不同負重量站立30 min 對健康青年軀干靜態(tài)平衡能力的影響

李天義，胡斐,，王增剛，田東，馬繼政*

(1.南京體育學(xué)院 運動健康科學(xué)系，江蘇 南京 210014；2. 解放軍理工大學(xué) 軍人身體適應(yīng)訓(xùn)練研究中心，江蘇 南京 211101)

不同負重量站立30 min 對健康青年軀干靜態(tài)平衡能力的影響

李天義1，胡斐1,2，王增剛2，田東2，馬繼政2*

(1.南京體育學(xué)院 運動健康科學(xué)系，江蘇 南京 210014；2. 解放軍理工大學(xué) 軍人身體適應(yīng)訓(xùn)練研究中心，江蘇 南京 211101)

目的：評定不同負重量(0 kg、27.5 kg和50 kg)站立30 min對軀體靜態(tài)平衡能力產(chǎn)生的影響以及腓腸肌表面的肌電位變化。方法：28學(xué)員分2組，每組14名，完成3次站立30 min，并進行平衡能力和腓腸肌表面肌電測試。結(jié)果：與基礎(chǔ)值相比，站立30 min軀干平衡能力無顯著變化(P>0.05)，不同負重量之間無顯著變化(P>0.05)。此外，與安靜狀態(tài)下相比，負重50kg站立30min腓腸肌表面肌電振幅顯著增加(P<0.05)。結(jié)論：不同負重量站立30min，不損害軀干的控制能力，但隨著負重量的增加，下肢腓腸肌激活程度增加。

負重站立；靜態(tài)平衡；表面肌電

負重行進是單兵的一項基本能力，需要快速穿越一個20m障礙物再行軍120km穿越敵區(qū)[1]。當(dāng)前，為了提高單兵作戰(zhàn)能力和生存能力，單兵的裝備也在不斷進行變革。研究表明現(xiàn)代戰(zhàn)爭中，單兵負重已經(jīng)超過55kg[2]。負重物通常包括保護裝具(防彈衣、頭盔)、戰(zhàn)斗裝具(武器、彈藥、電源、通訊設(shè)備)和生活物資(食物、水)。負重對單兵而言，是一個巨大的挑戰(zhàn)。研究業(yè)已表明在負重的情況下完成短時的大強度軍事任務(wù)和長時低強度的軍事任務(wù)，單兵(分隊)移動能力下降，身體的姿勢力學(xué)發(fā)生改變，能耗增加，同時損傷潛在的風(fēng)險增加[1—4]。

一般情況下，身體相關(guān)的活動分為動力性的活動和靜力性的活動。除了大量動力性活動外，無負重或負重站立(相當(dāng)于靜力性的力量練習(xí)), 是部隊、警察常用的一個身體姿勢，通常需要持續(xù)一定時間，例如在日常訓(xùn)練中或執(zhí)勤需要靜止站立，并時常在負重情況下進行。

靜力性活動可增加肌內(nèi)壓力，壓力增加可傳遞至脈管系統(tǒng)，導(dǎo)致骨骼肌血流降低，從而引發(fā)一系生理反應(yīng)[5]，長期站立可能損害軀干的平衡能力，而平衡能力對于完成后繼各種任務(wù)有一定的意義。因此，本研究評定不同負重量站立30min軀干靜態(tài)平衡能力和對腓腸肌電位變化產(chǎn)生的影響，為負重訓(xùn)練提供理論依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

研究對象為28名健康男性學(xué)員，無任何疾病史，將其隨機平均分成A、B兩組，每組各14人，平均訓(xùn)練年限2年(每周訓(xùn)練不少于4次)?；厩闆r如表1。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗儀器

A.平衡儀

采用PK254P平衡儀(Tecnobody公司，意大利)評定靜態(tài)平衡能力。通過分布于平衡板上的傳感器捕捉平衡板上受力的變化轉(zhuǎn)化成電脈沖，在電腦軟件Prokin中實時顯示，處理后獲得實驗數(shù)據(jù)。測試時用鎖塊(調(diào)至最大阻力)將平衡板固定，測試時間窗口為 30s。

表1 研究對象的基本情況

B.表面無線肌電儀

采用8通道無線表面肌電采集系統(tǒng) (FreeEMG300,BTSBioengineering,GarbagnateMilanese, 意大利)，采集5s內(nèi)肌電數(shù)據(jù)，采樣頻率1000Hz。使用一次性單極Ag/AgCl心電電極兩片(黑點電極，多米恩，中國)。

