女大學(xué)生50米短跑項(xiàng)目力量訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)研究

□謝星怡 王定亞 凡 乾 付坤鑫 李丹妮 吳鈺祥（江漢大學(xué)體育學(xué)院湖北武漢430056）

女大學(xué)生50米短跑項(xiàng)目力量訓(xùn)練的實(shí)驗(yàn)研究

□謝星怡 王定亞 凡 乾 付坤鑫 李丹妮 吳鈺祥（江漢大學(xué)體育學(xué)院湖北武漢430056）

近年來(lái)，核心力量訓(xùn)練一直是體育屆的熱門(mén)的話(huà)題。研究人員發(fā)現(xiàn)人體核心部位（腰椎—骨盆—髖關(guān)節(jié))的肌肉起著承上啟下，傳遞上下肢力量的作用?，F(xiàn)有關(guān)于核心力量的研究基本以專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，為了探索不同力量訓(xùn)練對(duì)普通體育類(lèi)大學(xué)生短跑成績(jī)的影響，本研究以江漢大學(xué)體育學(xué)類(lèi)20名女生作為研究對(duì)象，進(jìn)行核心力量訓(xùn)練和傳統(tǒng)力量訓(xùn)練的對(duì)比研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)三期訓(xùn)練后兩組運(yùn)動(dòng)成績(jī)均有顯著提升，但通過(guò)肌電信號(hào)的分析發(fā)現(xiàn)其內(nèi)在生理和力學(xué)機(jī)理不同，傳統(tǒng)力量訓(xùn)練主要依靠四肢力量的增長(zhǎng)，而核心力量訓(xùn)練主要依靠核心區(qū)的豎脊肌和腹外斜肌提升上下肢力量傳遞的能力和效率。

核心力量核心肌群肌電信號(hào)短跑

在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域，人們普遍認(rèn)為四肢力量是訓(xùn)練中的重點(diǎn)。因?yàn)閹缀跛械倪\(yùn)動(dòng)項(xiàng)目人的四肢都直接參與其中，所以在運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練計(jì)劃中，四肢的力量訓(xùn)練一直是訓(xùn)練中的重點(diǎn)，而軀干的力量訓(xùn)練則被忽略。人體在訓(xùn)練過(guò)程中，除了四肢的直接參與還有許多軀干部分的肌肉、關(guān)節(jié)間接參與其中，軀干肌肉群收縮產(chǎn)生的力量為人體的運(yùn)動(dòng)提供了一定的“能源”。同時(shí)，與其他肌肉的協(xié)調(diào)收縮，加快了力量的傳遞，提高了整體運(yùn)動(dòng)效率。

20世紀(jì)90年代初期，歐洲一些學(xué)者認(rèn)識(shí)到軀干肌群在體育運(yùn)動(dòng)中的重大作用，并將這原本應(yīng)用于運(yùn)動(dòng)康復(fù)領(lǐng)域的訓(xùn)練方法引入到運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中，從運(yùn)動(dòng)解剖學(xué)、生理學(xué)、生物力學(xué)角度分析研究最終提出了核心穩(wěn)定性（Corestability）和核心力量（Core strength）的觀點(diǎn)。如今，核心肌群、核心力量依舊是體育屆的熱門(mén)話(huà)題。作為一種新的訓(xùn)練方法，它對(duì)傳統(tǒng)的訓(xùn)練方法造成了很大的沖擊，同時(shí)也存在一些需要補(bǔ)充餓到地方。近年，關(guān)于核心力量的研究與實(shí)驗(yàn)層出不窮，大部分的實(shí)驗(yàn)研究都是針對(duì)在役的專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員，以普通人群或大學(xué)生為實(shí)驗(yàn)對(duì)象的核心力量研究屈指可數(shù)。因此，本文在前人的基礎(chǔ)上，以大學(xué)生為研究對(duì)象，在室外田徑場(chǎng)上對(duì)短跑運(yùn)動(dòng)中核心大肌群的肌電信號(hào)進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)研究，探索在短跑項(xiàng)目的起跑、加速跑、途中跑和終點(diǎn)跑階段核心大肌群和上下肢的動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)機(jī)制及其生物力學(xué)原理，為短跑項(xiàng)目的核心力量訓(xùn)練提供科學(xué)性指導(dǎo)。

