男子速滑運動員下肢肌疲勞特征研究

梁美富

中圖分類號：G862 文獻標識：A 文章編號：1009-9328（2017）07-000-02

摘 要 運用測試法對我國優秀速滑男運動員在模擬訓練下肢肌肉疲勞特征進行研究，以期提高我國男子速滑運動員的水平。結果：1.左腿側蹬滑行時，積分肌電放電頻率腓腸肌放電最大，右側肢為股直肌。2.隨著滑步訓練的時間延長，左右下肢均出現了疲勞現象，練習組數的增多疲勞程度加深。3.在同一滑行動作中，受試者左右側肢同種肌肉的積分肌電百分比差異較大，說明運動員左右側肢肌力存在不均衡現象。

關鍵詞 速滑 模擬訓練 下肢肌

我國速滑水平已經達到國際水平，尤其是女子項目，但是男子依然是我國的突破口、沖金點。近年來，表面肌電信號的研究引起了越來越多人的興趣，并已成為競技體育研究的熱點問題之一[1]。通過檢測運動員運動時的表面肌電信號，及時反映出肌肉的疲勞和興奮狀態，有助于建立科學的訓練方法[2] 。本研究主要測試分析男運動員模擬訓練過程中下肢肌疲勞肌電變化特征，準確分析速滑過程中肌肉變化時序、相關肌肉的發力規律和評價產生運動性疲勞的機制，以期提高我國男子速滑運動員訓練水平。

一、研究對象與方法

（一）研究對象

選取沈陽體育學院競技體校速度滑冰男運動員9名，運動員等級皆為國家一級運動員，年齡為17.1±1.5，身高為178.4±3.4cm，體重為66.7±8.4kg，訓練年限3.8±0.6年。

（二）文獻資料法

通過國家圖書館、錦州醫科大學圖書館，中國知網、萬方數據庫等檢索工具，查閱有關速滑的中外文獻和書籍，從而為本研究提供必要的理論依據和相關信息。

（三）測試法

應用芬蘭產ME6000表面肌電儀和一臺SONY HC26E常速攝像機對受試者在305cm×50cm的經磨砂涂漆打蠟等處理后的滑板上模擬滑冰動作訓練時進行同步測試。實驗分為3組每組100步，根據技術動作解剖分析選取肌肉，確定左右腿的半腱肌、股直肌、腓腸肌外側頭從6塊肌肉記錄其肌電信號。采用ME6000處理軟件與APAS三維運動解析系統，將運動圖像與表面肌電信號進行同步分析，記錄原始電壓、平均功率頻率（MPF）、積分肌電（IEMG）指標。表面肌電電極片沿肌纖維的縱軸方向粘貼在肌腹隆起處表面，電極之間距離2cm。采用全波整流肌電圖，對原始電壓進行標準化和時間歸一化[3]處理。

二、研究結果

（一）左右側下肢肌蹬伸時肌肉積分肌電特征

由表1可知，優秀速滑男運動員在模擬左右腿蹬伸時，半腱肌的積分肌電的百分比分別為30.5±3.81%和27.5±2.62%，股直肌的積分肌電的百分比分別為28.8±1.39%和43.2±3.18%，腓腸肌外側頭的積分肌電的百分比分別為32.7±2.05%和30.3±4.51%，左右腿的半腱肌和腓腸肌外側頭積分肌電百分比相差不大，而左腿的股直肌積分肌電百分比明顯小于右腿的。

（二）左右側下肢肌平均功率頻率變化斜率特征

優秀速滑男運動員從第一組到第三組的模擬訓練下，左側半腱肌的MPF變化頻率分別為22.1±1.18、-32.1±7.12和-72.1±4.16；右側股直肌的MPF變化頻率分別為-13.6±3.98、-53.6±2.91和-68.6±2.96；右側腓腸肌外側頭的MPF變化頻率分別為11.6±1.27、-13.6±2.22和-17.6±2.24。由圖1可知運動員左側下肢肌在三組的模擬訓練下，平均功率頻率變化差值均有明顯的下降，尤其是股直肌，其次是半腱肌，最后是腓腸肌外側頭變化的斜率比較小。

運動員從第一組到第三組的模擬訓練下，右側半腱肌的MPF變化頻率分別為24.4±1.13、-23.2±1.61和-17.2 ± 1.85；右側股直肌的MPF變化頻率分別為11.0±1.52、-31.0±2.51和-51.0±4.54；右側腓腸肌外側頭的MPF變化頻率分別為28.6±1.61、-27.6±3.64和-30.6±4.11。由圖2可知，優秀速滑男運動員右側下肢肌在三組的模擬訓練下，股直肌的MPF變化頻率比較明顯，其次是腓腸肌外側頭，最后是半腱肌的MPF變化頻率相對較小。

圖1可知，運動員在第一、二、三組模擬訓練下，左側的半腱肌的平均功率頻率變化值的斜率大于右側的，左側的股直肌的平均功率頻率的變化值的斜率與右側的基本相似，左側的腓腸肌外側頭的平均功率頻率的變化值的斜率小于右側的。可以說明左右側的再蹬地時所用的力量大小和運用的肌肉方式不一樣，疲勞程度也有區別。

