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摘 要：剧烈运动会导致机体功能潜力的下降和疲劳的累积，而在不同类型肌肉工作中，疲劳过程是在中枢机制和外周机制的参与下发展的。特定机制的优势取决于动作结构及完成该动作的持续时间和强度。疲劳引起生理学功能暂时的不协调，工作的量化指标和质性指标的恶化，提高了其生理学代价。射箭比赛活动是在若干小时中持续静态和动态活动的交替、相对单一形式的工作。研究射箭运动员在完成模拟比赛活动的射箭练习中的肌肉电活性。在对射箭练习的视频资料进行评定的基础上，研究人员将射箭结构划分为各个工作时相，每一个时相的开始和结束时刻都带有明显的界限。射箭的时间参数与记录的被研究肌群电活性的同步化使得能对技术上最重要发射时相进行精细的肌电图像分析。射箭运动员的肌肉提供多次射箭运动的电活性特征的实验数据，是首次明确界定“主导”肌群在射箭运动中技术上的重要时相的具体实施。
关键词： 射箭；肌肉电活性的幅度和频率；“主导”肌群；疲劳
中图分类号： G 887 文章编号：1009783X（2015）02009704 文献标志码： A
Abstract：It is known that strenuous motor activity leads to a decrease in functional reserves of the body and the development of fatigue.While performing different types of muscle work fatigue is being developed involving central and peripheral mechanisms.The predominance of a particular mechanism depends on the structure of movement，duration and intensity of its execution.Fatigue is accompanied by temporal discoordination of physiological functions，deterioration of quantitative and qualitative characteristics of performance，increase of its physiological value.Competitive activity of an archer is an alternation of prolonged static and dynamic，relatively monotonous work performed for several hours.The purpose of the present research was to study the electrical activity of the muscles of archers while performing archery exercise which is similar to competitive activity.On the basis of the estimation of the footage of performed shooting exercises the researchers divided the shot structure into the working phases，indicating the boundary moment of the beginning and end of each of them.The synchronization of time parameters of shots with the registered electrical activity of the examined muscles contributed to the precise electromyographic analysis of most technically important shot phases.The paper presents the experimental data on the characteristics of the electrical activity of the archers’ muscles providing multiple bow shooting.It was the first time the “leading” muscles involved in the implementation of the most technically important phases of shooting were defined.
