快速伸縮復(fù)合練習(xí)伴隨血流限制的激活后增強(qiáng)效應(yīng)研究

魏宏文,向鏡

(北京體育大學(xué) 體能訓(xùn)練學(xué)院，北京 100084)

激活后增強(qiáng)效應(yīng)(Post-activation Potentiation，PAP)是由于骨骼肌急性力量輸出后留下了一系列收縮痕跡，使骨骼肌在后續(xù)的收縮過(guò)程中出現(xiàn)收縮能力暫時(shí)增強(qiáng)的現(xiàn)象[1].盡管大負(fù)荷的深蹲[2]與臥推[3]、高翻[4]、拖重物沖刺[5]、飛輪超負(fù)荷離心練習(xí)[6]均能夠誘導(dǎo)出PAP，但它們都需要沉重的訓(xùn)練器材，教練員和運(yùn)動(dòng)員更希望能夠有相對(duì)簡(jiǎn)單、便利而有效的方法來(lái)產(chǎn)生PAP.有研究在熱身中加入克服自身體重的快速伸縮復(fù)合練習(xí)，發(fā)現(xiàn)能夠顯著提高縱跳高度和功率[7-8]，顯示出PAP作用.但也有快速伸縮復(fù)合練習(xí)未能夠產(chǎn)生PAP的研究報(bào)道[9-10].

資料顯示，雖然小強(qiáng)度(30% 1RM)的抗阻訓(xùn)練無(wú)明顯的增肌作用，但是它與血流限制(Blood Flow Restricted，BFR)相結(jié)合就會(huì)具有與大強(qiáng)度(>70% 1RM)抗阻訓(xùn)練一樣的效果，出現(xiàn)肌肉肥大、肌力增加、提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[11-14]，其機(jī)制與較高閾值的運(yùn)動(dòng)單位被募集有關(guān)[15].有研究發(fā)現(xiàn)，弓箭步練習(xí)伴隨BFR能夠顯著提高縱跳表現(xiàn)[16].原因可能是在BFR期間，慢肌纖維的供氧不足，導(dǎo)致快肌纖維更早地被募集[17].較高閾值運(yùn)動(dòng)單位的募集是PAP的機(jī)制之一[18].

雖然對(duì)BFR有較多的研究，但利用BFR來(lái)誘導(dǎo)PAP反應(yīng)仍有待評(píng)估.BFR聯(lián)合快速伸縮復(fù)合練習(xí)可能增強(qiáng)急性PAP肌肉反應(yīng).因此，本研究擬分別觀察快速伸縮復(fù)合練習(xí)、血流限制對(duì)縱跳表現(xiàn)的影響，以及快速伸縮復(fù)合練習(xí)伴隨血流限制能否具有交互作用，探討它們產(chǎn)生PAP作用及其機(jī)制.

1 研究對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象及其分組

在北京體育大學(xué)36名招募體育專業(yè)男性大學(xué)生.入組標(biāo)準(zhǔn)：1)至少具有兩年抗阻訓(xùn)練的經(jīng)歷；2)半年內(nèi)無(wú)損傷；3)(深蹲最大力/體重)>1.5[19].以反向縱跳(Countermovement Jump，CMJ)的基礎(chǔ)值為標(biāo)準(zhǔn)，將受試者隨機(jī)分為4組：對(duì)照組(Control，C)、快速伸縮復(fù)合練習(xí)組(Plyometric，P)組、血流限制組(Blood Flow Restriction，B)，以及快速伸縮復(fù)合練習(xí)伴隨血流限制組(Plyometrics with BFR，P+B).受試者基本情況見(jiàn)表1.在實(shí)驗(yàn)測(cè)試前24 h禁止大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，禁止攝入咖啡因、酒精.

表1 受試者基本信息

1.2 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1.2.1實(shí)驗(yàn)流程

受試者身著短褲，在標(biāo)準(zhǔn)化熱身后進(jìn)行跳躍測(cè)試，即干預(yù)前測(cè).3 min后C組、P組、B組和P+B組分別在無(wú)干預(yù),跳躍練習(xí),血流限制，以及跳躍練習(xí)伴隨血流限制不同的處理后的4個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行跳躍測(cè)試.根據(jù)文獻(xiàn)[20-23]，本研究采用較為常用的干預(yù)后4 min,8 min,12 min和16 min進(jìn)行跳躍測(cè)試，研究激活后增強(qiáng)效應(yīng)的時(shí)間特征.跳躍測(cè)試依次為反向縱跳、靜蹲跳(Squat Jump，SJ)和落下跳(Drop Jump，DJ).每個(gè)測(cè)試動(dòng)作間隔7 d.