三、分析與討論

（一）優秀速滑男運動員左右腿側蹬冰滑行時，左側募集的股直肌的肌單位所占的百分比明顯要小于右側的。在控制良好的條件下， sEMG 信號活動的變化在很大程度上能夠定量反映肌肉活動的局部疲勞程度、肌力水平、肌肉激活模式、運動單位興奮傳導速度、多肌群協調性等肌肉活動的變化規律[2]。根據蹬冰動作和左右側積分肌電值可知，左右兩側腿再蹬冰過程左腿再蹬冰時腓腸肌外側頭積分肌電所占的百分比最大，右腿蹬冰時，右股直肌積分肌電所占的百分比最大，并且左右蹬冰時，左右腿所用的肌肉的百分還有差異，最大可能性是由于速度滑冰項目一般都是順時針滑圈運動，再壓彎時左腿為支撐腿，右腿為發力腿，會形成自動化模式，在滑板上模擬蹬冰，左右腿的肌肉發出的積分肌電值的百分比有所差異，也許這是速滑項目的特殊性引起的。

（二）在模擬練習中，優秀速滑男運動員用左側蹬滑三組后，選擇的有效肌肉的MPF的變化值均有所下降，由于肌肉的貢獻率不一樣，下降的斜率的程度就不一樣，說明在左側蹬滑過程中，三塊肌肉的疲勞程度不一樣，半腱肌的MPF變化值的斜率最大；在右側腿蹬滑三組后，股直肌的MPF變化的斜率最大，可以說明在左側蹬腿時，半腱肌的疲勞程度越快，同時意味著再做左蹬冰時，左半腱肌是首先被動員的，在右側蹬腿時右側股直肌是首先被動員的。

（三）優秀速滑男運動員在做模擬蹬冰訓練時，做左右腿下肢肌肉的平均功率頻率變化值的斜率趨勢比較，左側的蹬冰時半腱肌比右側蹬冰的半腱肌疲勞的要快些，股直肌的疲勞程度基本相當，而腓腸肌外側頭的疲勞變化斜率要低于右側的。從技術動作來看，右腿蹬冰時，是用后部內側刀刃開始進入最大用力蹬冰階段，左腿蹬冰時，是用外側刀刃開始進入最大用力蹬冰階段，左腿蹬冰要快速而積極的收腿，同時再蹬冰過程中左腿的蹬冰幅度要小于右腿蹬冰幅度，造成左腿的半腱肌疲勞的速率最快，右腿的股直肌疲勞的速率最快；從身體姿勢上看，在彎道滑行過程中，身體傾向圓心，左腿外支撐和右腿內側支撐，收小腿時，左腿動員的半腱肌為主，右腿動員的股二頭肌為主，這也引起左右腿再蹬冰過程中動員的肌肉不一樣。

（四）優秀速滑運動員下肢肌肉疲勞機制的討論，在模擬三組蹬冰訓練中，優秀速滑男運動員下肢肌的MPF下降的原因。根據項目特點和模擬的動作的運動量屬于短時間大強度運動，導致運動神經末梢乙酰膽堿釋放減少，同時也會是大腦皮質產生了保護性抑制，骨骼肌的收縮能力下降，造成募集的運動單位逐漸減少[4]。符合“外周代謝理論” 對頻域指標的下降現象進行解釋， 按照“外周代謝理論”， MPF 的下降是外周肌肉疲勞的特異性變化， 為局部肌肉H+累積所致[4]。據報道乳酸和H+引起肌漿網Ca2+釋放通道損害，H+抑制細肌絲Ca2+活性，H+引起Ca2+轉運進入肌漿網的能力下降[5]。

四、結論

（一）左腿側蹬滑行時，募集的肌單位最多的是腓腸肌，右側肢為股直肌。

（二）隨著滑步訓練的時間延長，左右下肢均出現了疲勞現象，練習組數的增多疲勞程度加深。

（三）左腿側蹬時，疲勞速率最快的是半腱肌，右側肢為股直肌。

（四）在同一滑行動作中，運動員左右側肢同種肌肉的積分肌電百分比差異較大，說明運動員左右側肢肌力存在不均衡現象。

參考文獻：

[1] 羅炯，金季春.表面肌電的處理方法及在體育科研中的應用前景[J].山東體育學院學報.2005（2）：56-58.

[2] DUCHENE J，HOGREL J Y.A model of EMG generation[J].IEEE transactions on biomedical engineering.2000.47（2）：192-201.

[3] 楊紅春，王健，張海紅.等長收縮誘發肌肉疲勞及恢復過程中表面肌電信號特征變化規律[J].生物物理學報.2005（5）：385-390.

[4] 王瑞元，熊開宇，等.運動生理學[M].北京.人民體育出版社.2002：305-310.

[5] Ma J， Fill M，Knudson C M，et al. Ryan dine receptor of skeletal muscle is a gap junction- type channel[J].Science.1988（242）：99-102.