泡沫軸練習對運動性肌肉疲勞恢復過程中肌肉功能的影響

廖遠朋 于萬良

成都體育學院（成都 610041）

泡沫軸練習對運動性肌肉疲勞恢復過程中肌肉功能的影響

廖遠朋 于萬良

成都體育學院（成都 610041）

目的：觀察泡沫軸練習對運動性肌肉疲勞恢復過程中肌肉功能變化的影響，為該方法在實際中的運用提供依據(jù)。方法：選取44名男性大學生，隨機分為泡沫軸組（n=22）和空白組（n=22），運用深蹲負荷造成下肢伸膝肌群運動性肌肉疲勞模型。泡沫軸組在造模運動后30分鐘內(nèi)接受泡沫軸滾壓。分別于造模前、造模后0.5 h、24 h和48 h四個時相通過等長和等速向心兩個測試模式分別測定峰力矩和等速模式下的總做功。結(jié)果：（1）峰力矩在造模后0.5 h，兩組均比造模前顯著性降低（P＜0.05），24 h泡沫軸組具有高于空白組的趨勢，但無顯著性差異（P＞0.05），48 h時泡沫軸組明顯高于空白組（P＜0.05）且基本恢復至造模前水平；（2）在造模后0.5 h，兩組的等速向心做功均比造模前顯著性降低（P＜0.05），24 h時泡沫軸組具有高于空白組的趨勢，但無顯著性差異（P＞0.05），48h時泡沫軸組做功能力明顯高于空白組（P＜0.05）且基本恢復至造模前水平（P＞0.05）。結(jié)論：（1）運動性肌肉疲勞可以導致肌肉最大力量和做功能力的顯著下降，這種功能下降在48小時之內(nèi)都不能完全恢復；（2）泡沫軸練習能夠改善運動性肌肉疲勞后肌肉的最大力量和做功能力，加快疲勞后肌肉功能的恢復；（3）泡沫軸練習對運動性肌肉疲勞的影響表現(xiàn)出時間的延遲性和效果的累積性，其干預效果在24 h后顯現(xiàn)，在48 h后效果顯著。

泡沫軸練習；運動性肌肉疲勞；等速肌力

大負荷多頻次的力量訓練或劇烈運動會產(chǎn)生不同程度的肌肉疲勞，一般表現(xiàn)為肌肉力量下降，肌肉持續(xù)做功能力不足，肌肉募集肌纖維的能力下降[1]，容易導致訓練質(zhì)量下降，損傷風險增加，運動水平降低。因此干預手段的介入，對于加速肌肉疲勞的消退，有效恢復運動能力具有重要意義。

目前，運動性肌肉疲勞的恢復手段諸多，包括物理因子干預、營養(yǎng)療法、中醫(yī)傳統(tǒng)療法、運動療法和藥物治療等。泡沫軸是一種新興的運動康復工具，具備無創(chuàng)、無侵入、簡便易學等特點，已應用于肌肉疲勞的干預[2]。本研究旨在通過實驗研究，了解泡沫軸練習對肌肉疲勞的干預效果，為該方法的實際運用提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象

選取44名男性大學生；年齡22～27歲；健康狀況良好，無運動禁忌證；受試前24小時內(nèi)未吸煙、飲酒、攝入咖啡因、參與劇烈運動等；采用隨機數(shù)表法將44名受試者隨機分成兩組，即泡沫軸組（n=22）和空白組（n=22），基本情況見表1，兩組研究對象之間無顯著性差異。受試者在實驗前已充分了解實驗內(nèi)容與實驗過程，在閱讀并簽署知情同意書后自愿參與本實驗。

表1 各組研究對象一般情況

1.2 實驗方法

正式實驗前96 h（4天），對受試者基本情況進行測定，包括身高、體重、體脂百分數(shù)的測定和最大深蹲重量。

應用等速肌力測試系統(tǒng)進行左膝伸膝肌群肌肉功能測試（本實驗進行的是下肢對稱性運動造模，為方便測試統(tǒng)一選取左側(cè)），此時測得的所有數(shù)據(jù)為造模前的初始值。測試后休息10分鐘，開始進行負重深蹲的運動性肌肉疲勞造模?？瞻捉M在造模運動完成后平臥休息30分鐘；泡沫軸組在造模運動后30分鐘內(nèi)接受泡沫軸滾壓的干預。分別于造模后0.5 h、24 h和48 h進行左膝伸膝肌群肌肉功能測試。

1.2.1 研究對象基本情況的測定

首先記錄身高體重測量儀和身體成分測試儀測得的身高、體重、體脂百分數(shù)等數(shù)據(jù)。隨后開始最大深蹲負荷的測量與計算。受試者在熱身后，需負重50 kg進行反復深蹲至力竭。記錄所能完成次數(shù)，再利用Brzycki的公式[3]計算出最大負荷。

