跨关节肌肉力量与人健身关节操的影响

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.15.014

摘要/Abstract

摘要：

背景：有研究显示，肌肉力量大的人体患心血管疾病早逝的概率比肌肉力量小的人体要低20%-35%；青少年时期身体较强壮的人体较体质虚的人体的自杀概率要低20%-30%，患精神病和情绪失调的可能性也要低65%。因此，增强人体的肌肉力量能够有效地维护人们的身心健康。
目的：试图通过具有中医原理的健身关节操的锻炼，对人体的肘、膝关节进行意、气、动3方面调节，以期提高人体的免疫功能。
方法：随机抽取高校大二年级60名男大学生作为试验对象，受试者每周进行2次健身关节操锻炼，1 h/次，时间为8周，运用IsoMed等动测试仪连续5次等速运动，屈 60 (°)/s，伸60 (°)/s，测试肘关节和膝关节肌肉力量，采用IsoMed 2000等动测试仪测试受试人员的跨关节肌肉力量指标。
结果与结论：受试者在8周健身关节操锻炼后，肘关节屈、伸峰力矩、峰力矩的比值、平均关节活动范围均显著提高(P < 0.01)；在做功方面，屈肌做功有提高，伸肌做功略有下降；膝关节伸峰力矩有显著性差异(P < 0.05)。结果提示，健身关节操能较大幅度提高肘关节屈肌群肌肉力量，对膝关节肌肉爆发力没有改善作用，对柔韧素质及平衡协调能力有明显改善。

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

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关键词: 组织构建, 组织工程, 健身关节操, 人, 跨肌肉力量, 影响

Abstract:

BACKGROUND: Studies have shown that compared with the people with small muscle strength, the probability of early death due to cardiovascular diseases is reduced by 20%-35% in the people with large muscle strength; the suicide rate of people with strong constitution in the adolescence is 20%-30% lower than that of people with poor constitution, and the possibility of psychosis and mood disorders is also reduced by 65% in the people with strong constitution. Therefore, to enhance the body’s muscle strength can effectively protect human physical and mental health.
OBJECTIVE: To regulate the elbow and knee joint in the aspects of thought, qi, and motion through the joint exercise based on TCM principle in order to improve the immune function of human body.
METHODS: Sixty male college students at sophomore year were randomly selected and subject to the joint exercise twice a week, 1 hour once, totally for 8 weeks. Isokinetic motion, consisting of flexion 60°/s and extension 60°/s, five times, was done and detected with an IsoMed 2000 isokinetic dynamometer for measurement of muscle strength of the elbow and knee joint.
RESULTS AND CONCLUSION: After 8 weeks of joint exercise, the flexion and extension peak torque of the elbow, peak torque ratio, and average range of motion were significantly increased (P < 0.01); the flexor work was improved, but the extensor work was reduced slightly; there was a significant difference in the extension peak torque of the knee joint (P < 0.05). These findings indicate that the joint exercise can greatly increase the muscle strength of elbow flexor muscles, but has no effects on the muscle explosive power of the knee joint. In addition, the joint exercise can obviously improve the flexibility and balance and coordination ability.

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

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Key words: Muscle Strength, Sports Medicine, Gymnastics

中图分类号:

R318

杨学达，李晓兰. 跨关节肌肉力量与人健身关节操的影响[J]. 中国组织工程研究, 2015, 19(15): 2366-2370.

Yang Xue-da, Li Xiao-lan. Cross-joint muscle strength and joint exercises[J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2015, 19(15): 2366-2370.