1.2.2處理方法

標(biāo)準(zhǔn)化熱身[24]：慢跑2 min后，進(jìn)行3 min的相關(guān)下肢肌肉組織的動(dòng)態(tài)拉伸，動(dòng)作依次是抱膝提踵、雁式平衡、股四頭肌拉伸和偉大拉伸，每個(gè)動(dòng)作重復(fù)6次.快速伸縮復(fù)合練習(xí)[25]：受試者依次進(jìn)行2組10個(gè)直腿跳(組間歇30 s，完成時(shí)間為90 s),3組5個(gè)連續(xù)障礙跳(高度50 cm，組間歇30 s，完成時(shí)間為120 s),5個(gè)落下跳(高度50 cm,次間歇10 s，完成時(shí)間為90 s.這些練習(xí)動(dòng)作共耗時(shí)5 min.血流限制：在受試者的大腿根部(臀橫紋肌處)套上6 cm寬的血流限制帶、以21.28 kPa[13]靜坐5 min(時(shí)間與P組用時(shí)一致).這樣做會(huì)限制工作肌肉的動(dòng)脈血流，并阻斷靜脈血流回流[26].加壓帶的松緊度以能放進(jìn)兩指為宜，隨后再進(jìn)行充氣加壓.

1.2.3測(cè)試動(dòng)作

依次進(jìn)行反向縱跳、靜蹲跳和落下跳測(cè)試.受試者雙手叉腰、雙腳分開(kāi)與肩同寬站在測(cè)力臺(tái)上(KISTLER Quattro，瑞士)，測(cè)試動(dòng)作嚴(yán)格按照文獻(xiàn)[27]進(jìn)行.

反向縱跳：受試者在預(yù)備姿勢(shì)下，向下快速下蹲至膝角130°～150°，立即迅速用力向上跳起，并穩(wěn)定地落在測(cè)力臺(tái)上.動(dòng)作要求在跳起階段中雙腿伸直不能彎曲，下落階段要求身體呈半蹲姿勢(shì)穩(wěn)定地落在測(cè)力臺(tái)上.

靜蹲跳：受試者雙手叉腰站立在測(cè)力臺(tái)上，測(cè)試時(shí)不能出現(xiàn)預(yù)蹲，膝關(guān)節(jié)屈曲90°，聽(tīng)到指令后，在這個(gè)姿勢(shì)下用力垂直向上跳起，并穩(wěn)定地落在測(cè)力臺(tái)上.動(dòng)作要求同反向縱跳.

落下跳：受試者站在40 cm的跳箱上，向前踏出一小步(但不是下蹬或者跳躍)，當(dāng)雙腳接觸測(cè)力臺(tái)時(shí)，全力快速向上跳躍，并穩(wěn)定地落在測(cè)力臺(tái)上.動(dòng)作要求同反向縱跳.

1.2.4測(cè)試指標(biāo)

根據(jù)文獻(xiàn)[28]選取如下測(cè)試指標(biāo)：1)跳躍高度(Height,H)，2)峰值功率(Peak Power Output，PPO，單位體質(zhì)量肌肉收縮的力量與速度的乘積)，3)力量產(chǎn)生速率(Rate of Force Development，RFD，平均單位時(shí)間力量的增量)，4)反應(yīng)力量指數(shù)(Reactive Strength Index，RSI，跳起的騰空時(shí)間與觸地時(shí)間的比值).

1.3 數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)采用“平均值±標(biāo)準(zhǔn)差”表示.使用SPSS 25.0統(tǒng)計(jì)軟件.采用重復(fù)測(cè)量方差分析，post hoc采用Bonferroni.確定組內(nèi)不同間歇時(shí)間點(diǎn)的縱跳數(shù)據(jù)變化，并檢驗(yàn)組間因素(干預(yù)方式)與組內(nèi)因素(恢復(fù)時(shí)間)兩者之間是否存在交互效應(yīng)，然后進(jìn)一步比較兩組之間同一時(shí)間點(diǎn)的數(shù)據(jù).在組間分析時(shí)，通過(guò)雙因素方差分析檢驗(yàn)是否存在交互作用.p<0.05認(rèn)為具有顯著性.具體結(jié)果見(jiàn)表2.