Keywords：archers，amplitude and frequency of muscle electrical activity，“leading”muscles，fatigue
________________________________________
收稿日期：20150309
作者简介：И.Н.布恰茨卡娅，生物学副博士； Р.М.戈罗德尼切夫， 生物学博士、教授。
作者单位：国立大卢基体育运动研究院，大卢基市
Velikie Luki State Academy of Physical Culture and Sport， Velikie Luki. 众所周知，运动活动的紧张导致了机体功能潜力的下降和疲劳的发展。在不同类型肌肉工作中，疲劳过程是在中枢机制和外周机制的参与下发展的。哪一种机制占优势取决于动作结构、完成该动作的持续时间和强度。疲劳引起生理学功能暂时的不协调，工作的量化指标和质性指标的恶化，提高了其生理学代价[1]。射箭比赛活动是在若干小时中长时间交替静态和动态、相对同一形式的工作。 1 研究目的
研究射箭运动员在完成模拟比赛活动的射箭练习中的肌肉电活性。
2 研究方法和组织
14名射箭运动员参加了实验。受试者的运动等级从二级运动员至国际级运动健将，年龄16～25岁。事先他们都获得了进行该项研究的详细信息，并根据赫尔辛基宣言签名同意参加实验。运动员在模拟比赛活动的条件下用反曲弓射30支箭，每3支为一组，共10组；每组3 min，距离为18 m。射箭时，进行了500 Hz的高速摄像，记录了肌肉的电活性。录像解析借助于“Qualisys”（瑞典，2010），用于分析射箭技术。骨骼肌生物电位的记录借助于16通道的肌电仪“MegaWin ME6000”（芬兰，2008），并通过“MegaWin”电脑程序处理获得的资料。肌电仪在离电脑较远距离记录了12个被研究肌群的肌电图，资料通过网络借助于蓝牙技术传输。信号频率为1 000 Hz。为了记录运动员发射时刻，以及在此之前的片响时刻，使用了我们制作的机械光学传感器。为了使发射时刻的肌电图与3D视频分析资料同步，使用了传感器发出的脉冲，以便精确地记录被研究的技术动作时相的界限，同时本质性地扩展了分析这些时相的可能性。
在射箭练习中分析了开始2组（第1至第6支箭）和最后2组（第25至第30支箭），分别对应于练习的开始和结束时。
3 研究结果和讨论
评定已完成的射箭练习的视频资料使研究者把射箭结构划分为各个工作时相，每一个时相的开始和结束时刻都带有明显的界限[2]。射箭的时间参数与记录的被研究肌群电活性的同步化使得能对技术上最重要发射时相进行精细的肌电图像分析：采取基本定势的时相——“舒展”时相；由片响撒放箭的时相——“后拉”和“完成发射”时相。图1示出1名参加发射的受试运动员典型的肌电图，反映了被分析的各个时相。预先准备发射和舒张时相同样具有技术意义，它们肌电图的特点是从一次发射到下一次发射具有较大的变异性。结果发现，在“后拉”时相中被研究肌群具有最大的电活性。这可能是在这一时相中射箭运动员转入到静力性工作，既针对在舒张的状态下握住弓，同时针对保持“运动员-弓”体系的平衡。
图2示出射箭运动员在完成重要技术时相过程中被研究肌群肌电图的平均幅度。依据В·Н·科芒捷夫，В·А·扎勃洛诺依[3]的意见，肌群表面肌电低于300 mA，说明随意用力的肌群欠发展。考虑到这一点，我们确定了在完成整个发射中，以及在其时相的个别动作中发生作用最具活性的肌群。我们假设在实现发射过程中主要负荷正是施加于这些肌群。随后研究者将其称为“主导”肌群。
依据表1的资料在完成射箭练习开始时（1～2组），在“舒展”相中较大地发展用力的是左肩三角肌前部和左斜方肌上束；在“后拉”相中——左三角肌前部、右三角肌后部、左斜方肌上束和下束、右斜方肌下束、右手桡侧腕屈肌。在“完成发射”相中用力的是左肩三角肌前部、左侧和右侧斜方肌上束。总体上在整个发射过程中较大用力的是左肩三角肌前部、左斜方肌上束和右肩三角肌后部。我们发现，在技术上十分重要的“后拉”时相中它的“主导”肌群表现出最大的活性，即与其他时相相比，发展了较大的用力。与其他时相相比，这一时相中更多的肌群参与了工作。
注：1.右手桡侧腕屈肌；2.右手尺侧腕伸肌；3.右肩三头肌；4.右三角肌后部；5.左手桡侧腕屈肌；6.左手尺侧腕伸肌；7.左肩三头肌；8.左三角肌前部；9.右斜方肌上束；10.左斜方肌上束；11.右斜方肌下束；12.左斜方肌下束。
1—2——舒展相；2—3——后拉相；3—4——完成发射相。
图 1 参加发射的受试运动员
А.Д.（17岁）典型的肌电图
I“扩展”相；II“后拉”相；III“完成发射”相