1、核心力量

核心力量的概念最早源于核心穩(wěn)定性，核心穩(wěn)定性的提出源于脊柱穩(wěn)定性。Panjabi在1985年首次提出核心穩(wěn)定性的概念，他認(rèn)為脊柱穩(wěn)定性包括被動(dòng)脊柱骨、主動(dòng)脊柱肌和神經(jīng)控制單元三個(gè)系統(tǒng)，1992年P(guān)anjabi又提出核心穩(wěn)定心的概念。Kibler首次將核心穩(wěn)定性的概念引入競(jìng)技運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，其認(rèn)為核心穩(wěn)定性有產(chǎn)生力量、傳遞力量和控制力量三方面功能，核心穩(wěn)定性是核心力量的結(jié)果、核心力量是核心穩(wěn)定性的關(guān)鍵。

核心力量是指人體的核心部位（腰椎——盆骨——髖關(guān)節(jié)）的肌肉以控制人體核心部位控制中心運(yùn)動(dòng)，傳遞上下肢力量為主要目的產(chǎn)生力量的能力。它主要受神經(jīng)支配能力、核心部位肌肉的支撐能力和呼吸與運(yùn)動(dòng)之間的配合等三方面因素影響。

1.1、核心肌群的劃分

從核心部位的概念來(lái)看，核心區(qū)域應(yīng)指的是人體軀干，包括脊柱、盆骨、髖關(guān)節(jié)及依附在這些部位的許多肌肉。許多專(zhuān)家和教授對(duì)核心部位的定義不盡相同。IanHasegaw認(rèn)為腰骶部、臀部、腹部、胸部和背部以上肌肉是核心肌群。TravisBrown認(rèn)為位于腹部和脊柱附近的大肌群為核心肌群。而PaulJGoodman認(rèn)為核心肌群應(yīng)包括腰腹盆骨聯(lián)合體上的腹橫肌、腹外斜肌、腹直肌、腹內(nèi)斜肌、胸腰筋膜、髂腰肌、腰方肌、豎脊肌、臀大肌和臀中肌等29塊肌肉。我國(guó)體能訓(xùn)練專(zhuān)家王衛(wèi)星教授認(rèn)為：核心肌群是肩關(guān)節(jié)以下髖關(guān)節(jié)以上的區(qū)域，包括附著在脊柱、髖、骨盆周?chē)纳顚蛹∪夂图共?、腹部以及?gòu)成構(gòu)成盆骨的所有肌群。而此區(qū)域也是國(guó)內(nèi)外公認(rèn)的核心區(qū)域。

1.2、核心肌群的作用

（1）對(duì)運(yùn)動(dòng)技術(shù)有重要的支持作用：專(zhuān)項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)劣主要取決于參與運(yùn)動(dòng)員肌肉之間的協(xié)作水平和對(duì)高速運(yùn)動(dòng)中身體的控制能力。如短跑、體操、皮劃艇等項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員不僅要具有良好的身體素質(zhì)，更要對(duì)自己的軀干有一定的駕馭能力，這種駕馭能力的形成和提高主要取決于核心穩(wěn)定力量的改善。因此，核心部位被認(rèn)為人體運(yùn)動(dòng)鏈的樞紐，將核心部位視為肢體運(yùn)動(dòng)主要?jiǎng)恿?lái)源，但這并不意味著參與運(yùn)動(dòng)的力量來(lái)源于核心肌群，而是意在強(qiáng)調(diào)核心力量的銜接和傳遞作用。

（2）銜接、傳遞、整合提高運(yùn)動(dòng)中力量的使用效率：在一些主要以下肢為主要發(fā)力點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)中，如跑步、跳躍和滑冰等也需要上肢和腰腹力量的參與，而參與程度的好壞則取決于人體對(duì)核心部位的控制。

