不同動作范圍抗阻訓練對肌肉力量提升的效果

嚴進洪 ，吳嘉敏

（1.廣州市薇薇安心理咨詢有限公司,廣東 廣州 518085；2.星道國際教育（深圳）有限公司，廣東 深圳 510030）

1 不同動作范圍抗阻訓練

抗阻訓練也被稱為力量訓練，通常指身體克服阻力從而使肌肉增長和力量增加的過程[1]。抗阻訓練可有效增加肌肉體積、力量和耐力，是強身健體、增強體質的重要方法。根據不同的動作范圍，抗阻訓練可分為最大動作范圍（Full range of motion， fROM）訓練和局部動作范圍（Partial range of motion， pROM）訓練。動作范圍（Range of motion， ROM）是關節活動可達的最大弧度，與關節形態、類型和活動平面/軸有關[2]。以深蹲為例，練習者在fROM訓練時需要蹲到最低點，而在pROM訓練時則不需要。根據肌肉鍛煉的特異性原則（Specific adaptations to imposed demands， SAID），人體對訓練負荷產生特定適應性。基于特異性原則，任何練習都應當以最大動作范圍進行，而在制訂訓練方案時往往僅考慮動作類型和強度，忽略動作范圍的重要性[3-4]。

然而，fROM訓練可能并非是提升肌肉力量的最佳方法。Clark等[5]將運動員隨機分配到pROM和fROM組，進行5周抗阻訓練后發現，pROM訓練組在最大動作范圍下仰臥推舉的位移增加了15.5個百分點，在動作范圍減半的情況下，最大力量增加了15.7個百分點，同時動作范圍末段的等速收縮力量增加了13.5個百分點，fROM訓練則沒有觀察到這些變化。一般而言，在動作范圍末端，肌肉的等速收縮力量會減弱，導致該部分動作的力量水平低于最大值，使得相關肌肉得不到最佳鍛煉效果[6-7]。Zatsiorsky[8]研究認為，肌肉所產生的最大力量隨關節角度而變化，大部分運動項目不需要利用最大動作范圍，局部動作范圍能提供多數運動項目所需。他提出運動員訓練時應限制動作范圍以達到最大力量輸出。

研究[9]表明，限制動作范圍能增加個體最大負重量。例如，與3/4 fROM訓練者相比，fROM訓練者進行1/2fROM和1/4 fROM練習時的負重能力更強（fROM、3/4 fROM、1/2 fROM、1/4 fROM別分對應92.5 kg、102.1 kg、123.3 kg、160.9 kg）。因此，個體進行pROM練習時的1次重復最大重量（1-repetition maximum，1-RM）比fROM練習大[10-13]。同時，與fROM訓練相比，pROM訓練的負重雖然較大但肌肉的向心收縮速度沒有顯著下降，由于負重增加而收縮速度不變，pROM訓練的力量輸出得以增加[14]。簡單而言，pROM訓練讓練習者能以較大的負重進行練習，有針對性地加大對特定肌肉的刺激。另外，降低動作范圍會增加運動頻率及單位時間內的做功，同時會增加心率、血液酸堿度，提高乳酸水平和降低主觀疲勞度，從而導致更佳的訓練效果[15]。

目前，關于最大動作范圍和局部動作范圍抗阻訓練提高肌肉力量的研究結果不一致。本文對2種不同動作范圍抗阻訓練在提升肌肉力量方面的效果進行綜述，為不同人群制定抗阻訓練方案提供指導，提高其抗阻訓練的效果。

2 不同動作范圍抗阻訓練對肌肉力量的影響

pROM訓練不是一種新的訓練方法，以往研究已觀察到其對肌肉力量的正面效果。Mookerjee等[14]考察了fROM和pROM訓練對有力量訓練習慣的受試者是否有不同影響，受試者先后接受fROM和pROM2種訓練。在fROM訓練中，受試者進行最大動作范圍的仰臥推舉，而在pROM訓練中，其手肘角度只需要達到90°即可。結果顯示，在單次pROM訓練后受試者的肱三頭肌力量顯著上升，而fROM訓練沒有顯著效果。另外，Goto等[16]以力量訓練者為研究對象，經過8周（每周3次）的手肘屈曲訓練后發現，fROM組（肘關節動作范圍0 ~ 90°）和pROM組（肘關節動作范圍45°~ 90°）的肱三頭肌最大力量都有所提升，但pROM組的等距扭矩比fROM組大（分別為83.6 Nm和76.2 Nm）。

然而，一些研究認為pROM訓練對力量的提升效果不如fROM訓練。在Pinto等[17]的研究中，受試者被分配到fROM組和pROM組接受10周（每周2天）的托臂彎舉訓練，fROM組以最大動作范圍練習（手肘屈曲0~130°），pROM組只需練習動作范圍中段（手肘屈曲50°~100°）。盡管2組的最大力量在訓練后均有所提升，但相比pROM訓練，fROM訓練對增加肱二頭肌力量的作用更明顯（分別增加16個百分點和25.7個百分點）。大部分pROM訓練針對的是最大動作范圍中段，相比動作范圍末段而言，肌肉在動作范圍中段所受的張力較大，對肌肉力量的訓練效果更明顯[6-7]。