ω指深蹲時的杠鈴總重量；r指在該杠鈴負荷下所進行的最大深蹲次數(shù)。

1.2.2 運動性肌肉疲勞造模

本實驗參考MacDonald[4]與Gregory[5]等人在研究泡沫軸對下肢運動性肌肉疲勞過程中的造模方法，同時結(jié)合預實驗的測定，最終確定如下：

選取最大深蹲重量的60%作為統(tǒng)一的運動負荷。動作質(zhì)量要求：單次蹲起動作需在7 s內(nèi)完成，其中離心下蹲動作4 s，下蹲位靜止1 s，向心起立1 s，站立位停留1 s，如此做連貫動作。受試者在熱身之后2分鐘，進行10次×7組負重深蹲，組間休息2分鐘。

1.2.3 泡沫軸滾壓干預方法

實驗干預使用高純度實心圓柱形泡沫軸（JOINFIT公司生產(chǎn)，長90 cm×直徑15 cm ，EVA材質(zhì)）。

股直肌的滾壓[6]：受試者采取俯臥位，雙肘撐地，頭部與軀干保持一條直線，泡沫軸置于雙腿前側(cè)1/2處，泡沫軸長軸與大腿長軸垂直，保持雙腿并攏，與地面平行。使用時利用上肢的擺動以帶動雙腿在泡沫軸上來回均勻移動。

股內(nèi)側(cè)肌的滾壓：在股直肌滾壓完畢后，將左腳搭放在右腳跟腱上方，繼續(xù)滾壓左腿前內(nèi)側(cè)的股內(nèi)側(cè)肌。

股外側(cè)肌的滾壓：在股內(nèi)側(cè)肌滾壓完畢后，將右腳搭放在左腳跟腱上方，繼續(xù)滾壓右腿前內(nèi)側(cè)的股外側(cè)肌。

移動范圍：大腿近端靠近髂前上棘處至大腿遠端靠近髕骨處。

滾動頻率與時間：每個部位滾壓2分鐘，每分鐘30次。

1.3 等速肌力測試

1.3.1 指標選取

等速肌力測試是將人體被測環(huán)節(jié)限定在固定軌跡、固定角速度的特定條件下進行的肌力評測，系統(tǒng)自動將關(guān)節(jié)運動中瞬時的力矩變化都記錄下來，通過計算機處理，得到力矩曲線及多項反映肌肉功能的參數(shù)，是當前評價肌肉力量與做功能力的最佳選擇[7]。

峰力矩（peak torque，PT），也稱最大力矩，是指肌肉收縮產(chǎn)生的最大力矩輸出，即位于力矩曲線上頂點的力矩值，在一定程度上反映出肌肉的絕對力量。PT常作為等速肌力評估中的重要指標，可以良好地評價肌肉的最大力量。

總功，即總做功（Total Work，TW），是每次等速運動中力矩與力臂移動距離的乘積之和，是輸出力矩曲線下的總面積，反映肌肉的總能量輸出與做功能力，綜合地評價肌肉整體力量的表現(xiàn)。

1.3.2 指標測定

本實驗采用多關(guān)節(jié)等速肌力測試與訓練系統(tǒng)（瑞士CONTREX公司生產(chǎn)，型號為CONTREX-MJ+TP1000，力量誤差＜1%，力矩誤差＜0.5%）對受試者進行肌肉功能測評。主要評估受試者伸膝肌群等長及等速向心收縮時的峰力矩。操作過程中需注意解剖零位的正確選取，設置主動補償選項以便設備在肢體稱重后進行重力補償，從而消除重力對力矩的影響[8]。

等長收縮峰力矩的測定：受試者在熱身后5分鐘開始測評，取坐位姿勢，屈髖角度調(diào)至80°[9]，屈膝角度為90°[10]，軀干和下肢固定。聽到口令后，受試者以最大速度、最大力量伸膝對抗10秒。共測2組[11]，組間休息3分鐘，保留數(shù)值最大的數(shù)據(jù)。

等速向心收縮峰力矩測試：受試者在熱身后5分鐘開始測評，取坐位姿勢，屈髖角度調(diào)至80°，軀干和下肢固定.膝關(guān)節(jié)活動范圍設定為80°至150°，等速向心速度為60°/s[12]。測試時，受試者只做等速向心伸膝的動作，屈膝時不作最大力收縮，慢速將測試臂拉回，以減少拮抗肌用力收縮對伸膝肌群的影響。10次為1組，共測2組，組間休息3分鐘，保留數(shù)值最大的數(shù)據(jù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析處理

