生的機能下降有一定的效果。Brown[13]、Caio zzo[13]等動物實驗，Neil Mc Carteny[16]等對60～80歲老年人進行了兩年的力量訓練，均證明年輕成年的肌力下降是可逆的，老年由于其肌萎縮等情況，造成肌力下降是不完全可逆的。所以，可以通過運動來刺激肌纖維，使神經-肌肉功能保持在良好水平，并爭取在肌肉力量快速下降年齡之前將對應身體部位的力量基礎值保持在較高水平，來對抗增齡性肌肉力量下降。本實驗研究結果顯示，儲備上肢肌肉、下肢肌肉和背部肌肉基礎值的最佳時期是在35～49歲年齡組，而腰腹部的最佳時間則是在20～34歲年齡組。通過將肌纖維最大力量基礎值維持在最佳年齡組狀態的方法來延緩甚至掩蓋骨骼肌因增齡而產生的機能下降，將身體各項機能維持在一個最佳狀態。

2.3 鍛煉習慣對力量的影響

有無鍛煉習慣是指截止到最大力量測試之前，受試者近半年有沒有持續進行規律性的運動,將近半年內平均每周可以完成有一次及以上有規律的鍛煉稱為有鍛煉習慣人群。國內外對鍛煉習慣進行了廣泛研究，但是始終沒有達成統一共識。有學者從生理學角度進行探討[19，6]，也有學者從心理學角度[7]進行探討，還有學者從行為學[8]、社會學[2]等角度對鍛煉習慣進行探討。不論從哪方面對鍛煉習慣進行探討和定義，均離不開鍛煉習慣的本質——自主性、多次重復穩定性、自覺性、習得性[3]，鍛煉習慣的后天養成及自主內在需求的特性是通過不斷滿足生理、心理需求的基礎上形成一定的社會滿足的過程。

表 5 本研究有無鍛煉習慣人、不同年齡組受試者不同部位最大力量一覽表Table 5 List of Maximal Forces of Various Body Parts and Different Age Groups with or without Exercise Habits

注：*和沒有鍛煉習慣人群相比較，P<0.05；**和沒有鍛煉習慣人群相比較，P<0.01。

Pollock[17]、Kreisman[15]等人的研究結果表明，長期堅持體育鍛煉可以通過增加身體氣體交換頻率、呼吸肌的力量、胸廓的活動范圍等方式增大肺活量，增強肺部功能[18]，可以延緩因年齡增長而引起的身體機能下降。表5顯示，有鍛煉習慣人群各部位最大力量均值大于相同部位、相同年齡組人群，說明堅持體育鍛煉對身體各部位最大力量的提高有幫助。綜合分析，對比表2至表5結果，發現由于有鍛煉習慣人群初始最大力量較高，有無鍛煉習慣人群均存在增齡性肌力衰退現象，但是由于未做相關年齡組之間環比比較，無法確定兩個人群下降幅度之間的關系，但從Neil Mc Carteny等人[16]研究可以推斷，有鍛煉習慣人群力量素質下降幅度要小于沒有鍛煉習慣人群。若假定兩者直接下降幅度相同，由于有鍛煉習慣人群最大力量較相同年齡組沒有鍛煉習慣人群的最大力量基礎值高，下降相同幅度后，有鍛煉習慣人群的最大力量仍然要高于相同年齡組沒有鍛煉習慣人群。甚至由于有鍛煉習慣人群上肢和背部肌肉最大力量基礎值遠遠高出沒有鍛煉習慣人群，而造成有鍛煉習慣人群經過多次下降后仍然比20歲年齡組沒有鍛煉習慣人群的最大力量均值要高。以上情況，一定程度上也可歸納為，雖然隨著年齡的增長身體各部位最大力量出現不同程度的增齡性肌力下降，但是由于有鍛煉習慣人群通過前期的體育鍛煉儲備并提高了參與評價肌力的基礎值，在一定程度上實現了通過拉高參與評價的基礎值來掩蓋因年齡的增長而產生的增齡性肌力下降趨勢及因此引起的相關機能衰退現象，將身體最大力量維持在一個較高水平。

3 結論與不足

3.1 結論

我國男性居民身體各部位最大肌肉力量呈現出隨年齡組的增長而逐漸下降的趨勢，其中，有鍛煉習慣人群通過日常體育鍛煉提高了各部位最大肌肉力量，一定程度上掩蓋了隨年齡增長而產生的身體素質下降趨勢；實驗數據還反映出身體各部位最大力量隨年齡增長而下降最快的年齡組存在差異。從實踐角度上，根據最大力量隨年齡下降趨勢，建議在20～34歲年齡組力量練習過程中以腰腹部肌肉練習為主，在35～49歲年齡組則主要針對上肢、下肢肌肉和背部肌肉練習為主同時兼顧身體其余部位的原則進行針對性力量訓練。

3.2 不足

由于經費等各種原因本研究僅進行了男性4個部位最大力量測試，未對女性進行相關研究，造成了本研究結果存在片面性；同時，年齡組劃分跨度過大，一定程度上降低了研究結果的準確性。希望在后續研究過程中再次細化年齡組，對我國男性4個部位最大肌肉力量進行深入探討和研究。

[1]默克.默克家庭醫學手冊[M].北京:人民衛生出版社,2015:228.