與fROM相比，pROM訓練效果的遷移性有一定局限。McMahon等[18]招募大學生受試者接受8周膝蓋彎曲訓練（每周3次），受試者被分配到fROM組或pROM組，fROM組膝關節動作范圍為0 ～90°，pROM組的動作范圍為0 ~ 50°。結果顯示，2組的股四頭肌最大力量在訓練后都有所提升（fROM組提升18個百分點，pROM組提升4個百分點）。值得注意的是，pROM組的最大力量只在50°～70°動作范圍內有所提升，而fROM組的最大力量提升則在0～90°動作范圍內被觀察到。

與fROM訓練相比，pROM訓練的負重一般較大。不同動作范圍的抗阻訓練對力量影響的差異可能是由于訓練量不同。訓練量與訓練目標、狀態、強度、休息時間和肌肉受張力時間（Time under tension，TUT）有關[19]。TUT是抗阻訓練中某組肌肉受張力或收縮的時間，較長的TUT能較好地刺激肌肉，增大肌肉體積[20]。Valamatos等[21]通過控制重復次數使fROM組和pROM組的TUT相等，受試者進行為期15周的向心膝關節伸展訓練，其一條腿接受fROM訓練（膝關節動作范圍0 ~ 100°），另一條腿則接受pROM訓練（膝關節動作范圍0 ~60°），接受fROM和pROM訓練的大腿負重比約為1.15：1。訓練結束后，接受fROM和pROM訓練的受試者大腿股外側肌的肌束力量有所增加，但沒有顯著的組間差異（分別提高29.7個百分點和20.1個百分點）。在控制TUT的情況下，該研究觀察到fROM和pROM訓練導致相似的力量增長，這暗示以往研究結果可能受TUT的影響。

最大和局部動作范圍的抗阻訓練對肌肉力量的作用受到性別因素的影響。Massey等[12-13]招募沒有力量訓練經驗的男性和女性受試者，把其分配到fROM、pROM和控制組（結合fROM和pROM訓練），接受為期10周（每周2天）的仰臥推舉訓練。在男性受試者中，fROM組和pROM組的力量分別提升11.34kg和11.04kg，控制組的力量提升7.48kg，但3組在力量提升方面沒有顯著差異[12]。訓練后，3組女性受試者的力量均有顯著提升，fROM組的力量提升最多（11.52kg），顯著高于pROM組和控制組（分別提升7.66kg和7.37kg）[13]。男性在fROM和pROM訓練中力量沒有顯著差異，而女性在fROM訓練中的力量提高程度更大，說明力量訓練效果與訓練者的性別有關，這與前人[22]觀察到的力量訓練效益與睪酮水平正相關的結果相一致。

因此，pROM訓練對力量提升有正面作用。pROM訓練效果取決于練習的動作范圍和重復次數，最大動作范圍末段和較多重復次數的pROM訓練效果更顯著。

3 肌肉神經與生理結構變化

訓練后最初的力量提升主要源于神經適應性等因素[23-24]。肌肉激活程度在不同動作范圍有所不同，同時，肌肉激活程度增加與肌肉橫截面積增加有一定關系[25-26]。肌電受多種因素影響，包括電極位置、觀察的肌肉和計算方法等。另外，肌電和肌肉張力的關系是線性或非線性的。觀察肌電變化發現，推舉啞鈴時pROM訓練（強度與fROM相同，70% 1-RM）能減少肌肉間的協同動作模式，更高效地調動三頭肌肉群[27]。

肌肉長度-張力曲線顯示，肌纖維長度影響肌球蛋白與肌動蛋白的相互作用，進而影響力量輸出[28]。在某一動作范圍內，不同肌肉可能有不同力量輸出的最優長度[29]。另外，一些學者[30]觀察到抗阻訓練對肌肉和肌纖維的作用是局部的。例如，抗阻訓練后，相比肱三頭肌的其他部位，肱三頭肌中段（10 cm和16 cm處）的激活程度較高，中段（10~22 cm）的橫截面積增長最大[25]。股外側肌和股直肌遠端肌肉增大最為明顯，而股中肌和股內側肌是近端肌肉中增大最明顯的[31]。在肱二頭肌中，近端肌肉厚度增長12%，遠端肌肉厚度只增長5%[32]。這些結果表明，fROM訓練對肌肉各部位產生的效果并不相同，pROM訓練能有針對性地鍛煉fROM訓練中難以鍛煉的肌肉群。

