牽拉影響力量素質(zhì)發(fā)揮及其相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展

吳波(蘇州大學(xué) 江蘇蘇州 215006)

?

牽拉影響力量素質(zhì)發(fā)揮及其相關(guān)機(jī)制的研究進(jìn)展

吳波
(蘇州大學(xué) 江蘇蘇州 215006)

摘 要:牽拉練習(xí)被廣泛運(yùn)用于訓(xùn)練和競賽前的熱身活動(dòng)當(dāng)中,人們普遍認(rèn)為運(yùn)動(dòng)前的牽拉練習(xí)可以提升柔韌性,預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷,甚至提高運(yùn)動(dòng)成績。而其可能產(chǎn)生的積極效應(yīng)至今缺乏充分科學(xué)依據(jù)。近年來國外大量相關(guān)研究表明,運(yùn)動(dòng)前進(jìn)行不同形式的牽拉練習(xí)可能不利于力量素質(zhì)的發(fā)揮。該文主要綜述了牽拉與力量素質(zhì)之間的相關(guān)性研究,并討論了產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要機(jī)制。

關(guān)鍵詞:牽拉 力量素質(zhì) 影響 機(jī)制

牽拉練習(xí)是運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練和比賽前后的熱身運(yùn)動(dòng)及整理活動(dòng)過程中最常見的方法。一般認(rèn)為,運(yùn)動(dòng)前的牽拉練習(xí)可以改善身體柔韌性、預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷,運(yùn)動(dòng)后整理活動(dòng)采用牽拉練習(xí)對肌組織代謝物的排出與吸收有積極促進(jìn)的作用,牽拉練習(xí)目前也被廣泛應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)損傷康復(fù)和功能性康復(fù)訓(xùn)練領(lǐng)域。但也有一些觀點(diǎn)認(rèn)為,肌肉的牽拉作用可能會(huì)影響力量素質(zhì)提高和功率輸出,而牽拉練習(xí)并非適合所有運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目。因此,近些年有關(guān)牽拉練習(xí)對人體影響及其作用機(jī)制研究漸成國內(nèi)外熱點(diǎn),該文就牽拉練習(xí)對骨骼肌生理功能影響的相關(guān)研究進(jìn)行綜述,探討分析牽拉作用與力量素質(zhì)的相關(guān)機(jī)制,為科學(xué)認(rèn)識(shí)與合理應(yīng)用牽拉練習(xí)提供理論參考。

傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為通過牽拉訓(xùn)練可以提升關(guān)節(jié)活動(dòng)幅度及柔韌性、降低延遲性肌肉酸痛預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷發(fā)生,甚至有人認(rèn)為可以提高運(yùn)動(dòng)成績。然而,牽拉的良好效益并非適合所有運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,國內(nèi)這方面的研究還相對較少,但國外已經(jīng)有較多的研究表明,牽拉不利于力量素質(zhì)的發(fā)揮。

1 牽拉的類別及對力量素質(zhì)影響的相關(guān)研究

牽拉又被稱為“拉伸”“伸展”,目前沒有統(tǒng)一的概念和分類標(biāo)準(zhǔn),按其對肌肉的牽拉方式大致可劃分為三類:動(dòng)力性牽拉(Dynamic stretching,DS)、靜力性牽拉(Static Stretching,SS)和本體感受性神經(jīng)促進(jìn)牽拉法(Proprioceptive Neuromuscular Facilitation,PNF)。

1.1 PNF技術(shù)與肌肉力量

諸多研究指出,牽拉會(huì)在短時(shí)間內(nèi)影響到力量素質(zhì)的發(fā)揮。PNF技術(shù)與其他牽拉動(dòng)作方式比較,具有操作時(shí)間長、強(qiáng)度大的特點(diǎn),對力量的影響最為顯著。

