下肢優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)負(fù)重往返跑對學(xué)員平衡能力的影響

王增剛，丁明超，黃強(qiáng)年，徐盛嘉，馬繼政

(陸軍工程大學(xué) 軍人身體適應(yīng)訓(xùn)練研究中心，江蘇 南京 211101)

人體進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)能夠維持軀體平衡，這一基本的能力歸因于復(fù)雜運(yùn)動(dòng)技能的形成和維持[1]。運(yùn)動(dòng)分為對稱性運(yùn)動(dòng)和非對稱運(yùn)動(dòng)，人體可精確控制對稱性和非對稱性運(yùn)動(dòng)時(shí)平衡能力，在日?；顒?dòng)中這一能力非常關(guān)鍵。對稱性運(yùn)動(dòng)指的是兩側(cè)肢體同時(shí)占據(jù)主導(dǎo)作用，非對稱運(yùn)動(dòng)指的是一側(cè)肢體占據(jù)主要的作用。日常生活、體育鍛煉以及職業(yè)性相關(guān)的體力活動(dòng)均涉及到對稱性運(yùn)動(dòng)和非對稱的運(yùn)動(dòng)。

對于一些特定職業(yè)人群，如軍人、警察、消防人員等，時(shí)常需要在負(fù)重情況下，完成作業(yè)任務(wù)。研究表明對稱性負(fù)重運(yùn)動(dòng)可對人體產(chǎn)生額外的應(yīng)激[2—5]，提高了完成各種作業(yè)的難度。此外，這類人員也時(shí)常進(jìn)行各種非對稱負(fù)重運(yùn)動(dòng)，如提彈藥箱、擔(dān)架等。鑒于人體維持平衡能力重要性，這種非對稱性負(fù)重對人體平衡能力產(chǎn)生的影響尚不清楚。另外，人體肢體一般分為優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)，額外非對稱負(fù)重的情況下，這一人體特征上的變化對平衡能力產(chǎn)生的影響也不清楚，因此，本研究評定短距離(20 m×5負(fù)重往返跑)非對稱性負(fù)重運(yùn)動(dòng)(單手提油桶)對軀干靜態(tài)平衡能力的影響，為負(fù)重訓(xùn)練提供研究依據(jù)。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

研究對象為11名健康男性學(xué)員，年齡(21.36±1.69)y；身高(174.26±2.61)cm；體重(68.32±3.63)kg；體指數(shù)(22.57±1.55)kg·m-2，平均訓(xùn)練年限1年。經(jīng)詢問受試者病史、查體、心電圖及超聲心動(dòng)圖等檢查均未發(fā)現(xiàn)有器質(zhì)性心臟病者，無吸煙史和酗酒史，有規(guī)律參加鍛煉(每周鍛煉不少于4次)，排除超重或偏瘦的學(xué)員，排除標(biāo)準(zhǔn)為：體指數(shù)<18.5 kg·m-2和體指數(shù)> 24.0 kg·m-2。

1.2 研究方法

1.2.1 測試方案

研究采用隨機(jī)交互的設(shè)計(jì)，受試人員需分別使用優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)單手提油桶(重量為22 kg)進(jìn)行20 m×5往返跑(總距離200 m)，在運(yùn)動(dòng)后即刻和20 min休息后進(jìn)行平衡能力測試。每次測試時(shí)間間隔不少于1天，確保受試人員充分恢復(fù)，期間禁止劇烈運(yùn)動(dòng)。

A.下肢優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)評定

采用十米(10 m)連跳法，以每側(cè)肢體完成動(dòng)作的最短時(shí)間作為評定標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)的評定。

B.心率監(jiān)測

利用Polar team2團(tuán)隊(duì)心率儀(博能公司，F(xiàn)inland)記錄整個(gè)運(yùn)動(dòng)的RR間期。通過polar team軟件導(dǎo)出數(shù)據(jù)，并利用Firstbeat SPORTS 系統(tǒng) (version 4.4.0.2, Firstbeat Technologies Ltd., Jyv skyl, Finland) 進(jìn)行分析。

