振动训练足球运动者膝关节屈伸肌群肌肉的力量

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.1152

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：
振动训练：作为一种新兴的肌肉力量训练方法，在国外众多领域得到广泛开展。振动训练区别于其他力量训练方法的最大特点是能够以相对较小的附加负荷有效地提高肌肉的最大力量、快速力量及力量耐力。Bosco的研究表明，振动训练后即刻就可检测到肌肉收缩功率的明显提高。
肌力：是指肢体作随意运动时肌肉收缩的力量。检查方法是嘱患者上下肢依次作各关节伸、屈运动，并克服检查者所给的阻力，观察肌力是否正常、减退或瘫痪，并注意瘫痪部位。一般上肢作上臂的外展、内收、前臂伸屈、腕的伸屈、手指的外展、内收、握拳；下肢作屈髋、小腿伸屈，足跖及背屈等。在病情需要时，尚需对有关的每个肌肉进行分别检查。

摘要
背景：振动训练作为一种新兴的肌肉力量训练方法，在国外众多领域得到广泛开展。足球作为下肢引导类运动项目之一，对下肢力量素质提出了更高的要求。
目的：通过对比分析振动训练和传统力量训练对足球运动员膝关节屈伸肌群肌肉力量的作用，探讨振动训练对足球运动员力量训练的意义。
方法：将20名大学生男性足球运动员随机分为2组，每组10人。振动组采用连续8周、30 Hz频率、2 mm振幅的振动训练，对照组采用无振动的传统下肢力量训练。训练前后分别在60 (°)/s和180 (°)/s角速度下对运动员膝关节屈、伸肌群峰力矩、到达峰力矩的时间及总功进行测试。
结果与结论：①训练后2组在60，180 (°)/s角速度下峰值力矩均显著升高(P < 0.05)，在60 (°)/s角速度下2组组间比较峰值力矩差异显著(P < 0.05)，180 (°)/s角速度下组间峰值力矩比较无显著差异(P > 0.05)；②在180 (°)/s角速度下与训练前比较，2组到达峰值力矩时间显著降低(P < 0.05)，组间比较无显著差异(P > 0.05)；③在60，180 (°)/ s角速度下2组总功训练后显著升高(P < 0.05)，振动组屈、伸肌总功显著大于对照组(P < 0.05)；④结果说明，采用连续8周、30 Hz频率、2 mm振幅的振动训练方案可有效提高大学生足球运动员膝关节屈、伸肌最大力量、爆发力和肌肉耐力；在提高最大力量和肌肉耐力方面，振动训练优于传统力量训练；在提高肌肉爆发力上，振动训练与传统力量训练相比未见明显优势。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程
ORCID: 0000-0002-2938-7996(余宏)

关键词: 振动训练, 足球运动员, 膝关节, 屈伸肌, 力量训练, 肌肉爆发力, 肌肉耐力

Abstract:

BACKGROUND: Vibration training, as a new emerging method for muscular strength training, has been extensively applied in various fields at abroad. Football is a kind of exercise of guiding lower extremity, so it requires high quality of low limb strength.
OBJECTIVE: To compare and analyze the effects of vibration training and traditional strength training on the strength of knee flexors and extensors of football players, and to explore the significance of vibration training on the strength training of football players.
METHODS: Twenty college football players were randomly divided into vibration and control groups (n=10 per group). The vibration group received vibration training (30 Hz, 2 mm, 8 weeks), and the control group received traditional training of lower limb strength without vibration. The peak torque, time to peak torque and total work of knee flexors and extensors were measured before and after training at 60 and 180 (°)/s angular speeds.
RESULTS AND CONCLUSION: (1) The peak torque at 60 and 180 (°)/s angular speeds in the two groups was increased significantly after training (P < 0.05). There was significant difference between two groups at 60 (°)/s angular speeds (P < 0.05), but there was no significant difference between two groups at 180 (°)/s angular speeds (P > 0.05). (2) The time to peak torque at 180 (°)/s angular speeds in the two groups was decreased significantly after training (P < 0.05), but there was no significant difference between two groups (P > 0.05). (3) The total work at 60 and 180 (°)/s angular speeds in the two groups was increased significantly after training (P < 0.05). The total work of flexors and extensors in the vibration group was significantly higher than that in the control group (P < 0.05). (4) These findings indicate that vibration training program of 8 weeks, 30 Hz frequency and 2 mm amplitude can effectively improve the maximum strength, explosive force and muscle endurance of knee flexor and extensor of college football players. Vibration training is superior to traditional strength training in terms of maximum strength and muscle endurance. In improving muscle explosive power, vibration training has no obvious advantage compared with traditional strength training.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

Key words: Vibration, Physical Education and Training, Knee Joint, Sports Medicine, Tissue Engineering

中图分类号:

R496

余宏，刘琰. 振动训练足球运动者膝关节屈伸肌群肌肉的力量[J]. 中国组织工程研究, 2019, 23(15): 2327-2331.