[2]陳麗珠,畢仲春.義務教育階段學生體育鍛煉習慣形成影響因素的理論分析[J].北京體育大學學報,2006,29(3):380-381,384.

[3]司琦.大學生體育鍛煉行為的階段變化與心理因素研究[J].體育科學,2005,25(12):76-83.

[4]孫韜，葉南.解構人體[M].北京:人民美術出版社,2005:143.

[5]田麥久,劉大慶.運動訓練學[M].北京:人民體育出版社,2012:134.

[6]王紅,王東橋,孫魯.論養成鍛煉習慣是奠定學生終身體育基礎的關鍵[J].北京體育大學學報,2001,24(4):540-541.

[7]顏軍.體育鍛煉習慣形成的心理學思考[J].上海體育學院學報,1999,19(4):77.81.

[8]鐘振新,姚蕾.大學生體育鍛煉習慣調研[J].中國體育科技,2003,(3):27-29.

[9]徐亮亮，劉欣，王梅.低體重、超重對幼兒身體素質的影響[J].中國體育科技,2015,(1):127.

[10]滿君，孫桂云.增齡骨骼肌的機能特征及運動的其影響[J].北京體育大學學報，2001，24(2):200-203.

[11]ASMUSSEN.Aging Heat and Altitude,sec.III.S.M.Horvath and M.K.Youself(Eds.)[M].New York:Elsevier North Holland.Inc,1980:419-428.

[12]BROWN W F.A method for estimating the number of motorunits in themr muscles and thechanges in motor unitcount withaging[J].Neurol Neurosurg Psych，1972，35：845-852.

[13]CAIOZZO V J.Isoform of mechanical loading on myosin heavy chain protein and m RNA isoform expression[J].Appl Physiol，1996,80(5).1503-1512.

[14]FRANKLIN B A,WHALEY M H,HOWLEY E T,etal.ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription[M].Lippincott Williams and Wilkins;9th revised North American ed,2000:82.

[15]KREISMAN S H.Mew Norepinephrine infusion during moderate intensity exercise increases glucose production and uptake[J].Am J Physiology Endocrinal Metab,2000,(05):949-957.

[16]NEIL M C.Cartney,A longitudinal Trial of Weight Training in the Elderly.Continued Improvements in Year 2[J].J Gerontology,1996,51(6):B425-B438.

[17]POLLOCK M L,FOSTER C.Comparative analysis of physiologic responses to three different maximal graded exercise test protocols in healthy women[J].Am Heart J,1982,(3):363-373.

[18]RONALD J,SIGAL M D.Physical activity/exercise and type 2 diabetes[J].Diabetes Care,2006,(6):1433-1438.

[19]WOOD W,TAM L,GUERRERO WIT M.Changing cir-cumstances,disrupting habits[J].J Personality Soc Psychol,2005.918-933.

[20]FLECK S J,KRAEMER W.Designing Resistance Training Programs[M].Human Kinetics，217-229.

[21]ROUBENOFF R，HUGHES V A.Sarcopenia：current concepts[J].J Gerontol A Biol Sci Med Sci，2000，55(12)：M716-724.

Study on Characteristics of Maximal Muscle Forces of Different Body Parts of Chinese Adult Male Residents

WU Dong-ming,JIANG Chong-min,CAI Rui

Objective:Based on the current situation of maximal muscle forces of different body parts of Chinese adult males,the objective of this study was to make relevant analysis and to explore the law of the decline of maximal forces with the increase of age as well as the correlation between this law and daily exercise habits.Methods:According to ACSMExercise Test and Prescription Instruction Manual,upper limb,lower limb,waist and abdomen and back 1RM tests were carried out on the corresponding age groups of each unit in Beijing,Shanghai,Shandong,Jiangsu and Jiangxi respectively.Results:The maximal absolute forces of various parts in the general population were decreasing in different parts in the following order:lower limb muscles,back muscles,abdominal muscles and upper limb muscles.And this rank ordering remained the same in various age groups.The relative forces of upper muscles and abdomen muscles were equal to their self weights,while the relative forces of lower muscles and abdomen muscles were about 1.5 times of their self weights.Exercise habits has positive impacts on the maximal forces of various body parts.Conclusions:The maximal muscle forces of various body parts of Chinese male residents tend to decline with the increase of age,and some populations with exercise habits improve their base values of maximal muscle forces of various body parts through daily physical exercises,covering up the downtrend of physical quality with the increase of age to a certain degree.Also,the experimental data reflect that the maximum falling ranges of various body parts appear in different age groups.It is recommended to carry out targeted strength trainings in different age groups and mitigate the inconvenience due to the rapid decrease of maximal force by improving the base values of maximal forces of relevant body parts.

maximalforce;male;upperlimbmuscle;lowerlimbmuscle;backmuscles;abdominalmuscles;downtrend

2015-06-11；

2015-09-27

“十二五”國家科技支撐計劃資助(2012BAK23B02)；國家體育總局體育科學研究所基本科研業務費專項資助(基本13-30、14-23)。

武東明(1983-)，男，山東臨沂人，助理研究員，碩士，主要研究方向為體質測量與評價， Tel：(010)87182596，E-mail：wudongming@ciss.cn。

國家體育總局體育科學研究所，北京 100061 China Institute of Sport Science,Beijing 100061,China.

1002-9826(2015)06-0134-05

10.16470/j.csst.201506019

G804.49

A