图/表（结果） 2

2.1 参与者数量分析 纳入受试对象60人，试验过程无脱落，全部进入结果分析。

2.2 受试人员前后肘关节肌肉力量指标的变化 见表1。受试者在8周健身关节操锻炼后，自身前后对照，肘关节屈、伸峰力矩，峰力矩的比值，平均关节活动范围差异都有非常显著性意义(P < 0.01)，做功方面，屈肌做功提高，伸肌做功略有下降，但差异无显著性意义。

2.2.1 健身关节操对男子大学生肘关节屈、伸做功的影响 作功，为力矩乘以距离，表示肌肉重复收缩做功量之和，反映肌肉的爆发力^[15-17]，单位为J。测得数值越大，说明肌肉做功能力越强，肌肉的爆发力越大。经过8周健身关节操锻炼后，肘关节屈肌群做功略有上升，伸肌群做功反而下降，但二者总体变化不大，且差异无显著性意义(P > 0.05)(图1，表1)。正常状态下肌肉收缩做功量与峰力矩具有较好的一致性，即峰力矩值越大，做功量也越大。从图1中看到，整体上所测得的屈肌群做功小于伸肌群做功，这与其峰力矩具有一致性的。

肘关节屈伸肌群做功实验前后没有显著性差异，表明健身关节操不会增强肌肉的爆发力。在力量素质训练中，爆发力的训练主要采用深蹲、压杠铃、拉橡皮条等练习方法^[18-19]，健身关节操加强关节周围肌肉、韧带的伸展性，也可增强部分肌肉的力量，但不能增强爆发力。

2.2.2 健身关节操对男子大学生肘关节屈、伸峰力矩的影响 峰力矩，即峰力矩，是指在等速测试中，肢体关节的相应肌肉或肌群收缩运动产生的最大力矩输出，代表了肌肉收缩产生的最大肌力。单位为N•m。数值越大，说明肌肉力量越大^[20]。在8周的健身关节操锻炼后，试验对象肘关节屈肌群和伸肌群的肌肉力量自身前后对照都有非常显著性差异(P < 0.01)；肘关节屈肌群肌肉力量提高幅度较大(图2、表1)。

2.2.3 健身关节操对男子大学生肘关节屈、伸肌群肌力平衡的影响 主动肌与拮抗肌峰力矩比是指在等速肌力测试中，主动肌与拮抗肌两组肌群峰力矩的比值。这个比值可在不同运动速度下计算，但以慢速较为准确，本试验就是慢速[60 (°)/s]测试的。不同关节的拮抗肌群峰力矩比值不相同。峰力矩比值是肘关节主动肌与拮抗肌两组肌群峰力矩的比值。它反映了肘关节活动中拮抗肌群之间的肌力平衡情况。

从表1、图3A，B中可以看到，经过8周健身关节操锻炼后，受试者肘关节屈、伸肌群的峰力矩比，由试验前的76.76%增长到103.32%(接近100%)，说明健身关节操锻炼，可以平衡关节拮抗肌群之间的肌力，更好的稳定关节。另外，从表1中肘关节屈、伸肌群峰力矩值的变化来看，健身关节操锻炼在增强关节拮抗肌群肌力的同时，并使其肌力达到平衡。

2.3 健身关节操对男子大学生膝关节肌肉力量的影响

2.3.1 试验前后膝关节肌肉力量指标的变化 见表2。膝关节伸峰力矩差异有显著性意义(P < 0.05)，其他各项指标均没有统计学意义。

2.3.2 健身关节操对男子大学生膝关节屈、伸峰力矩的影响 膝关节屈、伸峰力矩，是指在等速测试中，膝关节的相应肌肉或肌群收缩运动产生的最大扭力，代表了肌肉收缩产生的最大肌力。

从表2，图4中可以看到，在健身关节操锻炼8周后，受试者膝关节的屈伸力量都有所提高，但只有伸肌力量差异有显著性意义(P < 0.05)。本试验结果试验前后伸肌力量大于屈肌力量，这与范建中^[21]所测正常男性青年膝关节等速屈伸力量的结果一致。

2.3.3 健身关节操对男子大学生膝关节屈、伸做功的影响 膝关节屈、伸做功，是指膝关节屈伸肌肉重复收缩作功总和。测得数值越大，说明肌肉做功能力越强，肌肉的爆发力越大。

