PNF牵伸练习对自行车运动员力量及EMG参数的影响

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  (河南大学体育社会科学研究所,河南 开封 475001)
  
  摘 要: 以30名男性自行车运动员为受试对象,通过对其分别进行15 min蹬车和15 min蹬车/P NF拉伸两套不同方案的训练,训练后对其进行最大肌力、力量-时间曲线的主要指标以及下 肢肌肉的肌电图测试与对比分析,以期探讨PNF牵伸练习对运动员肌肉力量、力量-时间曲 线参数、EMG参数的影响。结果显示:自行车运动员进行下肢PNF牵伸练习不会引起最大肌力 和力量-时间曲线的参数(MVC 、F100、IRF 和TMVC)的显著性下降,股直肌的肌电电压却 发生显著性下降。
  关键词:PNF牵伸;最大肌力;力量-时间曲线;肌电
  中图分类号:G872.32 文献标识码:A 文章 编号:1007-3612(2009)03-0123-03
  
  The Effect of PNF Stretching Training on Cyclists' Strength and
  EMG Parameters
  LIU Ailian, LI Jiangang, WANG Yongming, CHEN Xieshu, LI X iaofei, REN Huafei
  (Institution of Physical Education and Social Science, Henan Un iversity, Kaifeng 475001, Henan China)
  Abstract: 30 Cyclists are tested after 15minute paddling and paddling/PNF stretching res pectively, their maximum strength, strengthtime curve and electromyography of leg muscles are collected and analyzed comparatively, in order to explore the ef fect of PNF stretching on cyclists' muscle strength, strengthtime curve parame ter and EMG parameter. Conclusion: results indicate that PNF stretching does not alter the MVC and the isometric strengthtime curve parameter (MVC, F100, IRF and TMVC) significantly, but the myoelectricity tension of quadriceps decreases significantly.
  Key words: PNF stretching; MVC; strengthtime curve; myoelectricity
  
   PNF牵伸练习是较为优越的发展运动员柔韧性素质的方法[1]。运动前的牵伸练习可 以降低肌 肉的粘滞度,增强肌肉的弹性,降低肌肉硬度,有效预防运动中拉伤的发生。运动后的牵伸 练习能促进骨骼肌结构的恢复,使骨骼肌变形能力增加,改善骨骼肌功能,加速运动员的机 能恢复[2]。近期研究表明,大强度、长时间的牵伸练习可能会影响运动员的力量 、爆发力[ 3]、纵跳高度[4]、以及平衡能力和反应时[5]。而这些指标是影响运 动员竞技水平以及运动成绩的重要因素。
  本研究通过观察自行车运动员准备活动中进行PNF牵伸练习对其下肢伸肌的最大肌力和等长 收缩状态下力量-时间曲线特征的变化,旨在探索PNF牵伸练习对自行车运动员力量指标的 影响,并通过肌电分析PNF牵伸对股直肌和股二头肌和小腿腓肠肌的肌电活动的影响。
  