表2 跳躍測(cè)量結(jié)果

2 研究結(jié)果

2.1 反向縱跳測(cè)試表現(xiàn)

干預(yù)方式與恢復(fù)時(shí)間對(duì)CMJ-H(F=1.944，p=0.129),CMJ-PPO(F=0.572，p=0.689)均無(wú)交互作用，對(duì)CMJ-RFD有交互作用(F=4.559，p=0.003).組內(nèi)比較：1)P組在4 min時(shí)的CMJ-H顯著性高于干預(yù)前，4 min時(shí)的CMJ-RFD分別顯著性高于干預(yù)前和16 min；2)P+B組在4 min和8 min時(shí)的CMJ-H均顯著性高于干預(yù)前，在4 min時(shí)的CMJ-RFD顯著性高于干預(yù)前.組間比較：1)P組在4 min時(shí)的CMJ-H分別顯著高于C組；2)P+B組在4 min時(shí)的CMJ-H分別顯著高于C組、B組，4 min時(shí)的CMJ-RFD顯著高于C組.

2.2 靜蹲跳

干預(yù)方式與恢復(fù)時(shí)間對(duì)SJ-H(F=1.553，p=0.215),SJ-PPO(F=1.448，p=0.227)和SJ-RFD(F=2.008，p=0.087)均無(wú)交互作用.組內(nèi)比較:1)P組在4 min時(shí)的SJ-H分別顯著高于干預(yù)前和16 min，4 min時(shí)的SJ-PPO顯著高于干預(yù)前；2)P+B組：4 min時(shí)的SJ-H分別顯著高于干預(yù)前和16 min，8 min時(shí)SJ-H顯著高于干預(yù)前，4 min時(shí)的SJ-PPO顯著高于干預(yù)前.組間比較:1)P組在4 min時(shí)的SJ-H,SJ-PPO均顯著高于C組；2)P+B組在4 min和8 min時(shí)的SJ-H均顯著高于C組,P+B組在4 min時(shí)的SJ-H顯著高于B組.

2.3 落下跳測(cè)試表現(xiàn)

干預(yù)方式與恢復(fù)時(shí)間對(duì)RSI無(wú)交互作用(F=0.760，p= 0.553).組內(nèi)比較：1)P組在4 min時(shí)的RSI顯著高于干預(yù)前；2)P+B組在4 min,8 min時(shí)的RSI均分別顯著高于干預(yù)前.組間比較：在干預(yù)后4 min，P+B組的RSI顯著高于C組.

3 分析與討論

有研究認(rèn)為，神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)能力的提高比肌肉或肌群(收縮增強(qiáng)或反射增強(qiáng))在PAP效應(yīng)中表現(xiàn)出更重要的角色[27].基于拉長(zhǎng)-縮短循環(huán)、能夠提高神經(jīng)系統(tǒng)適應(yīng)能力的快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練可能會(huì)成為另外一個(gè)能夠誘導(dǎo)出PAP的方式.近年研究發(fā)現(xiàn)血流限制技術(shù)能夠顯著促進(jìn)下肢爆發(fā)力[29-31].基于此，本研究通過(guò)觀察快速伸縮復(fù)合練習(xí)、血流限制，以及兩者相結(jié)合對(duì)反向縱跳、靜蹲跳和落下跳3種跳躍測(cè)試表現(xiàn)的影響，探討它們作為熱身策略的可能性及其機(jī)制.

3.1 反向縱跳

在本研究中，快速伸縮復(fù)合練習(xí)后4 min時(shí)CMJ的H以及RFD均達(dá)到峰值，與干預(yù)前相比有顯著性差異.這一實(shí)驗(yàn)結(jié)果與國(guó)外學(xué)者TOBIN等的研究相似[25].有研究認(rèn)為，PAP是通過(guò)提高RFD，從而改善運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，而非單純地提高力量或者速度來(lái)增強(qiáng)后續(xù)的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[32].因?yàn)镽FD與單位時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元沖動(dòng)的頻率、神經(jīng)對(duì)運(yùn)動(dòng)單位的募集以及骨骼肌收縮的類型高度相關(guān)[33].因此本研究認(rèn)為，快速伸縮復(fù)合練習(xí)使神經(jīng)系統(tǒng)產(chǎn)生速度性適應(yīng)，從而在短時(shí)間內(nèi)增強(qiáng)肌肉收縮力量和速率關(guān)系表現(xiàn).在PAP效應(yīng)出現(xiàn)的同時(shí)也伴隨著疲勞的產(chǎn)生[34].本研究結(jié)果顯示，快速伸縮復(fù)合練習(xí)后4～8 min階段CMJ的H以及動(dòng)力學(xué)指標(biāo)開(kāi)始緩慢下降.根據(jù)PAP與疲勞的關(guān)系來(lái)看，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)可能是由于疲勞堆積逐漸大于PAP效應(yīng)而導(dǎo)致的，PAP效應(yīng)在16 min的時(shí)候完全消失.