C.平衡能力測試

測試采用測力臺(Kistler，瑞士)。受試者睜眼雙腿站立于測力臺上，雙足與肩同寬或略小于肩寬，雙眼平視正前方，通過調(diào)整使身體重心(屏幕上十字標(biāo)志)盡量在原點(diǎn)，雙手自然下垂。收集20 s數(shù)據(jù)，去除記錄數(shù)據(jù)前5 s和最后5 s數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定影響，采樣頻率為1000Hz。數(shù)據(jù)收集后，利用測力臺系統(tǒng)MARS軟件(Version 2.1.0.00, kistler s2p Ltd., Switzerland)進(jìn)行分析。安靜值測試在運(yùn)動(dòng)方案開始前3天完成。實(shí)驗(yàn)室溫度為27℃～28℃，濕度為28%～32%。

1.2.2 研究指標(biāo)

研究指標(biāo)包括人體平衡能力指標(biāo)：人體重心的總移動(dòng)距離(SPT)、前后移動(dòng)距離(SPAP)、左右移動(dòng)距離(SPML)、總移動(dòng)速度(SVT)、前后移動(dòng)速度(SVAP)、左右移動(dòng)速度(SVML)、總移動(dòng)面積(SAT)、前后移動(dòng)面積(SAAP)、左右移動(dòng)面積(SAML)和運(yùn)動(dòng)橢圓面積(AE)。此外，還包括心率以及定量參數(shù)：運(yùn)動(dòng)后的過氧消耗值和運(yùn)動(dòng)沖量，可定量反映運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和運(yùn)動(dòng)總量。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 研究結(jié)果

2.1 下肢優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)20 m×5負(fù)重往返跑運(yùn)動(dòng)負(fù)荷

數(shù)據(jù)見表1。與安靜狀態(tài)相比，運(yùn)動(dòng)后過氧消耗值、運(yùn)動(dòng)沖量均顯著增加(P<0.01)，但優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)負(fù)重運(yùn)動(dòng)之間不存在顯著差異(P>0.05)，表明兩組運(yùn)動(dòng)負(fù)荷基本上一致。

表1 優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)20 m×5負(fù)重往返跑運(yùn)動(dòng)負(fù)荷

表2 優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)20 m×5負(fù)重往返跑平衡能力指標(biāo)的變化

2.2 下肢優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)20 m×5負(fù)重往返跑平衡能力指標(biāo)的變化

數(shù)據(jù)見表2。與安靜值相比，優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)運(yùn)動(dòng)后即刻整體、前后和左右方向擺動(dòng)均顯著增加(P<0.05)，但兩者之間不存在顯著差異(P>0.05)。表明運(yùn)動(dòng)后即刻，優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)平衡能力波動(dòng)程度相同。運(yùn)動(dòng)后20 min內(nèi)均恢復(fù)到安靜狀態(tài)(P>0.05)，表明整體上，平衡恢復(fù)能力相似。

3 分析討論

人體空間位置由視覺、前庭和本體感覺功能決定。運(yùn)動(dòng)控制和維持平衡能力涉及到骨骼肌系統(tǒng)的協(xié)從。前期研究表明下肢優(yōu)勢側(cè)不影響單腿的平衡能力[6]。但目前尚不清楚下肢優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)在負(fù)重情況下對人體平衡能力產(chǎn)生的影響。盡管本研究結(jié)果表明運(yùn)動(dòng)后即刻優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)平衡能力受到影響，但優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)之間不存在顯著差異，并在運(yùn)動(dòng)后20 min內(nèi)恢復(fù)到安靜水平。

