U13組和U15組女子足球運動員下肢功能特征與運動表現(xiàn)的異同

申小寶，趙棟輝

0 前言

青少年的生長高峰一般出現(xiàn)于13～14歲，這一階段身體素質和機能能力會迅速提高?，F(xiàn)已證實，生長高峰期伴隨骨骼的快速生長和體脂的增加，柔韌性和協(xié)調性會相對降低[1]。此外，在生長突增起點以及之后的生長高峰期間，骨骼和軟骨極容易受到損傷，特別是女性，下肢肌力發(fā)展不平衡（股四頭肌和腘繩肌）現(xiàn)象較為普遍[2,3]。基于此方面考慮，這一階段被看作運動技能的形成期，應當注重技能和運動能力的發(fā)展，而不是僅僅關注成績和取勝[4]。但實踐中，教練員很難通過生長高峰前后的整體變化規(guī)律制定訓練計劃，了解個體運動能力中存在的優(yōu)缺點。FMS動作篩查被廣泛用于發(fā)現(xiàn)運動員動作模式中存在的不對稱、不靈活和不穩(wěn)定等限制因素，Stephen J.Atkins等研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)秀青少年足球運動員的深蹲評分，U13（2.1±0.3）與 U15（1.6±0.5）存在顯著差異（P＜0.05），而反映加速動作模式的跨欄架和減速動作模式的弓箭步評分兩組間則未見差異[5]。近年來，F(xiàn)MS動作篩查對運動員運動能力薄弱環(huán)節(jié)和損傷風險的預測價值遭到較多質疑，特別是FMS無法有效評估雙側下肢力量及其對稱性。

長期以來，教練員主要通過速度、靈敏測試的結果來確定足球運動員的運動表現(xiàn)，并以此了解運動員在哪方面需要加強訓練。隨著功能力量訓練體系的推廣，越來越多的教練員意識到下肢功能才是實現(xiàn)速度和靈敏提升的限制因素，如若這些限制因素沒有得到有效的評估，運動員不僅難以提高訓練的效率，還會增加受傷的風險。Michael Boyle提出采用兩種單腿跳測試反映下肢的功能力量，包括單腿跳和跨步跳。在單腿跳測試中，如果雙側不均衡大于10%，運動員的受傷機率增加2.5倍；單腿跳的距離必須大于等于自己身高的89%方為達標，如果未達到這個標準，就說明這名運動員需要提高該側腿的力量生成能力（加速）；跨步跳的標準成績是對側腿單腿跳距離的109%。如果成績低于這個標準，則說明該運動員需要提高落地腿力量吸收的能力 （減速）[6]。此外，美國體能協(xié)會將側向跨步跳作為評估青少年基本運動能力的指標之一，但目前尚未見到相關的研究報道對此標準進行驗證。本研究旨在通過比較生長高峰期前后女子足球運動員下肢功能特征和運動表現(xiàn)的差異，了解青春期不同階段下肢功能力量特征變化，并采用下肢功能力量成績分析足球運動員專項能力中存在的薄弱環(huán)節(jié)，為教練員制定個性化訓練方案提供參考。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

山西省備戰(zhàn)第十三屆全運會U13、U15女足運動員72名（兩組隊員均歸屬同一名主教練，參加訓練的內容基本一致），其中7名運動員由于特殊原因未參加T測試和20 m沖刺測試，有效數(shù)據(jù)65名。兩組隊員除訓練年限不同外，目前接受的訓練內容基本相同（見表1）。

表1 青少年女足運動員身高和體重統(tǒng)計結果（±SD）Table I Statistical Results of Height and Weight of Juvenile Female Football Players(±SD)

表1 青少年女足運動員身高和體重統(tǒng)計結果（±SD）Table I Statistical Results of Height and Weight of Juvenile Female Football Players(±SD)

分組 樣本量 身高/m 體重/k g B M I/k g·m-2 U 1 3 4 2 1.5 2±0.1 0 4 0.5 4±7.7 5 1 7.3 1±1.7 8 U 1 5 2 3 1.6 4±0.0 5 5 2.7 0±5.1 5 1 9.6 0±1.7 5