1.右手桡侧腕屈肌；2.右手尺侧腕伸肌；3.右手肩三头肌；4.右三角肌后部；5.左手桡侧腕屈肌；6.左手尺侧腕伸肌；7.左手肩三头肌；8.左三角肌前部；9.右斜方肌上束；10.左斜方肌上束；11.右斜方肌下束；12.左斜方肌下束。
图 2 在完成发射相重要技术过程中
射箭运动员肌电图的平均幅度
分析完成整个射箭练习过程中被研究肌群的肌电图参数发现，依据肌电图中的提高幅度可以确定，对于第1组（第1至第6支箭）而言，最后一组（第25至第30支箭）中这些肌群提高了活性。正如从表1中所见，在“舒展”时相中，肌电图中的“主导”肌群：左肩三角肌前部和左斜方肌上束可信地提高了幅度，在这种情况下，在整个练习过程中它们的生物电频率始终保持不变[相应为（84.66±1.48）Hz和（82.92±1.66）Hz]。依靠提高动作电位的幅度，右手尺侧腕伸肌、右肩三头肌、左手桡侧腕屈肌等肌群也可信地提高了活性。在被观察的这一时相中对于练习开始而言，在最后的几组中通过可信地提高生物电位的频率，左肩三角肌[从（99.82±3.24）Hz到（106.89±3.91）Hz，P=0.02]和右斜方角肌上束[从（81.32±1.52） Hz到（92.86±1.73）Hz，P=0.05]提高了自己的活性。
在“后拉”时相中也可以观察到“主导”肌群：左肩三角肌前部和左斜方肌上束的生物电幅度可信地得到提高（见表1）。在这种情况下它们电活性的频率在整个完成练习过程中同样保持不变。通过脉冲频率可信的提高（P=0.2），右肩三角肌后部表现出肌电图幅度提升的趋势。相反在被观察的时相中其他“主导”肌群的肌电图幅度则出现了下降。例如，带固定脉冲频率的右手桡侧腕屈肌，与完成射箭练习开始时相比，在结束时幅度出现了下降。在完成练习最后几组中肌电图幅度向下降方向变化的趋势也出现在右侧和左侧斜方肌下束中，在这种情况下，左侧斜方肌下束的脉冲频率出现提高具有统计学意义[从开始时的（70.54±1.98）Hz到结束时的（75.55±1.27）Hz，P=0.004]。 П·Г·寿马诺维奇[4]指出，“后拉”时相主要是依靠右肩和背部肌群的工作。“舒展”时相中的“主导”肌群的用力在“后拉”时相中被重新分配到背部下方肌群。分析被研究肌群的肌电图表明，在“后拉”时相中除了在完成射箭练习的最后几组中“主导”肌群提高了活性以外，“辅助”肌群，例如右肩三头肌，在“主导”肌群之一——斜方肌下束的肌电图幅度出现下降趋势的同时，则出现了活性的提升（见表1）。这一事实表明，在一组接一组的多次重复完成射箭过程中发展了疲劳，从而导致在“后拉”时相中不正确地分配了肌肉用力。与此同时，对于完成练习的开始而言，在最后几组中“主导”肌群出现电活性提高的原因可能是，一方面，这些肌群的每一个运动单位（ДЕ）的收缩特性由于疲劳而出现下降，因此为了使肌肉紧张保持在原先水平上，一些之前未参加完成射箭的运动神经元补充性地开始参与工作。另一方面，在较长时间内多次完成发射的影响下可能改变了部分运动单位的活性阈值。
在“完成发射”时相中“主导”肌群在最后几组练习中可信地降低了活性。而且某些肌群不仅降低了肌电图的幅度，也降低了其频率。例如左肩三角肌前部的肌电图幅度下降，而其频率未出现变化。左侧和右侧斜方肌上束的活性出现可信的下降，与此同时其肌电图的频率则出现可信的提高（P=0.02）。这一时相中被观察肌群的活性下降可能与该时相到完成射箭练习结束前的持续时间具有统计学意义的缩短有关[从（1.47±0.04）s到（1.39±0.04）s，P=0.02]。
在评价整个完成发射肌群的肌电图参数发现，在最后几组中“主导”肌群的电活性幅度在其肌电图频率不变的情况下有提高的趋势。只有左肩三头肌在其活性幅度不变的情况下这一值出现可信的提高[从（112.66±1.84）Hz到（118.6±2.42）Hz，P=0.003]。
4 结论
首先，确定了参加完成技术方面最重要的发射时相的“主导”肌群。“主导”肌群的电活性在发射的最后几组中出现提高，这可能与2个核心过程有关——增加参与工作的运动神经元的数量和它们的同步化。在完成发射练习结束前的“后拉”时相中斜方肌下束的活性下降，而右肩三头肌的肌电图幅度则可信地提高，这表明在被研究的时相中出现技术上不正确地分配肌肉用力，这可能与在多次重复发射过程中的疲劳发展有关。
参考文献：
[1] Moiseev S A.The features of regulation of bioelectric muscular activity in the performance of motor actions against the background of fatigue caused by various types of loads[C]//System and cellular mechanisms in the physiology of the motor system，Moscow，2009：125.