單側(cè)負(fù)重完成各種作業(yè)是軍事行動(dòng)中的基本能力之一。本研究結(jié)果表明短時(shí)單側(cè)負(fù)重運(yùn)動(dòng)后人體擺動(dòng)顯著增加，這一動(dòng)態(tài)變化可能對后繼一些精確性任務(wù)(操作武器)產(chǎn)生負(fù)性的影響，但需要證實(shí)。當(dāng)前，研究表明運(yùn)動(dòng)后即刻肢體擺動(dòng)增加取決于運(yùn)動(dòng)類型，強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間以及本體感受應(yīng)激的強(qiáng)度[7]。通常認(rèn)為，對于長時(shí)運(yùn)動(dòng)，機(jī)體疲勞可能是導(dǎo)致軀體擺動(dòng)增加的主要原因，但對于短時(shí)、大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，過度換氣可能是主要的影響因素[7]，本研究中優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)負(fù)重運(yùn)動(dòng)心率較高，故支持上述推論。

當(dāng)前，檢測和評定運(yùn)動(dòng)即刻急性反應(yīng)及恢復(fù)期的變化情況，這些差別變化有助于洞悉運(yùn)動(dòng)特定應(yīng)答，為運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。單側(cè)測試，異側(cè)作為對照，主要用于評定肢體的對稱能力，如單足縱跳，單足跳遠(yuǎn)等[6]，基礎(chǔ)值為小于90%[8]。此外，優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)之間的平衡能力的差異程度廣泛用于診斷功能不穩(wěn)定性，評估患者身體狀況，是確定是否回歸正常運(yùn)動(dòng)的一個(gè)指標(biāo)之一[8]?？紤]到優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)負(fù)重運(yùn)動(dòng)后，可能對軀體的平衡能力產(chǎn)生不同的影響，差異變化可用于評定負(fù)重訓(xùn)練。但本研究結(jié)果顯示優(yōu)勢側(cè)和非優(yōu)勢側(cè)負(fù)重運(yùn)動(dòng)后即刻，平衡能力波動(dòng)程度基本相似，表明人體有能力通過自身的調(diào)節(jié)，控制平衡的能力，但尚不清楚其中確切的生理機(jī)制[1]。本研究結(jié)果可對單側(cè)肢體傷后，恢復(fù)程度的評估有著重要的意義，相同的波動(dòng)可能預(yù)示良性修復(fù)，但需要進(jìn)一步證實(shí)。

4 結(jié)論

短距離20 m×5負(fù)重往返跑，下肢優(yōu)勢側(cè)不影響運(yùn)動(dòng)后即刻和運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期平衡能力擺動(dòng)幅度。

參考文獻(xiàn)：

[1] Haddad J M, Rietdyk S, Claxton L J, et al. Task-dependent postural control throughout the lifespan[J]. Exerc Sport Sci Rev, 2013, 41(2):123-132.

[2] Carlton SD, Orr RM. The impact of occupational load carriage on carrier mobility: a critical review of the literature[J]. Int J Occup Saf Ergon, 2014, 20(1):33—41.

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

[4] 胡斐,李巍,盧秋菊,等.不同負(fù)重量對軍人靜態(tài)平衡能力的影響[J].中國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志, 2016, 35(7):678—681.

[5] 李天義,胡斐,王增剛,等. 不同負(fù)重量站立30 min對健康青年軀干靜態(tài)平衡能力的影響[J].軍事體育學(xué)報(bào)，2016, 35(4)：105—107.

[6] Alonso AC, Brech GC, Bourquin AM, et al. The influence of lower-limb dominance on postural balance[J]. Sao Paulo Med J, 2011,129(6):410—413.

[7] Zemková E,Hamar D. Physiological mechanisms of post-exercise balance impairment[J]. Sports Med,2014, 44(4):437—448.

[8] McGrath TM,Waddington G,Scarvell， JMet al. The effect of limb dominance on lower limb functional performance - a systematic review[J]. J Sports Sci,2016,34(4):289—302.