數(shù)據(jù)用平均數(shù)±標準差表示，使用SPSS19.0對所采集的數(shù)據(jù)進行處理。兩組間比較采用獨立樣本T檢驗；同組內(nèi)四個不同時刻所測數(shù)據(jù)采用單因素方差分析法進行比較，具有方差齊性的用LSD檢驗，方差不齊時用Tamhane’s T2檢驗。顯著性差異選取P＜0.05，非常顯著性差異選取P＜0.01。

2 結(jié)果

2.1 峰力矩變化

運動性肌肉疲勞造模后的空白組等長收縮峰力矩在0.5 h急劇下降，與初始值相比有顯著性差異（P＜0.05）；在隨后的24 h、48 h無明顯下降趨勢，與初始值相比均有顯著性差異（P＜0.05），三者（0.5 h、24 h、48 h）間均無顯著性差異（P＞0.05）。造模后的泡沫軸組等長收縮峰力矩在0.5 h急劇下降，與初始值相比有顯著性差異（P＜0.05）；隨后24 h開始有上升趨勢，與初始值相比有顯著性差異（P＜0.05），與0.5 h相比無顯著性差異（P＞0.05）；在48 h上升明顯，與初始值相比無顯著性差異（P＞0.05），與0.5 h相比有顯著性差異（P＜0.05）。比較兩組間相同時刻的峰力矩發(fā)現(xiàn)：兩組間等長收縮峰力矩在造模前、造模后0.5 h時無顯著性差異（P＞0.05），24 h時泡沫軸組具有高于空白組的趨勢，但無顯著性差異（P＞0.05），48 h時泡沫軸組高于空白組，具有顯著性差異（P＜0.05）。

運動性肌肉疲勞造模后的空白組向心收縮峰力矩在0.5 h下降，與初始值相比有顯著性差異（P＜0.05）；在隨后的24 h、48 h具有先輕度下降后回升的趨勢，與初始值相比均有顯著性差異（P＜0.05），三者（0.5 h、24 h、48 h）間均無顯著性差異（P＞0.05）。造模后的泡沫軸組向心收縮峰力矩在0.5 h下降，與初始值相比有顯著性差異（P＜0.05）；在24 h具有上升趨勢，與初始值相比有顯著性差異（P＜0.05），與0.5 h相比無顯著性差異（P＞0.05）；在48 h上升明顯，與初始值相比無顯著性差異（P＞0.05），與0.5 h相比無顯著性差異（P＞0.05）。比較兩組間相同時刻的峰力矩發(fā)現(xiàn)：兩組間向心收縮峰力矩在造模前、造模后0.5 h無顯著性差異（P＞0.05），24 h時泡沫軸組具有高于空白組的趨勢，但無顯著性差異（P＞0.05），在48 h泡沫軸組峰力矩值明顯高于空白組，具有顯著性差異（P＜0.05）。詳見表2。

表2 各組研究對象不同時間的峰力矩變化（N·m）

2.2 總做功變化

運動性肌肉疲勞造模后的空白組等速向心收縮做功值在0.5 h急劇下降，與初始值相比有顯著性差異（P＜0.05）；在隨后的24 h、48 h基本保持不變，與初始值相比均有顯著性差異（P＜0.05），三者（0.5 h、24 h、48 h）間均無顯著性差異（P＞0.05）。造模后的泡沫軸組做功在0.5 h急劇下降，與初始值相比有顯著性差異（P＜0.05）；隨后24 h具有上升的趨勢，與初始值相比有顯著性差異（P＜0.05），與0.5 h相比無顯著性差異（P＞0.05）；在48 h大幅上升，與初始值相比無顯著性差異（P＞0.05），與0.5 h相比有顯著性差異（P＜0.05）。比較兩組間相同時刻的總功發(fā)現(xiàn)：兩組間總功值在造模前、0.5 h無顯著性差異（P＞0.05），24 h時泡沫軸組具有高于空白組的趨勢，但無顯著性差異（P＞0.05），在48 h泡沫軸組高于空白組，具有顯著性差異（P＜0.05）。詳見表3。