Yu Hong, Liu Yan. Strength of knee flexor and extensor in football athletes after vibration training[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2019, 23(15): 2327-2331.

图/表（结果） 4

参考文献

[1] 刘英伟,邹晓峰.振动训练对速滑运动员下肢肌力影响的实验研究[J].沈阳体育学院学报,2012,31(1):81-84.

[2] Bosco C, Cardinale M, Tsarpela O. Influence of vibration on mechanical power and electromyogram activity in human arm flexor muscles. Eur J Appl Physiol Occup Physiol.1999; 79(14):306-317.

[3] 周生灵.振动训练对田径运动员下肢爆发力和身体成分的长时效应研究[J].北京体育大学学报,2011,34(11):119-122.

[4] 辜伟,程亮.优秀女子武术运动员膝关节等速力量测试研究[J].成都体育学院学报,2013,39(4):77-79.

[5] 汪德勇.振动刺激结合力量训练对运动员下肢肌力和平衡的影响[D].北京:北京体育大学,2016.

[6] 谷茂恒，刘文峰，陶小平.振动训练缓解肌肉运动性疲劳的sEMG研究[J].湖南师范大学自然科学学报,2015,38(4):29-33.

[7] 贾蒙蒙,吴卫兵,伍勰,等.FIFA11+练习对足球运动员膝关节生物力学特征和动态平衡能力的影响[J].中国体育科技, 2018,54(2): 59-65.

[8] 崔运能,李绍林,张鑫涛,等.男性职业足球运动员膝关节损伤的MRI分析[J].临床放射学杂志,2015,34(1):97-101

[9] 孙越颖，高峰，杜文娅.不同频率振动训练对排球运动员核心区力量及稳定性的影响[J].成都体育学院学报,2016,42(2):76-81.

[10] 王晓东.振动训练对足球专项大学生专项身体素质影响的研究[D]. 北京:北京体育大学,2013.

[11] 晏冰.振动训练[M].北京:北京体育大学出版社,2010.

[12] 黄翼.振动训练对短距离游泳运动员体能及专项成绩影响研究[D]. 北京:北京体育大学 2017.

[13] 张自云,金成吉,解超.全身振动训练对我国大学生膝关节肌力影响的Meta分析[J].中国学校体育(高等教育),2017,(5):78-84.

[14] 周桂琴，尹军.国内外振动训练在训练学领域比较分析[J].武汉体育学院学报,2010,44(12):67-73.

[15] Issurin VB,Liebermann DG,Tenenbaum G.Effect of Vibratory Stimulation Training on Maximal Force and Flexibility.J Sports Sci.1994;12(5):561-567.

[16] Delecluse C,Roelants M,Verschueren S.Strength Increase after Whole Body Vibration Compared with Resistance Training.Med.Sci Sports Exerc.2003;35(6):1033-1040.

[17] 邓京捷，李吉如.振动训练对小轮车运动员下肢肌群肌力影响的研究[J].广州体育学院学报,2010,30(3):78-80.

[18] 彭春政,危小焰,张晓韵.振动训练的机制和作用效果的研究进展[J].西安体育学院学报,2002,19(3):45-48．

[19] Thue K,Malene B,Paolo C,et al.Effect of Vibration and Resistance Training on Neuromuscular and Hormonal Measures.Eur JAppl Physiol,2006;96(14):615-625.

[20] 许鑫华,沈艳梅.振动训练对力量、柔韧及平衡能力的影响[J].浙江体育科学,2015,(2):103-107.

[21] 张会敏.振动训练对膝关节前交叉韧带重建术后本体感觉和步态的影响[D]. 成都:成都体育学院.2018.

[22] 黄启闯,徐红旗.下肢肌肉力量分类及训练方法的综述[J].体育科技文献通报,2018,(9):3-5.

[23] 高瞻乐,程亮,周继和,等.等速力量训练对优秀运动员膝关节前交叉韧带重建患者术后肌肉力特征的研究[A].石家庄:第十九届全国运动生物力学学术交流大会论文摘要汇编,2017:213-214.