从表2，图5看到膝关节屈肌作功实验前后略有提高，伸肌作功略有下降，但均没有统计学意义。这与肘关节做功测试所得结果一致，说明健身关节操对肌肉爆发力没有改善作用。

2.3.4 健身关节操对男大学生膝关节屈、伸肌群肌力平衡的影响 从图6，表2看到，经过8周健身关节操锻炼后，膝关节屈伸肌肌力比值略有增大，均属于正常范围。膝关节是人体持重而又肤浅的大关节，日常行走、运动都对膝关节有刺激，健身关节操对其刺激不能产生显著效果。若想提高膝关节屈伸肌肌力比值，必须加强膝关节屈肌群尤其是腘绳肌的肌力。

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引言

中国大学生体调查结果表明：目前在校普通大学生的柔韧素质、力量素质等均呈显著性下降，心肺功能下降^[1-3]。这是因为普通在校大学生体育锻炼少，加之长时间静坐使某些肌肉群产生僵硬，关节柔韧性下降，运动中也容易受伤。大学生正处于生长发育时期，从肌肉到骨骼，从神经系统到内脏各器官都需要相应而适当的锻炼。健身关节操可以对全身七大关节进行拉伸运动，有利于提高大学生骨质的坚固性，增强韧带的柔韧性，关节的灵活性，肌肉的协调性和力量性，以达到强身健体的目的。

健身关节操是在中医的基础上，强调意观骨、气揉动、动位松，对关节进行意、气、动三方面调节，更好的放松关节，增强关节柔韧性，保护关节，并能产生“五能”效益，即养护效能，挖掘潜能，发挥本能，节约耗能，提高免疫功能^[4]。对人体的颈、肩、腰、髋、膝、踝、腕的关节进行静力牵拉活动，能够提高跨关节的肌肉力量^[5-7]，有别于其他传统的锻炼方法。采用等速运动训练和测力在膝关节肌力测试最为普遍，测试部位为膝关节的股四头肌和腘绳肌，测试速度为慢速[60 (°)/s]、中速[180 (°)/s]和快速[240 (°)/s]3种，每一种测试为一组，每一组须尽最大努力屈伸膝活动5次，从中得出伸屈膝的最大力量^[8-13]。通过增加膝关节屈曲活动范围和增强膝关节屈伸肌肌力为内容的等速运动训练对膝关节周围肌肉力量、膝关节结构和功能的恢复产生影响^[14]。

本试验运用现代科学检测手段，从科学健身的视角探讨健身关节操对跨关节肌肉力量的影响进行研究，通过科学客观的数据给予分析论证，以丰富全民健身的方法，为广大人民群众科学健身提供理论依据。

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材料方法

设计：自身前后对照观察。

时间及地点：试验于2014年5至7月在延安大学体质测试中心完成。

对象：随机抽取延安大学大二年级60名男大学生为测试对象，受试者平均年龄为(21.3±0.6)岁，平均身高为(176.2±9.0) cm，平均体质量为(65.5±14.3) kg。受试者均对试验过程完全知情同意。

测试仪器：人体形态测试仪器成套设备(皮尺，体前屈测量计，带有刻度的木棍等)与IsoMed 2000等动测试仪(德国)。

方法：

测试方法：试验时间为8周，受试者每周进行2次健身关节操锻炼，每次做1 h健身关节操。试验前对所有的受试人员进行柔韧素质、平衡素质等指标的基础值测试，试验 8周后重测试以上指标。

测试指标：跨膝关节肌肉力量指标和跨肘关节肌肉力量指标。

测试方法：运用IsoMed等动测试仪连续5次等速运动，屈60 (°)/s，伸60 (°)/s，测试肘关节和膝关节肌肉力量，以扭矩表示，单位N•m。

主要观察指标：①受试者试验前后肘关节肌肉力量指标的变化(包括肘关节屈峰力矩、肘关节伸峰力矩、肘关节屈做功、肘关节伸做功、峰力矩的比值、平均关节活动范围指标)。②受试者试验前后膝关节肌肉力量的变化(包括膝关节屈峰力矩、膝关节伸峰力矩、膝关节屈做功、膝关节伸做功、膝关节屈伸肌肌力比值、平均关节活动范围指标)。