  1 研究方法
  
  1.1 文献资料法 查阅与该研究有关的文献资料。
  1.2 实验法
  1.2.1 实验设计
  第一天受试者进行蹬车10 min的热身练习,强度控制在最大心率的40%,然后进行测试。一 周后,对受试者实施第二套热身方案,即先进行10 min强度为最大心率40%的蹬车练习 ,紧 接着完成收缩-放松相反方向牵伸的PNF拉伸练习。收缩-放松相反方向牵伸的PNF拉伸练习 过程:先令其主动收缩将要被拉伸的肌群,对抗外力,保持10 s左右,然后放松肌肉,同时 向反方向缓慢牵伸肌肉,将肌肉伸展至最大程度保持30 s~1 min,每个肌群重复2~ 3次。然后进行测试,采集数据指标。对得到的数据进行统计处理,然后进行前后对比分析 (图 1)。
  1.2.2 实验对象
  本研究以30名来自河南省自行车队男性自行车运动员为研究对象,经详细体格检查,无下肢 急、慢性伤病。受试者的基本情况(表1)。
  1.2.3 测试指标
  1) 最大肌力(MVC)即每次测试的最大力量值;2) 达力量峰值的时间(TMVC)即肌肉力量达到峰值时所需的时间;3) 爆发力(F100) 即肌肉收缩力量在100 ms内的达到的最大值; 4) 肌肉力量的相对指数(IRF)即肌肉等长收缩的最大力值同肌肉体积的比值;5) 肌肉 力量增长率(IRFD)参数即肌肉在第一个100 ms内达到的最大肌力值同该肌肉等长收缩记录 的最大力值的比值:IRFD= F100/Fmaxiso×100;6) 最大肌力时的肌电的电压。
  1.2.4 测试方法
  1.2.4.1 实验仪器
  美国Noraxon公司生产的NoraxonTM TELEMYO 2400R16道遥测肌电采集系统;芬兰Good stren gth等长力量测试仪;瑞典MONARK 839E功率自行车;美国Noraxon公司生产Biometric关节角 度信号采集系统。
  1.2.4.2 测试步骤
  受试者分别完成不同的两套热身方案后,测量其最大肌力,完成对力量-时间曲线主要参数 指标的测试,以及股直肌,股二头肌,腓肠肌的EMG参数。最大等长收缩的肌力测试是在受 试者坐位且膝关节的角度是120°的情况下进行的。采用120°的膝关节角度进行测量的原因 是,在该位置时,肌小节长度与力量肌肉长度曲线力量最大点的肌小节长度相符合[5 ]。受 试者在看到给出的信号后开始尽最大力量完成伸膝动作。躯干固定,不能有任何的前后移动 。两臂在胸前交叉平放,同时固定腰部来维持上体的平衡。受试者在3 s之内尽自己最大可 能动员自己腿部伸肌的力量去完成伸膝动作。每名受试者进行两次测试,间隔3 min,记录 下两次成绩中最好的那一次进行数据统计分析。通过肌电测试仪记录三块肌肉(股直肌、股 二头肌及腓肠肌)在最大肌力产生期间的肌电数据。
  1.3 统计法
  应用SPSS11.5统计软件包进行数据处理分析。实验数据用平均数±标准差表示,进行样本配 对t检验,显著性水平为p<0.05,非常显著性水平为p<0.01。
  2 结 果
  2.1 两组准备活动后最大肌力与力量-时间曲线参数测试结果比较从表2、图2、图3、图4、图5可以看出,准备活动中进行PNF牵伸练习,使受试者最大肌力( MVC),肌肉收缩力量在100毫秒内达到的最大值(F100),肌肉力量的相对指数(IRF),肌 肉力量增长率(IRFD),肌肉力量到达峰值时所需的时间(TMVC)指标测试值均下降,但两 组测试值差异不显著图2 两次准备活动后MVC、F100测试值比较 图3 两次准备活动后IRF测试值比较 表2 两
  0.621图4 两次准备活动后TMVC测试值比较 图5 两次准备活动后IRFD测试值比较
  2.2 两组准备活动后下肢主要肌群EMG参数测试结果比较从表3、图5可知,准备活动后进行PNF牵伸练习使股直肌在最大肌力时的肌电电压测试值显 著下降(p<0.05)。而股二头肌和腓肠肌最大肌力时的肌电电压的两次测试结果无显著 性变化(p>0.05)。
  表3 两次测量的下肢肌电变化对比(n=30)
  牵伸练习对于最大肌力和等长收缩的时间-力量曲线特征的影响效果,与运动员身体机能的 恢复和竞技水平的提高密切相关。本研究结果显示,自行车运动员下肢适度PNF牵伸练习不 会影响其肌肉的最大肌力,但是股直肌的平均肌电电压却发生显著下降。目前,关于牵伸练 习对等长收缩力量-时间曲线的特征影响的研究较少。本实验中测试指标包括MVC、F100、 IRF和TMVC,这些数据都反映了神经肌肉系统迅速达到最大肌力的能力。本实验结果显示, PNF牵伸练习不会显著影响MVC、F100、IRF和TMVC。