表3 各組研究對象不同時間的10次向心收縮做功變化（J）

3 討論

本實驗研究結(jié)果顯示，在7×10組60%1RM的負重深蹲造成運動性肌肉疲勞后，肌肉靜力性收縮時的最大瞬間爆發(fā)力、維持最大力量的能力均顯著下降；肌肉向心收縮中的最大瞬間輸出力矩、維持最大力量的能力以及總做功輸出的能力同樣明顯下降。在無任何干預措施的情況下，在疲勞后的24 h到48 h，肌肉功能仍未見明顯恢復。泡沫軸干預后即刻（造模后0.5 h），相關(guān)指標均沒有產(chǎn)生明顯變化，肌肉功能并未得到明顯提升。在干預24 h后，等長收縮和等速向心收縮的峰力矩及總做功與造模后即刻比較有提升，雖然在統(tǒng)計學上無顯著性差異，但恢復的趨勢明顯?；謴椭?8 h時，三項指標的增長與造模后即刻比較已有了顯著性差異，且基本恢復到造模前的水平。這表明，泡沫軸練習能夠改善運動性肌肉疲勞后肌肉的最大力量和做功能力，能夠加快運動性肌肉疲勞后肌肉功能的恢復；但泡沫軸練習對運動性肌肉疲勞的影響表現(xiàn)出時間的延遲性和效果的累積性，其效果在干預后24 h效果顯現(xiàn)，在48 h后效果顯著。

泡沫軸干預的主要干預方式是通過對肌肉組織局部產(chǎn)生壓力與牽拉力，屬于力學的干預。Takanobu[13]等人通過用泡沫軸對20人的下肢主要肌群進行筋膜的梳理放松，測評干預后的臂踝脈搏波傳導速度、血壓、心率和血漿一氧化氮濃度等指標，發(fā)現(xiàn)泡沫軸的練習可以顯著地減少動脈血管的粘滯性，提高血管壁內(nèi)皮細胞的功能。Curran[14]等利用高密度的泡沫軸進行訓練，結(jié)果證實軟組織的壓力升高，粘連的軟組織得以松解，并推測泡沫軸改善機能的原理可能是通過改善軟組織的狀態(tài)實現(xiàn)的。在進行泡沫軸滾壓時，與泡沫軸相接處的肌纖維與肌筋膜張力增加，使得與肌纖維串聯(lián)的高爾基腱器官興奮，再通過Ⅰb類纖維傳導沖動，對α運動神經(jīng)元起抑制作用，最終抑制牽張反射，降低肌張力[15]。Federicson認為泡沫軸滾壓能夠放松肌筋膜和肌筋膜觸發(fā)點的深層組織，能減緩肌肉張力和疼痛，增強肌肉的表現(xiàn)，預防運動損傷[16]。有研究顯示，泡沫軸滾壓可以加快血液循環(huán)[17]，減少炎性水腫，促進乳酸的消退，從而促使機體加快自我修復的速度[18]。有人研究得出，按摩后加速的血液循環(huán)同樣增加了氧氣的運送，這促使線粒體再合成ATP，并主動將鈣離子轉(zhuǎn)運至肌質(zhì)網(wǎng)[19]。此外，泡沫軸滾壓可能會產(chǎn)生一系列的生理生化的改變[19，20]，包括循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)中性粒細胞增加，血漿中肌酸激酶的增加[19]，COX7B和ND1的轉(zhuǎn)錄被激活，從而合成線粒體增加，熱休克蛋白與免疫因子下降，這些生化指標的改變均可反映出細胞的應激反應和炎性物質(zhì)都在減退[20]。以上生化反應的進行與生理機能的改善，并非在即刻就可以達到明顯的恢復效果，而是需要時間的積累和泡沫軸干預次數(shù)的積累，才能達到足夠顯著的效果。由上述可見，泡沫軸滾壓可減少肌肉組織周圍的代謝產(chǎn)物與炎性物質(zhì)，肅清肌肉疲勞恢復時的障礙；可增加肌肉組織的氧供、血供與酶活性，為能量的再合成提供了前提；可調(diào)節(jié)肌肉組織所處微環(huán)境的狀態(tài)，為肌肉自我修復創(chuàng)造良好的環(huán)境；可舒張肌肉，調(diào)節(jié)肌肉的功能性長度，為肌肉自身恢復做好準備。泡沫軸的干預，并非直接地恢復肌肉的功能，而是通過以上條件的創(chuàng)造和肌肉自身狀態(tài)的調(diào)整，使肌肉更好、更高效地自我恢復。

4 結(jié)論

（1）運動性肌肉疲勞可以導致肌肉最大力量和做功能力顯著下降，這種功能下降在48小時之內(nèi)都不能完全恢復；（2）泡沫軸練習能夠改善運動性肌肉疲勞后肌肉的最大力量和做功能力，加快疲勞后肌肉功能的恢復；（3）泡沫軸練習對運動性肌肉疲勞的影響表現(xiàn)出時間的延遲性和效果的累積性，其干預效果在24小時后顯現(xiàn)，在48小時后效果顯著。

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2017.02.24

國家體育總局運動醫(yī)學重點實驗室資助項目

廖遠朋，Email：lyppercy@163.com