本研究結(jié)果還顯示，血流限制對(duì)CMJ的H,PPO,以及RFD均無(wú)明顯影響，表明單純的血流限制并不能產(chǎn)生PAP作用.而伴隨血流限制的快速伸縮復(fù)合練習(xí)后CMJ的H和RFD,RSI在干預(yù)后4 min,8 min均明顯高于對(duì)照組.中樞神經(jīng)機(jī)能的調(diào)節(jié)和改善對(duì)RFD的影響較大[35]，因此快速伸縮復(fù)合練習(xí)伴隨血流限制可能引起了中樞神經(jīng)興奮性的改變，產(chǎn)生PAP作用且持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng).此外，快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練募集了較多的快肌纖維，以及血流限制抑制慢肌纖維運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，造成大量的快肌纖維被進(jìn)一步動(dòng)員和募集[11].快肌纖維在這種雙重強(qiáng)化募集的作用下，有助于跳躍測(cè)試表現(xiàn)的提高.

3.2 靜蹲跳

本研究結(jié)果顯示，快速伸縮復(fù)合練習(xí)后4 min，SJ的H與PPO顯著提高，在8～12 min時(shí)SJ的H,RFD,PPO，以及RSI逐漸下降，且在16 min時(shí)SJ的H顯著性低于4 min時(shí).根據(jù)PAP效應(yīng)與疲勞共存的特點(diǎn)[34]，SJ的H下降可能與疲勞的堆積、激活后效果的消退有關(guān).

本研究結(jié)果還顯示，血流限制對(duì)SJ的H,PPO,RFD以及RSI均無(wú)顯著影響，而伴隨血流限制的快速伸縮復(fù)合練習(xí)能夠明顯增加SJ的H,PPO,RFD，以及RSI，這表明快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練伴隨血流限制，在對(duì)神經(jīng)肌肉系統(tǒng)產(chǎn)生深刻刺激的同時(shí)產(chǎn)生缺血缺氧的應(yīng)激，進(jìn)一步募集更多的快肌纖維，不僅提高了SJ的H，而且適度延長(zhǎng)了PAP的持續(xù)時(shí)間.有研究認(rèn)為，血流限制造成機(jī)體出現(xiàn)缺血缺氧的狀態(tài)，導(dǎo)致乳酸堆積、機(jī)體出現(xiàn)酸性環(huán)境，進(jìn)而慢肌纖維收縮受到抑制、快肌纖維被進(jìn)一步動(dòng)員[36].因此，血流限制能夠動(dòng)員和募集額外的快肌纖維，這是SJ的H增加、肌力增強(qiáng)的主要原因.

3.3 落下跳

通過(guò)落下跳測(cè)試能夠得到反應(yīng)力量(RSI)的參數(shù).有研究表明，大負(fù)荷半蹲練習(xí)產(chǎn)生的PAP能夠使RSI顯著提高[37].在本研究中，快速伸縮復(fù)合練習(xí)后4 min，RSI顯著提高，提示快速伸縮復(fù)合練習(xí)可以產(chǎn)生與大負(fù)荷抗阻練習(xí)一樣的PAP作用.但RSI在8 min之后無(wú)顯著性變化，表明快速伸縮復(fù)合練習(xí)產(chǎn)生的PAP作用的維持時(shí)間不及經(jīng)典的大負(fù)荷抗阻練習(xí).

本研究結(jié)果還顯示，血流限制對(duì)RSI無(wú)顯著影響，而伴隨血流限制的快速伸縮復(fù)合練習(xí)后4 min，RSI分別顯著高于干預(yù)前和單獨(dú)的血流限制干預(yù).這表明，快速伸縮復(fù)合練習(xí)伴隨血流限制對(duì)神經(jīng)肌肉系統(tǒng)產(chǎn)生的刺激效應(yīng)可能與血流限制后快肌纖維募集增加有關(guān)[36].

4 結(jié) 論

1)血流限制不能產(chǎn)生激活后增強(qiáng)效應(yīng).2)快速伸縮復(fù)合練習(xí)及其與血流限制相結(jié)合，能夠產(chǎn)生激活后增強(qiáng)效應(yīng)，表現(xiàn)干預(yù)后的4 min和8 min的反向縱跳和靜蹲跳的騰空高度、力量產(chǎn)生速率、反應(yīng)力量指數(shù)顯著提高，且提高的程度和持續(xù)時(shí)間均優(yōu)于單獨(dú)的快速伸縮復(fù)合練習(xí)或血流限制.