[2] Buchatskaya I N，Pukhov A M，Gorodnichev R M.Biomechanics of sports motor actions and modern instrumental methods of their control[M].MSAPC：Malakhovka，2013：104109.
[3] Komantsev V N.Methodical grounds of clinical electromyography[M].St.Petersburg，2006：350.
[4] Symanovich P G.Archery-basic techniques：study guide[M].Mazyr，2002：63.
[5] Shilin Y N.Sports archery.Theroy and methods of learning：study guide[M].Moscow，2011：280.
关键词： 射箭；肌肉电活性的幅度和频率；“主导”肌群；疲劳
中图分类号： G 887 文章编号：1009783X（2015）02009704 文献标志码： A
Abstract：It is known that strenuous motor activity leads to a decrease in functional reserves of the body and the development of fatigue.While performing different types of muscle work fatigue is being developed involving central and peripheral mechanisms.The predominance of a particular mechanism depends on the structure of movement，duration and intensity of its execution.Fatigue is accompanied by temporal discoordination of physiological functions，deterioration of quantitative and qualitative characteristics of performance，increase of its physiological value.Competitive activity of an archer is an alternation of prolonged static and dynamic，relatively monotonous work performed for several hours.The purpose of the present research was to study the electrical activity of the muscles of archers while performing archery exercise which is similar to competitive activity.On the basis of the estimation of the footage of performed shooting exercises the researchers divided the shot structure into the working phases，indicating the boundary moment of the beginning and end of each of them.The synchronization of time parameters of shots with the registered electrical activity of the examined muscles contributed to the precise electromyographic analysis of most technically important shot phases.The paper presents the experimental data on the characteristics of the electrical activity of the archers’ muscles providing multiple bow shooting.It was the first time the “leading” muscles involved in the implementation of the most technically important phases of shooting were defined.
Keywords：archers，amplitude and frequency of muscle electrical activity，“leading”muscles，fatigue