1.2 下肢功能特征測試

測試前一周告知測試內容，所有研究對象按照測試要求熟悉測試動作和流程，測試前2 d不進行大負荷訓練。所有研究對象測試前統(tǒng)一進行10 min動態(tài)拉伸和核心肌群激活練習，并做一次預測試，然后進行正式測試。測試在室內完成，所有受試者依次完成單腳跳、跨步跳、側向跨步跳，測試順序為：先優(yōu)勢腿（定位球踢得較遠的一側），后對側腿，測試時允許擺動雙臂。單腳跳：支撐腿蹬地向前跳出，相同腿落地?？绮教褐瓮鹊诺叵蚯疤?，對側腿落地。側向跨步跳：支撐腿蹬地橫向跳出，對側腿落地。努力完成最大距離位移（精確0.1 cm），要求每次測試支撐腳落地保持穩(wěn)定2 s為有效測試，每項測試可嘗試2次，取最大值。

1.3 運動項測試

完成下肢功能力量測試后1 h內，所有研究對象分4組完成下列測試。其中，20 m沖刺和T測試在室外操場完成（溫度23℃，濕度30%）。

1.3.1 反應力量指數(shù)（RSI）

受試者雙手置于腰間站在30 cm跳箱邊緣，聽到口令后先完成下落跳，要求盡可能雙腳同時落地，全腳掌觸地后盡快地再次跳起，采用PUSH BAND的測試程序直接收集RSI值，每位測試者進行2次測試，取最佳值。

1.3.2 下肢剛度（stiffness）

受試者雙手置于腰間站在GLOBUS ERGO SYSTEM測試墊上，將程序調至下肢剛度（stiffness）測試。要求受試者盡可能保持下肢三關節(jié)角度固定，采用次最大強度連續(xù)跳躍10次，強調跳躍的連續(xù)性而非跳躍高度。程序自動過濾前4次成績，取后6次的均值作為最終的結果。每位測試者進行2次測試，取平均值。

1.3.3 20 m沖刺

起點放置紅外測速儀（Mega gate）光門，受試者距離起點線30 cm采取站姿起跑，每位測試者進行2次測試，取最佳值。

1.3.4 T測試

（1）受試者站在A標志桶左側（起點），運動員面朝跑動方向，自行選擇起跑時機，首先跑至B點，并用右手觸B標志桶；（2）之后側滑步至C點，并用左手觸C標志桶；（3）之后側滑步至D點，并用右手觸D標志桶；（4）再從D點側滑步至B點，并用左手觸B標志桶；（5）最后后退跑至A點右側（終點）（見圖1）。在測試過程中，運動員始終面朝前，在側滑步時，不能采用交叉跑的方式。每位測試者進行2次測試，取平均值，2次測試之間安排5 min休息[7]。

圖1 T測試流程圖Figure 1 T-Test Flow Chart

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS22.0系統(tǒng)進行統(tǒng)計分析，所有測試數(shù)據(jù)采用均數(shù)±標準差（±SD）表示，按照實際年齡U13和U15分組，對下肢功能特征和運動表現(xiàn)數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計，單腳跳相對值計算公式：單腳跳距離/身高；跨步跳/側向跨步跳相對值計算公式：跨步跳距離/對側單腳跳距離。組間計量數(shù)據(jù)采用獨立樣本T檢驗，P＜0.05認為具有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 U13和U15女足運動員下肢功能特征對稱性比較

U13組和U15組3種單腳跳成績的左右對稱性均值均超過90%。其中，單腳跳的達標率偏低（U13組 78.6%、U15組 72.7%），跨步跳（U13組 83.3%、U15組 95.7%）和側向跨步跳 （U13組 80.9%、U15組100%）的達標率略好（見表2）。

表2 U13和U15女足運動員3種單腳跳左右對稱性比較（±SD）Table II Comparison of Left-right Symmetry of Three Kinds of Single-foot Jumps by Female Football Players（±SD）

表2 U13和U15女足運動員3種單腳跳左右對稱性比較（±SD）Table II Comparison of Left-right Symmetry of Three Kinds of Single-foot Jumps by Female Football Players（±SD）