Gomes等對15名有過抗阻力訓(xùn)練史的男性青年進(jìn)行了牽拉干預(yù)實(shí)驗(yàn),研究了中等強(qiáng)度牽拉對其局部肌肉(股四頭肌、胸大肌為主)力量的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)無論是在較高負(fù)荷重量(80% of 1 repetation,80%1RM )還是在中低負(fù)荷重量(60% 1RM,40%1RM)的抗阻力訓(xùn)練中,與不進(jìn)行牽拉干預(yù)相比,運(yùn)動(dòng)前進(jìn)行PNF均會(huì)引起訓(xùn)練中力量的大幅度降低。在他們的坐姿腿屈伸(knee extension KE)實(shí)驗(yàn)中,受試者在PNF干預(yù)后進(jìn)行高、中、低強(qiáng)度KE,重復(fù)次數(shù)分別減少了3.5次、4.7次、3.8次。作者分析認(rèn)為PNF導(dǎo)致力量素質(zhì)發(fā)揮下降可能與肌腱粘彈性發(fā)生了改變有關(guān),因?yàn)檫@種改變會(huì)導(dǎo)致骨骼肌被動(dòng)張力、剛度和/或骨骼肌活性下降。與此研究類似,Barroso[1]等人也同樣證實(shí)了PNF訓(xùn)練后肌肉力量會(huì)有所下降,并且對最大力量(1RM)的影響最為顯著(P<0.05),同一組受試對象在PNF干預(yù)狀態(tài)下比其非干預(yù)狀態(tài)下降低了5.5%。此外,現(xiàn)有多項(xiàng)研究都表明PNF會(huì)導(dǎo)致縱跳成績大幅下降。例如:一項(xiàng)研究(Bradley)[6]采用了通過對比18名大學(xué)生牽拉干預(yù)前和干預(yù)后縱跳表現(xiàn)的方法,得出結(jié)論發(fā)現(xiàn)PNF會(huì)引起縱跳成績的顯著降低,并且這種影響可能長達(dá)15 min。

從上述研究可知,PNF會(huì)作用于局部運(yùn)動(dòng)環(huán)節(jié),對力量素質(zhì)的發(fā)揮產(chǎn)生了直接的不良影響。

1.2 SS技術(shù)與肌肉力量

SS技術(shù)在各項(xiàng)運(yùn)動(dòng)中的使用最為普遍,但同樣有證據(jù)表明,其對力量素質(zhì)有一定的不良影響。大量研究結(jié)果表明,正式運(yùn)動(dòng)前進(jìn)行SS后,會(huì)導(dǎo)致力量暫時(shí)性下降,如,最大力量輸出降低[1,5],最大向心性等速肌力下降[9],縱跳高度和沖刺速度降低[3,7]。在一項(xiàng)研究當(dāng)中,Pinto等人對16名健康成年男性受試者進(jìn)行60 s中等強(qiáng)度的被動(dòng)性SS,然后通過CMJ實(shí)驗(yàn)測量其跳躍高度并計(jì)算平均和最大力量輸出水平。結(jié)果顯示在SS牽拉干預(yù)下跳躍高度下降了3.4%,平均和最大力量輸出水平分別降低2.7%和2.0%。而SS施用30 s時(shí)表現(xiàn)出的消極影響則相對較小,這說明,SS對于力量素質(zhì)表現(xiàn)的影響可能與該技術(shù)施用的時(shí)間長短有關(guān)。Miyahara在研究當(dāng)中也同樣發(fā)現(xiàn)無論是PNF還是SS都會(huì)引起最大等長肌力的大幅降低。此外,有研究指出,SS后引起的力量下降現(xiàn)象可以持續(xù)約1 h,這已超出熱身活動(dòng)與正式運(yùn)動(dòng)之間的最佳間歇時(shí)長,一定程度上說明了將SS融入熱身活動(dòng)的不合理性。還有一些研究觀察到了被動(dòng)性SS引起肌肉失活的現(xiàn)象。Behm[4]等人通過表面肌電圖(EMG)觀察到牽拉過程中以及立即結(jié)束后,骨骼肌活性下降以及腱射和霍夫曼反射活動(dòng)降低。在這種失活狀態(tài)下進(jìn)行力量性訓(xùn)練或競賽可能會(huì)影響運(yùn)動(dòng)成績的發(fā)揮。