股骨25%、50%和75%處的肌束長度在fROM訓練[18]或較長的肌肉伸展[33]后增加，顯示動作范圍可影響肌肉系統的生理結構。肌肉增大有一定的延時性，并非在訓練后馬上出現，只有提供足夠的代謝壓力和維持中度肌肉張力的訓練才能優化肌肉的增大過程[34-35]。雖然以往研究已觀察到pROM訓練的一些正面效果，但一些學者、醫生和運動員認為，相比fROM訓練，pROM訓練對肌力或肌肉增大并沒有任何優勢[2，17-18，36]。

Bloomquist等[36]讓受試者進行12周（每周3次）的杠鈴深蹲訓練，受試者分為2組：fROM組進行最大動作范圍練習（動作在最低點時腿骨與地面平衡，膝蓋屈曲角度為120°），pROM組進行較小動作范圍練習（膝蓋屈曲角度只需到60°）。結果顯示，fROM與pROM訓練均能增加大腿前部肌肉的橫截面積，組間差異并不顯著。值得注意的是，fROM組在訓練后腿部瘦體重增加約1.7kg，而pROM組沒有變化。結合肌肉橫截面積，pROM訓練對提高局部肌肉的適應性有一定作用，但并不優于fROM訓練。Pinto等[17]發現，10周的fROM和pROM訓練后，肌肉厚度分別增加9.52個百分點和7.37個百分點，2種訓練模式在肌肉增大方面沒有顯著差異。研究[18]顯示，8周抗阻訓練能提升肌肉橫截面積（fROM 組提升59個百分點，pROM組提升 16個百分點）和肌束長度（fROM 組提升22個百分點，pROM組提升10個百分點），fROM訓練引發的肌肉適應性更為明顯。然而，Goto等[16]發現，pROM組增加的橫截面積較fROM組大（fROM 組提升28.2個百分點，pROM組提升48.7個百分點），并認為pROM組的較好訓練效果與其肌肉內部缺氧有一定聯系。

改變動作范圍能增加個別肌肉的受張力時間（TUT），這意味著該組肌肉做功增加，肌肉做功增加是刺激肌肉增大的一個重要因素[37]。在TUT均等的情況下，fROM和pROM訓練均能增加股外側肌羽狀角角度，二者沒有顯著差異（分別為9.5個百分點和12.2個百分點）。fROM訓練能增加肌束長度（增加4.9個百分點），增加肌節數目，而pROM訓練沒有顯著效果。pROM訓練使股外側肌的生理橫截面積增加7.8 個百分點，比fROM訓練更能增加股外側肌的生理橫截面積。fROM訓練提升股外側肌的肌束力量，但生理橫截面積沒有顯著變化，因此，股外側肌比張力（每一單位生理橫截面積的最大肌力）有所提升（25.8個百分點）。然而，股外側肌的肌束力量和生理橫截面積在pROM訓練后同時提升，因此，股外側肌比張力維持不變。

上述結果顯示，pROM訓練可能對早期的神經適應性影響較大，而fROM訓練對長期的肌肉結構適應性影響更為顯著。這一結果還需進一步驗證。

4 實踐意義與未來研究展望

局部動作范圍（pROM）訓練對增強力量有一定作用，最大動作范圍的末段和較多重復次數訓練時，pROM訓練效果可媲美最大動作范圍（fROM）訓練效果，甚至更好（圖1）。但相比pROM訓練，fROM訓練造成的力量提升能在更廣的動作范圍內觀察到，即遷移性更高[18]。另外，由于動作范圍受限，pROM訓練可能對關節靈活性產生負面影響，增加受傷風險。因此，對于一般群體而言，fROM訓練是最佳選擇，pROM訓練則較適合特殊群體，如運動員等。長期接受力量訓練的運動員訓練中遇到瓶頸時，一個解決方法就是在訓練計劃中納入pROM練習，并使用大于fROM1-RM的負重，這能有針對性地限制動作范圍，讓運動員達到最佳的競技水平[9]。因此，運動員在很多時候需要在不同動作范圍內進行反向動作，在抗阻訓練中加入不同動作范圍的訓練有助于提升成績。

圖1 局部動作范圍練習提升力量的原理

由于現有研究的樣本量偏小，每一種訓練模式只有幾個到十幾個受試者，難以形成可靠的有說服力的結論。而且，研究樣本特點差異較大，受試者可能是一般人群、力量訓練者或運動員。此外，研究的差異性也十分明顯，這些研究可能只關注某一肌肉群或某一動作范圍，使得難以直接比較不同研究結果以考察fROM訓練和pROM訓練的優劣。因此，未來研究應利用大樣本、使用差異性較小的方法，以得出更可靠的結論。

總而言之，個體需要根據自身條件和需求選擇合適的訓練方法。一般情況下，fROM訓練已能滿足一般群體的日常需要。對于特殊群體（如有關節痛的病人或運動員等），pROM訓練或其與fROM的混合訓練是更合適的選擇。