左右差異＜1 0%的頻數(shù)（比例）單腳跳 /% U 1 3 4 2 0.9 4±0.0 4 3 3（7 8.6%）U 1 5 2 3 0.9 3±0.0 5 1 6（7 2.7%）跨步跳 /% U 1 3 4 2 0.9 5±0.0 4 3 5（8 3.3%）U 1 5 2 3 0.9 5±0.0 3 2 2（9 5.7%）側向跨步跳/%年齡 N ±S D U 1 3 4 2 0.9 4±0.0 4 3 4（8 0.9%）U 1 5 2 3 0.9 7±0.0 3 2 3（1 0 0%）

2.2 U13和U15女足運動員優(yōu)勢腿下肢功能特征和運動表現(xiàn)比較

U13和U15組在單腳跳、跨步跳、側向跨步跳、RSI、下肢剛度、20 m沖刺等均存在統(tǒng)計學差異（P＜0.05），而在T測試未見統(tǒng)計學差異。除下肢剛度外，所有測試值U15組均好于U13組。見表3。

表3 U13和U15女足運動員優(yōu)勢腿下肢功能特征和運動表現(xiàn)比較（±SD）Table III Comparison of Functional Strength and Athletic Performance of the Dominant Leg Lower Limb of Female Football Players（±SD）

表3 U13和U15女足運動員優(yōu)勢腿下肢功能特征和運動表現(xiàn)比較（±SD）Table III Comparison of Functional Strength and Athletic Performance of the Dominant Leg Lower Limb of Female Football Players（±SD）

注：*表示U15與U13女足運動員相比差異具有顯著差異，P＜0.05；**表示差異具有非常顯著意義，P＜0.01。

測試項目 年齡 N ±S D單腳跳/m U 1 3 4 2 1.3 8±0.1 2 U 1 5 2 3 1.4 6±0.1 4*跨步跳/m U 1 3 4 2 1.5 0±0.1 0 U 1 5 2 3 1.6 0±0.1 3**側向跨步跳/m U 1 3 4 2 1.5 4±0.1 0 U 1 5 2 3 1.6 2±0.1 2**R S I U 1 3 4 2 0.8 7±0.3 1 U 1 5 2 3 1.4 8±0.4 0**s t i f f n e s s U 1 3 4 2 5 8 6.2 4±1 4 4.5 8 U 1 5 2 3 4 3 7.1 6±8 5.6 6**2 0 m 沖刺/s U 1 3 4 2 3.7 9±0.1 6 U 1 5 2 3 3.6 3±0.1 3**T 測試 /s U 1 3 4 2 1 2.5 3±0.7 2 U 1 5 2 3 1 2.4 5±1.0 6

2.3 U13和U15女足運動員優(yōu)勢腿下肢功能特征相對值比較

U13和U15組在單腳跳相對值、跨步跳相對值、側向跨步跳相對值均未見統(tǒng)計學差異（P＞0.05）。兩組單腳跳相對值均達到89%，而相對跨步跳成績兩組均未達到109%。見表4。

表4 U13和U15女足運動員優(yōu)勢腿下肢功能力量相對值比較（±SD）Table IV Comparison of Relative Value of the Dominant Leg Lower Limb Functional Strength between U13 and U15 Female Football Players（±SD）

表4 U13和U15女足運動員優(yōu)勢腿下肢功能力量相對值比較（±SD）Table IV Comparison of Relative Value of the Dominant Leg Lower Limb Functional Strength between U13 and U15 Female Football Players（±SD）

年齡 N ±S D單腳跳/% U 1 3 4 2 0.9 1±0.1 0 U 1 5 2 3 0.8 9±0.1 0跨步跳/% U 1 3 4 2 0.9 9±0.0 8 U 1 5 2 3 0.9 8±0.0 8側向跨步跳/% U 1 3 4 2 1.0 1±0.0 9 U 1 5 2 3 0.9 8±0.0 7

3 討論

足球運動員的下肢功能力量是近年來足球專項體能訓練的焦點，足球的項目特征要求運動員在場上頻繁進行單腿支撐下的加速減速和急停變向動作，這要求運動員具有良好的單側下肢力量。Michael Boyle等對功能訓練本質的闡述為訓練的是動作而非肌肉，因此，他將單側練習作為功能性訓練的一個主要手段[6]。近些年，單腳跳和跨步跳成績逐漸受到足球教練員的重視。