1.3 DS技術(shù)與肌肉力量

BS(DS)主要運(yùn)用于某些專項(xiàng)上。它對于力量素質(zhì)發(fā)揮的消極影響較前兩種牽拉技術(shù)相對較小,但因其可能會(huì)導(dǎo)致一些損傷的發(fā)生,所以,在訓(xùn)練領(lǐng)域不為人推薦[8,12]。Costa[8]等人通過等速肌力測試對DS的影響進(jìn)行了研究,在實(shí)驗(yàn)中,21名成年女性受試對象分別在非干預(yù)條件下和腿部肌群牽拉干預(yù)條件下進(jìn)行60°S-1和 180°S-1膝關(guān)節(jié)等速肌力測試其實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明DS會(huì)導(dǎo)致腘繩肌離心性峰力矩下降,肌力降低。Jaggers等人通過t檢驗(yàn)得出的結(jié)論雖然未表明BS(DS)會(huì)引起力量下降,但其結(jié)果顯示(BS)DS并不會(huì)使得力量和縱跳成績提高。這是否說明正式運(yùn)動(dòng)前進(jìn)行DS練習(xí)是不必要的還有待考證。

上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練或競技比賽前進(jìn)行的PNF、SS或BS(DS)在提升運(yùn)動(dòng)員ROM和柔韌性的同時(shí),還會(huì)在一定程度上阻礙力量素質(zhì)的發(fā)揮。這種不良的效益,甚至?xí)掷m(xù)到牽拉后較長的時(shí)間。

2 牽拉阻礙力量素質(zhì)發(fā)揮的主要機(jī)制

牽拉練習(xí)導(dǎo)致力量下降,其結(jié)果是多因素共同決定的。雖然相關(guān)研究表明牽拉活動(dòng)能夠引起心率和耗氧量的增加,但即使是操作時(shí)間最長強(qiáng)度最大的PNF技術(shù)也只是引起短暫的體能消耗,僅僅占熱身活動(dòng)中的一小部分,因此,排除牽拉消耗身體能量導(dǎo)致力量下降的可能性。從目前的研究內(nèi)容來看,這方面的主要機(jī)制集中于生物力學(xué)以及神經(jīng)控制方面。

2.1 生物力學(xué)因素

從骨骼肌生理結(jié)構(gòu)考慮,當(dāng)肌節(jié)長度牽拉至＞2.25μm后,重疊程度降低,力量大幅下降。由于關(guān)節(jié)的ROM具有一定限度,通常骨骼肌在正常的活動(dòng)中不會(huì)出現(xiàn)過度拉伸的現(xiàn)象。但在多關(guān)節(jié)肌“被動(dòng)不足”條件下進(jìn)行的大強(qiáng)度牽拉練習(xí)與骨骼肌疾病當(dāng)中,這種情況是可能發(fā)生的。如,現(xiàn)代運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中所追求的“超負(fù)荷”原則與SS中通常采用的30 s甚至更長時(shí)間的牽拉時(shí)長。就是這樣的超負(fù)荷、高強(qiáng)度的牽拉方式,引起了肌小節(jié)長度的暫時(shí)性不合理變化,導(dǎo)致橫橋激活數(shù)量降低,最終影響到力量素質(zhì)的發(fā)揮。