[24] 罗兴来,刘雪峰,程亮.四川省少年男篮运动员膝关节等速肌力特征分析[J].四川体育科学,2016,(3):36-39.

[25] 傅磊.振动训练对北体大足球专业学生下肢最大力量、爆发力影响的研究[D].北京:北京体育大学,2010.

[26] 郑成,王广兰,王晶.青年男子足球运动员膝关节等速肌力特征研究[A].金华:第十三届全国运动生物力学学术交流大会论文汇编,2009.

[27] Jackson SW,Turner DL.Prolonged Vibration Reduces Maximal Voluntary Knee Extension Performance in Both the Ipsilateral and the Contra-Lateral Limb in Man.Eur J Appl Physiol.2003;88(33):380-386.

引言

材料方法

1 对象和方法 Subjects and methods

1.1 设计分组对照观察。

1.2 时间及地点试验于2017年5至6月在四川省广汉市完成。

1.3 对象中国民航飞行学院20名在校大学生足球运动员，均为男性，将其随机分为传统力量训练组(对照组)和振动训练组(振动组)2组，每组10人。

纳入标准：①所有受试者身体健康，近1年内无下肢运动损伤及其他限制上下肢运动的疾病，②由同一名教练员指导专项训练，执行相同训练计划；③受试者自愿参加并对试验完全知情同意，并签署知情同意书。

排除标准：①身体不健康、有伤病；②不是同一名教练员指导的足球运动员；③非自愿参加试验。

1.4 方法

1.4.1 训练方法振动训练法^[3]：振动训练采用美国产Power Plate振动训练仪。振动组训练采用频率为30 Hz，振幅为2 mm，振动时间为30 s。训练时，受试者直立于振动训练仪平台上，手持事先准备的质量为8 RM(RM：最大重复次数)的杠铃水平置于肩膀上方，保持腰部直立，下肢缓缓半蹲至膝关节150°位置，此时保持身体重心在训练仪平台中心，再慢慢起身至直立；重复动作8次为1组，每天进行5组，组间间隔1 min，每周进行3次力量训练，共持续8周时间。期间经常检查并调节杠铃质量。

对照组训练方案相同，同样在振动训练仪平台上进行力量训练，但训练过程中无振动刺激。

1.4.2 指标测试方法测试仪器为CYBEX-6000型等速测试系统(美国)，主要测试膝关节屈伸肌群肌力^[4]。受试者坐在等速系统座椅上，保持膝和髋关节90°屈曲。固定受试者的双侧肩部、腰部、大腿部和踝部，仅保留膝关节的屈伸活动，阻力垫固定在小腿踝关节略上方，尽可能减少无关部位的运动。等速系统旋转轴与膝关节旋转轴对齐，测试内容为优势侧膝关节的等速向心屈伸运动。测试前受试者进行3次亚极量屈伸运动约10 min的准备活动以适应仪器，然后在 60 (°)/s(慢速)和180 (°)/s(快速)条件下进行正式测试，测试中每个速度重复3次，取其最高值，每次测试间隔时间为20 s。测试指标包括峰力矩和到达峰力矩的时间及总功。

1.5 主要观察指标 ①2组膝关节屈伸肌群峰值力矩比较；②2组膝关节屈伸肌群到达峰值力矩时间比较；③2组膝关节屈伸肌群总功比较。

1.6 统计学分析所有数据均通过SPSS for Windows 19.0统计分析软件进行处理，测试结果均以x(_)±s表示，组间比较采用独立样本t 检验，组内比较采用配对t 检验，显著性差异为P < 0.05。

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讨论

振动训练已逐渐成为国际上较为认可的增加肌肉力量、提高运动成绩的新方法^[5-14]。目前，振动训练所需的最适宜振幅和频率尚无统一定论，其增强神经肌肉性能的机制也仍在探索中。对于足球运动项目而言，快速力量能力是决定运动成绩的主要因素之一，是教练员训练中最重视的环节，因此，将振动训练引入到足球运动员力量训练中，对于提高运动员的竞技能力具有非常重要的意义。