單腳跳是目前最常采用的神經肌肉控制評價指標，可以反映下肢力量、爆發(fā)力和姿勢穩(wěn)定性的整體水平[8-10]。當運動員完成競技動作時（如跳起后的落地、變向、減速），作用于膝關節(jié)的力量包括動態(tài)力量和靜態(tài)力量，這兩種力量的協(xié)同保持了關節(jié)的穩(wěn)定性。動態(tài)力量包括有意識和無意識的激活骨骼肌，而靜態(tài)力量是由韌帶、軟組織、骨骼產生的非收縮性力量。在完成關節(jié)穩(wěn)定過程中，這兩種力量的程度由個人特征和動作要求所決定[11]。動態(tài)力量生成的神經肌肉控制模式的不佳會導致靜態(tài)力量的增加，從而使關節(jié)功能穩(wěn)定性下降，降低運動表現(xiàn)或導致膝關節(jié)損傷[12]。Donald V.Fischer等認為，下肢單腳跳測試可以反映運動員的膝關節(jié)韌帶壓力的均衡、腘繩肌肌力或激活程度、雙腿肌力的均衡，以及核心穩(wěn)定性和神經疲勞程度[13]。FMS中涉及下肢對稱性的有弓箭步（lunge）、跨欄 （hurdle step）和主動直腿上舉 （active straight-leg raise）3種，盡管Gray Cook認為，這種動作篩查可以較好地發(fā)現(xiàn)動作中的不良補償，這種不良的補償會降低動作的效率，影響技術動作的正確執(zhí)行[14]。但不可否認的是，這種評估方法是遠離競技運動的，并不能有效地評價下肢的靜態(tài)和動態(tài)力量。實際運動中，運動起動加速、落地變向的時間往往不足1 s，要求身體在非常短的時間內保持完全的穩(wěn)定和最優(yōu)化地傳遞運動沖量。因此，Michael Boyle提出單腳跳和跨步跳測試作為下肢功能力量的評價指標，來反映下肢力量的爆發(fā)力和吸收緩沖能力，對評價足球運動員神經肌肉控制中的動態(tài)力量有著極其重要的價值[6]。

單腳跳的左右差異值 （劣勢腿成績/優(yōu)勢腿成績×100%）常被用作反映下肢對稱性（Limb Symmetry Index，LSI）。兩側下肢單腳跳存在10%以上的差異可以被認為是在運動能力上存在真正差異，提示具有更高的受傷風險[15-17]。Drogse和M?ller E.的研究認為，下肢單腳跳存在15%以內的差異也可以正常地參加競技運動[18-20]。本研究中，兩組的單腳跳LSI達到90%的比率尚可，所有運動員的LSI均在85%以上。提示研究對象雙側下肢的對稱性較好，受傷的風險較低。以往研究中，僅將LSI作為受傷風險預測的一項指標，LSI是否對運動表現(xiàn)產生影響，目前尚未見到明確報道。除此之外，LSI預測傷病風險的缺陷已逐漸引起研究者的重視。弱側腿的本體感覺和力量缺損、肌肉活動減少、姿勢控制改變和步態(tài)和跳躍落地等缺陷均被證實[21-23]，但LSI容易將兩側腿的肌力都薄弱的現(xiàn)象掩蓋。Michael Boyle提出，運動員單腿跳的距離必須大于等于自己身高的89%，如果達不到這一標準，預示這名運動員需要提高該側腿的力量和功率的生成能力，跨步跳應達到對側腿單腿跳距離的109%，如果達不到這一標準，預示運動員需要提高落地腿緩沖吸收力量的能力。本研究中，兩個組的單腳跳的相對值均值均超過89%，兩個組跨步跳和側向跨步跳則都未達到對側單腳跳的109%。提示所有研究對象優(yōu)勢腿的加速能力較好，而減速制動能力存在明顯缺陷。