  Behm[4]等研究认为,PNF牵伸练习后,最大肌力明显下降或没有发生任何变化[6]。最大肌 力没有发生显著下降可能是由于拉伸肌肉的部位,拉伸的类型或拉伸持续时间的不同造成的 [7]。Avela[7]等报道,小腿肌肉被动拉伸超过1 h,脚底最大背伸力 矩会出现23%的下降。而Fowles[8]等报导对踝关节的脚底屈肌超过半小时的被动拉 伸就会导致脚底最 大弯曲力矩28%的下降。前述研究都是针对具体的某一块肌肉进行了过长时间的被动拉伸练 习[5]。 也有研究报道,对下肢进行的适度的PNF牵伸练习导致股直肌的最大肌力发生轻微的下降(9 .5%)[9]。本实验显示,两组实验的最大肌力没有发现显著性差异,分析认为,这 可能是由 于 牵伸练习的类型和牵伸时间的较短造成的。另外,等长收缩时膝关节的角度可能是实施PNF 牵伸方案后最大肌力和等长收缩时间-力量曲线特征没有显著性变化的因素,Nelson[ 3]等 研究发现,最大肌力受牵伸练习的影响程度是随着膝关节角度的变化而变化的。他们发现膝 关节角度在162°时最大肌力发生显著性下降,但是在其余的四个角度(90°、108°、130 °、144°)却没有发现最大肌力的显著变化,当肌小节长度与肌肉力量-长度曲线中的最 佳位置不一致时,大强度的牵伸练习会造成肌肉力量的大幅度下降。
  本研究结果表明,股直肌的平均肌电电压在进行PNF牵伸后发生显著性下降,降幅达21%,但 是股二头肌和腓肠肌的肌电却没有发现显著性变化。分析认为,这可能是高尔基体和疼痛感 受器抑制了向伸膝肌群传导神经冲动的神经通路[10]。Cornwell[11]等研 究发现,受牵伸的 肌肉的肌电活动是由高尔基体和兴奋阈值较低的疼痛感受器的反应激起的。因此,研究中发 现的股直肌肌电的下降是不足以引起最大肌力和力量-时间曲线参数变化的。在经过牵伸练 习后,股直肌在肌电活动下降情况下,最大肌力没有表现出显著性变化,这一点也提示,受 试者的神经肌肉协调能力的改善。牵伸练习后的神经肌肉协调性的改善可以防止大强度牵伸 肌肉引起外围神经肌肉衰竭或疲劳的,动员深层肌肉参与工作能够缓解外围的肌肉疲劳的发 生,然后依次内外进行轮换工作,达到延长工作时间,达到延缓运动性疲劳的效果。Bell[1 2]等研究发现,在伸膝中进行等长收缩的股四头肌的力量与肌电放电情况并不呈线性关 系。 这一点就意味着股四头肌,是由不同深度的运动单位的最大程度地募集动员发生兴奋收缩而 产生收缩力的,因此,牵伸练习后即使股四头肌平均肌电的电压发生显著性下降,但其最大 肌力却没有发生下降,股二头肌和腓肠肌在牵伸练习后肌电的变化,可能在完成屈膝的最大 主动向心收缩时才会发生。
  牵伸后肌肉力量的轻微下降的原因可以归结为神经和机械两方面的因素。机械性因素的变化 即是肌肉硬度发生的变化[3],肌肉抗拉伸性能下降,即硬度上升弹性下降。神经 因素包括运动单位的动员激活、动员激活的冲动频率以及放松的灵敏性的变化[7] 。Fowles[8]等的 研究发现,足底伸踝肌群的最大肌力在经过1 h的牵伸后最大肌力发生下降,但是经15 m in的休息后运动单位的兴奋动员能力恢复。肌肉收缩能力的恢复与肌肉硬度的恢复情况几乎 是同步的。近期研究表明,最大肌力的下降由于脚底伸肌群的机械特性的变化而不是运动单 位激活的减少,即神经因素的影响[13];而本研究提示,股直肌最大肌力的下降并 不会导致发生募集动员兴奋的运动单位的减少。
  
  4 结 论
  
  1) 自行车运动员进行下肢PNF牵伸练习不会引起最大肌力和力量-时间曲线的参数(MVC 、 F100、IRF 和TMVC)的显著性下降,然而股直肌的肌电电压却发生显著性下降,提示PNF牵 伸会引起兴奋模式的改变,但力量和力量-时间曲线参数不会受到显著性影响。
  2) 肌电图反映出的神经抑制现象并没有影响到最大肌力和等长收缩的时间-力量曲线数据 特征,它们没有发生显著下降,这说明PNF牵伸练习可以提高肌肉协调用力的能力。
  3) 为了能够充分利用PNF牵伸练习,使其在竞技体育的热身和训练后的恢复过程发挥最大的 效果,应对PNF牵伸练习造成的肌肉力量和力量-时间曲线的变化情况进行更为全面、深入 细致的研究。
  
  参考文献:
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  [4] Nelson AG,Driscoll NM,Landin DK,Young MA.Acute effects of passive muscle s tretching on sprint performance.J Sport Sci,2005,23:449-454.
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