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收稿日期：20150309
作者简介：И.Н.布恰茨卡娅，生物学副博士； Р.М.戈罗德尼切夫， 生物学博士、教授。
作者单位：国立大卢基体育运动研究院，大卢基市
Velikie Luki State Academy of Physical Culture and Sport， Velikie Luki. 众所周知，运动活动的紧张导致了机体功能潜力的下降和疲劳的发展。在不同类型肌肉工作中，疲劳过程是在中枢机制和外周机制的参与下发展的。哪一种机制占优势取决于动作结构、完成该动作的持续时间和强度。疲劳引起生理学功能暂时的不协调，工作的量化指标和质性指标的恶化，提高了其生理学代价[1]。射箭比赛活动是在若干小时中长时间交替静态和动态、相对同一形式的工作。 1 研究目的
研究射箭运动员在完成模拟比赛活动的射箭练习中的肌肉电活性。
2 研究方法和组织
14名射箭运动员参加了实验。受试者的运动等级从二级运动员至国际级运动健将，年龄16～25岁。事先他们都获得了进行该项研究的详细信息，并根据赫尔辛基宣言签名同意参加实验。运动员在模拟比赛活动的条件下用反曲弓射30支箭，每3支为一组，共10组；每组3 min，距离为18 m。射箭时，进行了500 Hz的高速摄像，记录了肌肉的电活性。录像解析借助于“Qualisys”（瑞典，2010），用于分析射箭技术。骨骼肌生物电位的记录借助于16通道的肌电仪“MegaWin ME6000”（芬兰，2008），并通过“MegaWin”电脑程序处理获得的资料。肌电仪在离电脑较远距离记录了12个被研究肌群的肌电图，资料通过网络借助于蓝牙技术传输。信号频率为1 000 Hz。为了记录运动员发射时刻，以及在此之前的片响时刻，使用了我们制作的机械光学传感器。为了使发射时刻的肌电图与3D视频分析资料同步，使用了传感器发出的脉冲，以便精确地记录被研究的技术动作时相的界限，同时本质性地扩展了分析这些时相的可能性。
在射箭练习中分析了开始2组（第1至第6支箭）和最后2组（第25至第30支箭），分别对应于练习的开始和结束时。
3 研究结果和讨论
评定已完成的射箭练习的视频资料使研究者把射箭结构划分为各个工作时相，每一个时相的开始和结束时刻都带有明显的界限[2]。射箭的时间参数与记录的被研究肌群电活性的同步化使得能对技术上最重要发射时相进行精细的肌电图像分析：采取基本定势的时相——“舒展”时相；由片响撒放箭的时相——“后拉”和“完成发射”时相。图1示出1名参加发射的受试运动员典型的肌电图，反映了被分析的各个时相。预先准备发射和舒张时相同样具有技术意义，它们肌电图的特点是从一次发射到下一次发射具有较大的变异性。结果发现，在“后拉”时相中被研究肌群具有最大的电活性。这可能是在这一时相中射箭运动员转入到静力性工作，既针对在舒张的状态下握住弓，同时针对保持“运动员-弓”体系的平衡。
图2示出射箭运动员在完成重要技术时相过程中被研究肌群肌电图的平均幅度。依据В·Н·科芒捷夫，В·А·扎勃洛诺依[3]的意见，肌群表面肌电低于300 mA，说明随意用力的肌群欠发展。考虑到这一点，我们确定了在完成整个发射中，以及在其时相的个别动作中发生作用最具活性的肌群。我们假设在实现发射过程中主要负荷正是施加于这些肌群。随后研究者将其称为“主导”肌群。
依据表1的资料在完成射箭练习开始时（1～2组），在“舒展”相中较大地发展用力的是左肩三角肌前部和左斜方肌上束；在“后拉”相中——左三角肌前部、右三角肌后部、左斜方肌上束和下束、右斜方肌下束、右手桡侧腕屈肌。在“完成发射”相中用力的是左肩三角肌前部、左侧和右侧斜方肌上束。总体上在整个发射过程中较大用力的是左肩三角肌前部、左斜方肌上束和右肩三角肌后部。我们发现，在技术上十分重要的“后拉”时相中它的“主导”肌群表现出最大的活性，即与其他时相相比，发展了较大的用力。与其他时相相比，这一时相中更多的肌群参与了工作。
注：1.右手桡侧腕屈肌；2.右手尺侧腕伸肌；3.右肩三头肌；4.右三角肌后部；5.左手桡侧腕屈肌；6.左手尺侧腕伸肌；7.左肩三头肌；8.左三角肌前部；9.右斜方肌上束；10.左斜方肌上束；11.右斜方肌下束；12.左斜方肌下束。
1—2——舒展相；2—3——后拉相；3—4——完成发射相。
图 1 参加发射的受试运动员
А.Д.（17岁）典型的肌电图
I“扩展”相；II“后拉”相；III“完成发射”相
1.右手桡侧腕屈肌；2.右手尺侧腕伸肌；3.右手肩三头肌；4.右三角肌后部；5.左手桡侧腕屈肌；6.左手尺侧腕伸肌；7.左手肩三头肌；8.左三角肌前部；9.右斜方肌上束；10.左斜方肌上束；11.右斜方肌下束；12.左斜方肌下束。
图 2 在完成发射相重要技术过程中
射箭运动员肌电图的平均幅度