本研究中，U13組隊員已開始發(fā)育，但均未進入生長高峰期，而U15隊員則都進入生長高峰期。與U13組相比，U15組的3種單腳跳、反應力量指數(shù)、20 m沖刺均有顯著差異。考慮到兩個年齡組接受的訓練基本相同，這種組間差異應該與進入生長高峰期力量、爆發(fā)和速度素質會自然發(fā)生明顯提高有關。此外，由于生長高峰期階段身體骨骼快速增長，身體的柔韌和協(xié)調能力會暫時下降。T測試的成績U15組略好于U13組，但組間未見統(tǒng)計學差異，提示靈敏素質在生長高峰期期并不會像力量、爆發(fā)和速度素質一樣，隨著身體的快速發(fā)育而自然提高。靈敏素質被定義為快速變向或者改變動作模式 （Change Of Direction，DOC）[24]，是足球運動員完成技戰(zhàn)術任務的關鍵體能要素。如果運動員想要快速地變向，首先必須減速，然后再向另一個方向迅速移動，因此，多維度的減速-加速能力是實現(xiàn)DOC基礎要素。T測試是最常用的靈敏測試方法，Melrose D.R.等[25-27]指出，T測試成績包含直線加速和DOC兩部分，該測試包含了向前沖刺、側向滑步移動的后退跑，適用于美式橄欖球、足球、棒球、壘球和排球項目。T測試成績的改善并不能成為靈敏素質（DOC）提高的直接證據(jù)，實踐中普遍存在僅通過發(fā)展直線加速能力提高T測試成績的現(xiàn)象。本研究結果顯示，盡管單腳跳和跨步跳的絕對值、直線加速能力均隨著發(fā)育有所提高，但T測試成績的改善并不明顯。這可能有兩種原因：一是單腳跳和跨步跳的相對值隨著發(fā)育而提高的幅度并不明顯，尤其是與減速制動關系密切的跨步跳相對值在生長高峰期前后均存在較大的不足，提示本研究中的運動員平時訓練中發(fā)展減速制動的練習安排較少；二是靈敏素質的影響因素較為復雜，除了需要良好的身體素質外，還受到認知、決策能力和基本技術的限制。靈敏素質的提高需要專門的學習強化才能獲得改善，尤其在生長高峰期時期，與靈敏相關的準備姿勢、側滑步、后退步、切步和制動技術需要專門安排時間進行動作技能學習。此外，關于靈敏素質的評估還應結合同等距離的直線速度測試，用以排除T測試成績的改善基本來自直線速度的提升，而非減速-加速能力的改善。

下肢剛度（lower extremity stiffness）是量化腿的壓縮幅度與外加負荷之間的關系的指標，可反映神經肌肉控制的疲勞程度[28]。有證據(jù)顯示下肢剛度較低會影響運動表現(xiàn)，但下肢剛度過高也會誘發(fā)傷病風險[29]，目前尚未見到青少年足球運動員下肢剛度的文獻報道。本研究中，下肢剛度的測試結果U15組低于U13組，而代表下肢爆發(fā)力的反應力量指數(shù)U15組明顯好于U13組，提示這可能與U13組隊員存在一定程度的神經肌肉疲勞或平時缺少下肢肌肉的拉伸造成小腿肌群僵硬有關。

綜上所述，青少年女子足球運動員的下肢功能尤為重要，雙腿下肢功能測試的對稱性，對女足運動員來說可以預防傷病產生，同時，下肢功能的不平衡也會制約著青少年女足運動員的賽場運動表現(xiàn)。足球運動中需要良好的下肢爆發(fā)力、下肢減速制動、加速等運動技能，單腳跳、跨步跳、側向跨步跳能反映運動員的下肢功能。足球運動賽場上的表現(xiàn)主要體現(xiàn)在運動員的變向能力、爆發(fā)性沖刺能力、機體的快速反應能力，以及賽場上快速恢復能力等，通過對下肢剛度、T測試、20 m沖刺、RSI測試可以宏觀地反映出女足運動員在球場上的運動表現(xiàn)。

通過U13和U15組女子足球運動員的下肢功能特征和運動表現(xiàn)的比較，為教練員提供評價運動員身體素質測試思路和評價依據(jù)，可為教練員制定個性化身體訓練計劃提供參考。本研究存在兩點局限：一是樣本量較少，無法形成常模性數(shù)據(jù)，且無法進一步探究不同測試指標間的關聯(lián)程度；二是未進行與T測試相同距離的直線速度測試，對兩組的靈敏素質進行進一步甄別，有待在今后的研究中予以證實。

4 結論

4.1 U13和U15組女足運動員加速能力 （單腳跳/身高值）普遍超過89%，而減速能力（跨步跳/對側單腳跳）均未達到109%。

4.2 U15組女子足球運動員的下肢功能、20 m沖刺和反應力量指數(shù)成績均有顯著提高，但T測試成績改善并不明顯。