有研究报道振动训练可提高骨骼肌力量。Issurin等^[15]在研究中对普通男性进行3周大负荷肘关节力量训练，发现振动组和对照组力量均增加，振动组明显高于对照组。Delecluse等^[16]研究中发现，12周的振动训练后，与采用无振动训练的对照组相比，振动组膝关节等张收缩力量明显提高。此次研究严格控制变量，振动组和对照组在8周训练中，外界环境、场地设施、力量训练器械与负荷方案完全一致，将振动刺激控制为单一变量，以便更加客观、明确地了解振动训练的效果。峰值力矩是膝关节屈、伸运动过程中的最大力矩值，能够反映运动员膝关节伸、屈肌群最大肌力和绝对力量水平。峰值力矩测试在60 (°)/s时，以募集Ⅰ型纤维为主，反映肌肉的最大力量；在180 (°)/s时，以募集Ⅱ型纤维为主，反映肌肉的快速力量。此次研究结果显示，与训练前比较，在60 (°)/s测试条件下，训练后2组膝关节屈、伸肌峰值力矩(峰值力矩60)显著升高(P < 0.05)，2组组间比较，振动组较对照组峰值力矩60显著升高(P < 0.05)，提示振动训练和传统力量训练均能有效提高膝关节屈、伸肌群最大力量，振动训练效果优于传统力量训练。在180 (°)/s测试条件下，训练后2组膝关节屈、伸肌峰值力矩(峰值力矩180)显著升高(P < 0.05)，2组组间比较不具显著性差异(P > 0.05)，提示振动训练和传统力量训练均能有效提高膝关节屈、伸肌群快速力量，但振动训练较传统力量训练不具优势性。

到达峰值力矩的时间：是指肌肉开始收缩至达到最大力矩的时间，同肌肉的爆发力有很大关系，可作为肌肉爆发力的客观指标。此次研究结果显示在180 (°)/s角速度下，训练后振动组与对照组膝关节屈、伸肌峰值力矩时间有一定程度的降低(P < 0.05)，2组组间比较不具显著性差异(P > 0.05)，提示振动训练和传统力量训练能有效提高膝关节屈伸肌群爆发力，但振动训练较传统力量训练不具优势性。这一结果与此次研究中180 (°)/s测试条件下2组膝关节屈、伸肌峰值力矩180变化保持一致。

总功反映了肌群收缩过程中总体做功能力，数值的大小受到重复次数、负荷重量的影响，三者之间呈正比的关系，因此，总功也能反映运动员的肌肉耐力水平。此次研究结果显示，不论是在60 (°)/s还是在180 (°)/s 等速测试条件下，训练后振动组与对照组膝关节屈、伸肌总功有一定程度的增长，其中2组膝关节伸肌总功和振动组屈肌总功在训练后具有显著性差异(P < 0.05)，组间比较具有显著差异(P < 0.05)，提示振动训练可有效提高膝关节屈、伸肌耐力水平，而传统力量训练仅对膝关节伸肌耐力水平提高效果显著，其对屈肌耐力水平的提高未见明显作用。在提高肌肉耐力方面，振动训练优于传统力量训练，这与邓京婕^[17]研究报道一致。研究认为振动力量训练对肌肉耐力水平的促进作用主要是因为长期振动刺激导致肌群的适应以及总体做功能力提高造成的。

目前，有关振动训练对神经肌肉系统的作用机制，学者给出了大量的相关假说机制，主要包括振动紧张反射、振动引起的知觉改变、运动神经元兴奋性的提高、肌肉温度和血流的提高、激素分泌的增多以及肌肉体积增大等^[18]。Thue等^[19]研究发现，与对照组相比，振动组在振动训练后血液中生长激素与睾酮明显升高，这一现象说明肌肉内部蛋白质合成可能增加，肌肉体积可能相应增大，肌肉力量可能进一步提高。振动训练可选择的训练方案很多^[20-26]，其中振动训练的频率和振幅最重要。一般研究所认为振幅2-4 mm，振动频率30-50 Hz是能够对肌肉产生力量训练效果的最佳频率范围^[27]。从此次研究结果来看，研究中所采用的振动训练方案合适，能够满足足球运动员增强下肢肌肉绝对力量和肌肉耐力的需要。

结论：力量素质的提高和发展以人体肌肉的形态结构机能、生理生化机制的改变为基础，是以神经中枢的兴奋和抑制以及相适应的神经过程充分协调为前提条件反射结果。振动刺激能激活肌梭特别是初级Ⅰα传入纤维的兴奋性，反射地引起梭外肌纤维收缩，从而最大限度地募集运动单位参与活动。研究所采用的连续8周、30 Hz频率、2 mm振幅的振动训练方案可有效提高大学生足球运动员膝关节屈、伸肌最大力量、爆发力和肌肉耐力，在最大力量和肌肉耐力上优于传统力量训练。但在提高爆发力方面，与传统力量训练相比，未见明显优势。

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