1.2.2 測試體位

A.平衡儀測試體位

受試者采用雙腿睜眼站立于平衡儀上，雙足與肩同寬或略小于肩寬，位于A1—A7軸兩側(cè)，且兩脛骨內(nèi)髁距A1—A7軸相等，調(diào)整站姿，使兩側(cè)股骨大轉(zhuǎn)子位于A3—A5軸上[6]，雙眼平視正前方屏幕，調(diào)整屏幕上十字標(biāo)志盡量使其在原點，雙手自然下垂。

B.表面無線肌電儀測試體位

受試者采用雙腿放松站姿體位，雙足與肩同寬或略小于肩寬，使用電極前去除腓腸肌表面體毛，并局部用酒精棉球擦拭，等干燥后將直徑為1cm、間距為2.5cm的兩片電極片貼于腓腸肌肌腹兩端，電極均平行于肌纖維放置。每次采集數(shù)據(jù)持續(xù)時間為5s。

1.2.3 測試過程

受試人員熟悉測試過程和方法后，在實驗前獲得基礎(chǔ)值。分別在不同負重(0kg、27.5kg和50kg)條件下進行30min站立，雙手自然下垂，雙足與肩同寬或略小于肩寬，30min站立后即刻進行下列測試：A組受試者再次完成平衡儀測試(無負重狀態(tài))；B組受試者完成表面無線肌電儀測試，并記錄受試者主觀感覺疲勞量表指數(shù)。室溫26℃，濕度56%。每次負重測試時間間隔不少于3天。

1.2.4 靜態(tài)平衡測試指標(biāo)

靜態(tài)平衡指標(biāo)包括：(1)穩(wěn)定性參數(shù)。包括壓力中心的前后標(biāo)準(zhǔn)偏差、左右標(biāo)準(zhǔn)偏差、前后方向平均運動速度、左右方向平均運動速度、運動長度、運動橢圓面積；(2)對稱性參數(shù)。包括左右對稱性參數(shù)X軸中心壓力和前后對稱性參數(shù)Y軸中心壓力。

1.2.5 表面無線肌電測試指標(biāo)

研究指標(biāo)為腓腸肌表面肌電振幅。

1.3 統(tǒng)計學(xué)方法

2 結(jié)果與分析

2.1 不同負重站立30min對軀干穩(wěn)定性產(chǎn)生的影響

由表2可知，與基礎(chǔ)值相比，30min站立后軀干穩(wěn)定性參數(shù)不存在顯著差異(P>0.05)。包括壓力中心的前后標(biāo)準(zhǔn)偏差、左右標(biāo)準(zhǔn)偏差、前后方向平均運動速度、左右方向平均運動速度、運動長度、運動橢圓面。同樣的，不同負重量間也不存在顯著的差異(P>0.05)。

表2 不同負重量30 min站立后軀干穩(wěn)定性的變化(n=14)

2.2 不同負重站立30min對軀干對稱性產(chǎn)生的影響

由表3可知，與基礎(chǔ)值相比，30min站立后軀干橫向中心壓力和縱向中心壓力不存在顯著差異(P>0.05)。此外，不同負重量之間也不存在顯著的差異。

表3 不同負重量30 min站立后軀干對稱性的變化(n=14)

2.3 不同負重站立30min下肢腓腸肌表面肌電的變化

由表4可知，隨著靜力性訓(xùn)練負重量的增加，腓腸肌表面肌電振幅均值有明顯增加的趨勢，當(dāng)負重量增加至50kg時，30min站立后腓腸肌表面肌電振幅均值較安靜狀態(tài)增加57.69%(P<0.05)，但與負重為0kg和27.5kg相比，腓腸肌表面肌電振幅均值均無顯著性差異(P>0.05)，提示負重增加至50kg下肢腓腸肌活性增加。

表4 不同負重站立30 min下肢腓腸肌表面肌電的變化(n=14)

2.4 不同負重量站立30min主觀疲勞量表指數(shù)的變化

不同負重量30min靜力性負重訓(xùn)練后主觀疲勞量表指數(shù)分別為(6.70±0.95)、(10.34±1.70)和(12.50±1.07)，主觀疲勞量表(6—20級)指數(shù)隨負重量增加呈顯著性增加趨勢(P<0.05)，主觀疲勞量表指數(shù)處在中等偏下水平。