從力學(xué)角度來看,骨骼肌在受到牽拉后,構(gòu)成串、并聯(lián)彈性單元的肌膜、肌腱等結(jié)締組織其彈性勢能儲(chǔ)存會(huì)增加并依靠彈性力回縮,使得骨骼肌收縮產(chǎn)生的總張力上升。但由于這些組織具有的觸變性,以及牽拉訓(xùn)練在實(shí)際操作中強(qiáng)度較高,根據(jù)彈性力(F)與彈性形變(ΔX)之間的關(guān)系:F=KΔX,這會(huì)引起串、并聯(lián)彈性元長度發(fā)生暫時(shí)性增加,出現(xiàn)暫時(shí)性“形變”。而骨骼肌的起止點(diǎn)在整個(gè)環(huán)節(jié)中都不發(fā)生變化,這樣,在接下來的正式運(yùn)動(dòng)中就會(huì)發(fā)生肌膜、肌腱組織剛性的暫時(shí)性下降,柔性的暫時(shí)性升高,力在收縮元向骨傳導(dǎo)的過程中發(fā)生“消散”引起運(yùn)動(dòng)的經(jīng)濟(jì)性降低,出現(xiàn)力量下降現(xiàn)象。

因此,從生物力學(xué)角度分析,牽拉導(dǎo)致力量下降的原因是由于牽拉引起骨骼肌肌動(dòng)蛋白與肌球蛋白絲重疊的合理性降低以及骨骼肌出現(xiàn)暫時(shí)性“形變”共同作用的結(jié)果。

2.2 牽張反射抑制

在牽拉訓(xùn)練當(dāng)中,通常采用的是緩慢進(jìn)行,強(qiáng)度由弱逐漸增強(qiáng)的牽拉技術(shù),如主動(dòng)或被動(dòng)進(jìn)行的SS或PNF,這會(huì)導(dǎo)致肌梭對于力的敏感性下降連同大直徑傳入纖維的活性下降,進(jìn)而降低運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元池的傳導(dǎo)輸入,最終使骨骼肌活性降低出現(xiàn)牽張反射抑制現(xiàn)象。這種觀點(diǎn)在Fowles等人的研究當(dāng)中得到了驗(yàn)證。他們在其足底屈肌牽拉實(shí)驗(yàn)當(dāng)中也表示緩慢進(jìn)行的牽拉也許并不會(huì)引起牽張反射的發(fā)生,因?yàn)镋MG活動(dòng)并沒有出現(xiàn)增強(qiáng)的跡象而且在大幅度牽拉干預(yù)下EMG活動(dòng)反而大幅下降[12]。Behm[4]通過ITT和EMG對進(jìn)行完?duì)坷毩?xí)的受試者進(jìn)行測量,發(fā)現(xiàn)其肌肉活性明顯下降。這種活性下降會(huì)在一定程度上影響骨骼肌力量的輸出。因此,牽拉引起牽張反射抑制進(jìn)而導(dǎo)致暫時(shí)性“肌肉失活”[4]是導(dǎo)致力量下降的一大原因。并且在一定程度上,該機(jī)制也說明了牽拉肌梭會(huì)產(chǎn)生牽張反射的非必然性。

2.3 高爾基腱器官興奮性增強(qiáng)——產(chǎn)生反牽張反射現(xiàn)象

當(dāng)骨骼肌收縮時(shí),通過1個(gè)或2個(gè)相連接的肌纖維,腱器官可以敏感地感受運(yùn)動(dòng)單位的收縮,激活腱器官產(chǎn)生興奮放電。電脈沖通過Ib型傳入纖維反射性的抑制其運(yùn)動(dòng)單位,使骨骼肌收縮停止,出現(xiàn)舒張產(chǎn)生反牽張反射(inverse myotatic reflex)現(xiàn)象,導(dǎo)致力量下降。這支持了PNF技術(shù)引起力量下降的假說,并且SS、DS技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中普遍采用一種大幅度和/或高強(qiáng)度的練習(xí)方式,因此,無論是包含骨骼肌收縮活動(dòng)的PNF技術(shù),還是SS、BS這樣的單純骨骼肌牽拉技術(shù),都會(huì)不同程度上引起高爾基腱器官的應(yīng)答,最終通過反牽張反射影響力量素質(zhì)的發(fā)揮。