分析完成整个射箭练习过程中被研究肌群的肌电图参数发现，依据肌电图中的提高幅度可以确定，对于第1组（第1至第6支箭）而言，最后一组（第25至第30支箭）中这些肌群提高了活性。正如从表1中所见，在“舒展”时相中，肌电图中的“主导”肌群：左肩三角肌前部和左斜方肌上束可信地提高了幅度，在这种情况下，在整个练习过程中它们的生物电频率始终保持不变[相应为（84.66±1.48）Hz和（82.92±1.66）Hz]。依靠提高动作电位的幅度，右手尺侧腕伸肌、右肩三头肌、左手桡侧腕屈肌等肌群也可信地提高了活性。在被观察的这一时相中对于练习开始而言，在最后的几组中通过可信地提高生物电位的频率，左肩三角肌[从（99.82±3.24）Hz到（106.89±3.91）Hz，P=0.02]和右斜方角肌上束[从（81.32±1.52） Hz到（92.86±1.73）Hz，P=0.05]提高了自己的活性。
在“后拉”时相中也可以观察到“主导”肌群：左肩三角肌前部和左斜方肌上束的生物电幅度可信地得到提高（见表1）。在这种情况下它们电活性的频率在整个完成练习过程中同样保持不变。通过脉冲频率可信的提高（P=0.2），右肩三角肌后部表现出肌电图幅度提升的趋势。相反在被观察的时相中其他“主导”肌群的肌电图幅度则出现了下降。例如，带固定脉冲频率的右手桡侧腕屈肌，与完成射箭练习开始时相比，在结束时幅度出现了下降。在完成练习最后几组中肌电图幅度向下降方向变化的趋势也出现在右侧和左侧斜方肌下束中，在这种情况下，左侧斜方肌下束的脉冲频率出现提高具有统计学意义[从开始时的（70.54±1.98）Hz到结束时的（75.55±1.27）Hz，P=0.004]。 П·Г·寿马诺维奇[4]指出，“后拉”时相主要是依靠右肩和背部肌群的工作。“舒展”时相中的“主导”肌群的用力在“后拉”时相中被重新分配到背部下方肌群。分析被研究肌群的肌电图表明，在“后拉”时相中除了在完成射箭练习的最后几组中“主导”肌群提高了活性以外，“辅助”肌群，例如右肩三头肌，在“主导”肌群之一——斜方肌下束的肌电图幅度出现下降趋势的同时，则出现了活性的提升（见表1）。这一事实表明，在一组接一组的多次重复完成射箭过程中发展了疲劳，从而导致在“后拉”时相中不正确地分配了肌肉用力。与此同时，对于完成练习的开始而言，在最后几组中“主导”肌群出现电活性提高的原因可能是，一方面，这些肌群的每一个运动单位（ДЕ）的收缩特性由于疲劳而出现下降，因此为了使肌肉紧张保持在原先水平上，一些之前未参加完成射箭的运动神经元补充性地开始参与工作。另一方面，在较长时间内多次完成发射的影响下可能改变了部分运动单位的活性阈值。
在“完成发射”时相中“主导”肌群在最后几组练习中可信地降低了活性。而且某些肌群不仅降低了肌电图的幅度，也降低了其频率。例如左肩三角肌前部的肌电图幅度下降，而其频率未出现变化。左侧和右侧斜方肌上束的活性出现可信的下降，与此同时其肌电图的频率则出现可信的提高（P=0.02）。这一时相中被观察肌群的活性下降可能与该时相到完成射箭练习结束前的持续时间具有统计学意义的缩短有关[从（1.47±0.04）s到（1.39±0.04）s，P=0.02]。
在评价整个完成发射肌群的肌电图参数发现，在最后几组中“主导”肌群的电活性幅度在其肌电图频率不变的情况下有提高的趋势。只有左肩三头肌在其活性幅度不变的情况下这一值出现可信的提高[从（112.66±1.84）Hz到（118.6±2.42）Hz，P=0.003]。
4 结论
首先，确定了参加完成技术方面最重要的发射时相的“主导”肌群。“主导”肌群的电活性在发射的最后几组中出现提高，这可能与2个核心过程有关——增加参与工作的运动神经元的数量和它们的同步化。在完成发射练习结束前的“后拉”时相中斜方肌下束的活性下降，而右肩三头肌的肌电图幅度则可信地提高，这表明在被研究的时相中出现技术上不正确地分配肌肉用力，这可能与在多次重复发射过程中的疲劳发展有关。
参考文献：
[1] Moiseev S A.The features of regulation of bioelectric muscular activity in the performance of motor actions against the background of fatigue caused by various types of loads[C]//System and cellular mechanisms in the physiology of the motor system，Moscow，2009：125.
[2] Buchatskaya I N，Pukhov A M，Gorodnichev R M.Biomechanics of sports motor actions and modern instrumental methods of their control[M].MSAPC：Malakhovka，2013：104109.
[3] Komantsev V N.Methodical grounds of clinical electromyography[M].St.Petersburg，2006：350.
[4] Symanovich P G.Archery-basic techniques：study guide[M].Mazyr，2002：63.
[5] Shilin Y N.Sports archery.Theroy and methods of learning：study guide[M].Moscow，2011：280.