3 討論

軀干作為身體活動的中心，對各種運動中動作的發(fā)生起到重要的作用，涉及到肌群和神經(jīng)系統(tǒng)的支配較多。前庭感覺、視覺系統(tǒng)及本體感覺系統(tǒng)是維持身體平衡主要器官，其傳入沖動至腦干，在腦干網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)部位進行信號整合后，傳遞至大腦皮層感覺區(qū)，從而維持軀體的平衡[7]。另外，研究認(rèn)為，一般情況下，三者的比例分別為前庭感覺占55.6%，視覺(最大)占17.3%和本體感覺(至少)占34%[8]。軀干穩(wěn)定性是肢體活動的基礎(chǔ)，可綜合反映神經(jīng)系統(tǒng)通過對骨骼肌協(xié)調(diào)控制軀干的能力，主要涉及到脊柱周圍的肌肉和肌腱，骨盆和下肢系統(tǒng)[6,8]。

本研究結(jié)果表明不同負重量站立30min后，軀干平衡能力未受到影響，表明軍校學(xué)員經(jīng)過一定時期的訓(xùn)練(日常隊列或體能訓(xùn)練)，軀干控制能力有所提高，可抵抗外部施加的應(yīng)激。負重增加至50kg，下肢腓腸肌激活程度增加，表明較大負重后，本體感覺可能在維持軀體平衡能力方面所占的比例增加。

[1]Orr,RM.Soldierloadcarriage:ariskmanagementapproach[D].PhDThesis,theUniversityofQueensland, 2012：35—41.

[2]NindlBC,CastellaniJW,WarrBJ,etal.PhysiologicalEmploymentStandardsIII:physiologicalchallengesandconsequencesencounteredduringinternationalmilitarydeployments[J].EurJApplPhysiol,2013,113(11):2655—2672.

[3] 馬繼政，李巍，韋海燕，等.軍人負重25kg不同速度行軍1km時能量消耗變化[J].中國應(yīng)用生理學(xué)雜志, 2015, 31(3):275—277.

[4]CarltonSD,OrrRM.Theimpactofoccupationalloadcarriageoncarriermobility:acriticalreviewoftheliterature[J].IntJOccupSafErgon, 2014,20(1):33—41.

[5]FisherJP,YoungCN,FadelPJ.Autonomic?adjustmentstoexerciseinhumans[J].ComprPhysiol, 2015, 5(2):475—512.

[6] 實淑霞.痙攣型腦癱患兒軀干控制能力的評估及療效觀察[D].安徽醫(yī)科大學(xué), 2013：11—21.

[7] 關(guān)靜子，劉博.靜態(tài)和動態(tài)平衡儀的研究進展與臨床應(yīng)用[J].中華兒科學(xué)雜志，2007,5(4):450—452.

[8]LedebtA,BecherJ,KapperJ,etal.Balancetrainingwithvisualfeedbackinchildrenwithhemiplegiccerebralpalsy:effectonstanceandgait.MotorControl,2005, 9(4):459—968.

The Change of Static Body Balance Abilities in Healthy Young Men Following 30min Static Standing under Different Load Carrying Conditions

LI Tian-yi1,2a, HU Fei1,2a, WANG Zeng-gang2,et al

(1. Nanjing Sports Institute, Department of Exercise and Heath, Nanjing 210014; 2. The PLA University of Science and Technology, a. the Research Center of Military Physical and Adaptation Training; b.the Lab of Military Physical Conditioning and Motor Function Assessment, Nanjing 211101, China)

Objective: To evaluate the changes of static body balance abilities and surface electromyography for gastrocnemius following 30 min static standing with different load carrying (0 kg, 27.5 kg and 50 kg). Methods: The 24 healthy young males were divided into 2 groups，each was 14. They performed three times 30 min static standing. The body balance abilities and surface electromyography for gastrocnemius were assessed. Results: The static body balance abilities under 30 min static standing did not show significantly change (P>0.05)comparedtorest,andnosignificantchangewasfoundamongdifferentgroups(P>0.05).Theamplitudesofsurfaceelectromyographyforgastrocnemiusunder50kgloadedconditionsignificantlyincreased(P>0.05)comparedtorest. Conclusion: The 30 min static standing with different carrying load did not impair the trunk control ability, while with the load increase, the magnitude of activation for gastrocnemius increased.

static standing with load carrying; static balance; surface electromyography

解放軍理工大學(xué)軍事理論研究基金課題(jl2015021)

2016-01-02

李天義(1978—)，男，江蘇南京人，講師，在讀碩士生。研究方向：體育教育。*通訊作者：馬繼政(1971—)，男，江蘇新沂人，博士，副教授。研究方向：運動與生物適應(yīng)。

G

A

1671-1300(2016)04-0105-04