事實(shí)上,牽拉導(dǎo)致力量下降的機(jī)制是極其復(fù)雜的,可能還與電機(jī)械延遲[10,11]、神經(jīng)疲勞、骨骼肌依從性下降等有關(guān)。

3 結(jié)語

牽拉對于提高關(guān)節(jié)活動(dòng)度以及恢復(fù)疲勞等方面有其獨(dú)特的作用,然而其引起力量素質(zhì)發(fā)揮的不良效益也應(yīng)該引起重視。在未來的研究中,深入研究牽拉與力量素質(zhì)發(fā)揮之間的關(guān)系,可以為合理的科學(xué)訓(xùn)練理論提供理論支持。另外,牽拉應(yīng)用的最佳時(shí)間以及可適用的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目,也需進(jìn)一步確定。

參考文獻(xiàn)

[1] Barroso R,Tricoli V,Gil SDS,et al.Maxiaml strength, number of repetitions,and total volume are differently affected by static-,ballistic-,and proprioceptive neuromuscular facilitation stretching[J].Journal of Strength and Conditioning Research，2012,26(9):2432-2437.

[2] Bastos CLB,Mianda H,Gomes MT,et al.Chronic Effect of Static Stretching on Strength Performance and Basal Serum IGF-1 Level[J].Journal of Strength and Conditioning Research，2013，27(9):2465-2472.

[3] Beckett JRJ,Schneiker KT,Wallman KE,et al.Effects of static stretching on repeated sprint and change of direction performance[J].Medicine&Science in Sports&Exercise, 2009,41(2)：444-450.

[4] Behm DG,Button DC,Butt JC.Factors affecting force loss with prolonged stretching[J].Canadian Journal of Applied Physiology,2001,26(3):261-272.

[5] Behm DG,Plewe S,Grage P,et al.Relative static-induced impairments and dynamic stretch-induced en-

hancements are similar in young and middle-aged men [J].Applied Physiology,Nutrition and Metabolism,2011, 36(6):790-797.

[6] Bradley PS,Olsen PD, Portas MD.The effect of static, ballistic,and proprioceptive neuromuscular facilitation stretching on vertical jump performance[J].Journal of Strength and Conditioning Research,2007,21(1):223-226.

[7] Chaouachi A,Castagna C,Chtara M,et al.Effect of warmups involving static or dynamic stretching on agility, sprinting,and jumping performance in trained individuals [J].Journal of Strength and Conditioning Research,2010, 24(8):2001-2011.

[8] Costa PB, Herda TJ,Herda AA,et al.Effects of dynamic stretching on strength,muscle imbalance,and muscle activation[J].Medicine&Science in Sport&Exercise,2014, 46(3):586-593.

[9] Costa PB,Ryan ED,Herda TJ,et al.Acute effects of static stretching on peak torque and the hamstrings-to-quadrceps conventional and functional ratios[J].Scandinavian Journal of Medicine&Science in Sporta,2011,23(1):38-45.

[10]Costa PB,Ryan ED,Herda TJ,er al.Acute effects of passive stretching on the electromechanical delay and evoked twitch properties:a gender comparison[J].Journal of Applied Biomechanics,2012,28(6):645-654.

[11]Costa PB,Ryan ED,Herda TJ,er al.Acute effects of passive stretching on electromechanical delay and evoked twitch properties[J].European Journal of Applied Physiology,2010,108(2):301-310.

[12]Fields KB,Burnworth CM,Delaney M.Should athletes stretch before exercise[J].Chinese Journal of Sports Medicine,2007,26(5):626-633.

DOI:10.16655/j.cnki.2095-2813.2016.05.148

中圖分類號(hào):G80-05

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):2095-2813(2016)02(b)-0148-03