统计学分析：试验结束后的数据分析，采用数据统计软件Excel统计分析，结果用x(_)±s表示，采用t 检验方法，并以P < 0.05为差异有显著性意义，以P < 0.01为差异有非常显著性意义。

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讨论

3.1 健身关节操对男子大学生肘关节屈、伸峰力矩的影响 受试者在8周的健身关节操锻炼后，受试人员肘关节屈肌群和伸肌群的肌肉力量自身前后对照都有非常显著性差异(P < 0.01)；肘关节屈肌群肌肉力量提高幅度较大。

分析原因有以下几点：①肘关节屈肌群主动肌主要为肱二头肌和肱肌，伸肌群主动肌为肱三头肌，健身关节操在进行关节运动的同时，对关节主动肌与拮抗肌进行牵拉，使其弹性增强，从而肌肉力量有所增强。②肌皮神经支配肱二头肌和肱肌，桡神经支配肱三头肌，健身关节操活动可以刺激支配肌肉活动的神经，更好的动员肌肉，增强力量。③健身关节操可以刺激到营养肌肉的神经、血管，促进肌肉周围血液循环，使肌肉发达，力量加强。④屈肌群主动肌主要有肱二头肌和肱肌，还有肱桡肌、旋前圆肌等协同作用，所以肘关节屈肌力量增加幅度大。

3.2 健身关节操对男大学生肘关节屈、伸做功、伸肌群肌力平衡的影响 肘关节屈伸肌群做功实验前后没有显著性差异，表明健身关节操不会增强肌肉的爆发力。健身关节操主要针对关节放松，加强关节周围肌肉、韧带的伸展性，也可增强部分肌肉的力量，虽不能增强爆发力。但可以平衡关节拮抗肌群之间的肌力，更好的稳定关节。另外，健身关节操锻炼在增强关节拮抗肌群肌力的同时，并使其肌力达到平衡。

3.3 健身关节操对男大学生膝关节屈、伸峰力矩的影响膝关节的伸肌主动肌主要为股四头肌，屈肌主动肌主要为腘绳肌，腘绳肌的力量远小于股四头肌。健身关节操中有一节操是侧弓步，放松髋关节和膝关节，专门牵拉股四头肌，增加股四头肌的弹性，增强股四头肌的肌力。本实验结果实验前后伸肌力量大于屈肌力量，这与范建中^[21]所测正常男性青年膝关节等速屈伸力量的结果一致。说明健身关节操对肌肉爆发力没有改善作用。

3.4 健身关节操对男子大学生肘关节屈、伸做功、伸肌群肌力平衡的影响 膝关节屈伸肌肌力比值还可以作为膝关节损伤后康复的监控指标之一，能否能够恢复训练或比赛的依据之一^[22-24]。正常的膝关节屈伸肌肌力比值介于30%-90%，但多数学者则认为50%-80%^[25-26]。国内研究认为正常人慢速运动时，膝关节屈伸肌肌力比值大约60%-70%，随运动速度增快，膝关节屈伸肌肌力比值略增大。膝关节屈伸肌肌力比值比例失调不仅影响运动能力的发挥，还会造成运动损伤。根据前人和本实验的研究结果表明，健身关节操对柔韧素质及平衡协调能力有明显改善效果，推广该操作为训练课以及体育课的准备活动或整理活动，以防止运动损伤。

健身关节操能够改善并维持关节角度，可以作为关节功能障碍治疗的体疗方法之一。不仅可以增大关节活动范围，而且还能够增进跨关节肌肉力量，并可以改善人体身体形态。本实验由于经费和条件限制，未能测试全身小关节(踝、腕)的肌肉力量和关节角度，建议以后进行此方面的补充研究。

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