（3）具有預(yù)防損傷的功能：人體不論是在運(yùn)動(dòng)還是生產(chǎn)勞動(dòng)的過(guò)程中，各種身體姿勢(shì)和動(dòng)作都是在核心集群的協(xié)同配合作用下完成的。如果核心力量薄弱，易造成腰部及其他部位的損傷。而腰部肌肉的拉傷，腰椎變形多是由于核心力量不均、動(dòng)作錯(cuò)誤所致。目前，國(guó)內(nèi)外許多運(yùn)動(dòng)學(xué)專(zhuān)家都認(rèn)同核心力量訓(xùn)練是預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷的重要手段。

2、實(shí)驗(yàn)對(duì)象與方法

2.1、實(shí)驗(yàn)對(duì)象

本研究以20名江漢大學(xué)體育學(xué)院女生為研究對(duì)象，將20名女生隨機(jī)分為核心組（實(shí)驗(yàn)組）和上下肢組（對(duì)照組），實(shí)驗(yàn)組進(jìn)行核心力量訓(xùn)練，對(duì)照組進(jìn)行傳統(tǒng)力量訓(xùn)練。

2.2、實(shí)驗(yàn)儀器

本實(shí)驗(yàn)所需儀器有：16通道無(wú)線表面肌電儀（Cometa，Italy）、一次性電極片、酒精、醫(yī)用棉簽、運(yùn)動(dòng)膠帶、彈力帶、繃帶、攝像機(jī)。

2.3、實(shí)驗(yàn)方法

本實(shí)驗(yàn)對(duì)實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組人員先進(jìn)行50m跑的成績(jī)及肌電測(cè)試，然后兩組成員分別進(jìn)行相同周數(shù)同等強(qiáng)度的核心力量訓(xùn)練和傳統(tǒng)上下肢力量訓(xùn)練。訓(xùn)練中期時(shí)兩組成員進(jìn)行一次50m跑的成績(jī)、肌電測(cè)試。訓(xùn)練結(jié)束后再次對(duì)20名實(shí)驗(yàn)者進(jìn)行50m跑的成績(jī)和目標(biāo)肌電進(jìn)行測(cè)試，并對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行整合分析，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

2.4、肌電記錄位點(diǎn)

表面肌電記錄位點(diǎn)共8個(gè)，包括：上肢肱二頭肌，下肢為股直肌和腓腸肌，核心大肌群為腹直肌(恥骨聯(lián)合段和胸骨劍突段)、腹外斜肌、背闊肌和豎脊肌。

圖1 人體肌肉表面肌電記錄位點(diǎn)

2.5、訓(xùn)練方案

核心組的力量訓(xùn)練第一期主要是在瑜伽墊上進(jìn)行一些簡(jiǎn)單的腰腹部力量練習(xí)，要腹部一個(gè)適應(yīng)期，提高腹部肌肉群的力量素質(zhì)，為下一階段的核心力量訓(xùn)練做準(zhǔn)備。第二期的訓(xùn)練在第一期的基礎(chǔ)上有所改動(dòng)，并加大難度和強(qiáng)度，增加動(dòng)作的不穩(wěn)定性，提高受試者控制身體穩(wěn)定性的能力。第三期的訓(xùn)練將前兩期的訓(xùn)練綜合，在保持訓(xùn)練難度與強(qiáng)度的同時(shí)將一維訓(xùn)練變?yōu)槎嗑S訓(xùn)練，讓受試者的上腹、下腹、腰側(cè)都得到鍛煉，加強(qiáng)受試人員腹直肌、腹外斜肌、背闊肌和豎脊肌的肌肉力量。

對(duì)照組的訓(xùn)練基本按照短跑傳統(tǒng)的訓(xùn)練方法來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練，與核心組一樣進(jìn)行三期訓(xùn)練，不同的是對(duì)照組每期兩種訓(xùn)練內(nèi)容交替進(jìn)行。一種訓(xùn)練內(nèi)容是在田徑場(chǎng)進(jìn)行的基礎(chǔ)的腿部力量訓(xùn)練和快速跑練習(xí)，另一種則是在健身房進(jìn)行的負(fù)重深蹲、仰臥推舉等練習(xí)，加強(qiáng)受試者腿部和上肢的力量。

3、結(jié)果

圖250 米跑過(guò)程中實(shí)時(shí)記錄到的肌電信號(hào)

之前的研究成果中，大部分實(shí)驗(yàn)都是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)采用規(guī)定的實(shí)驗(yàn)范式進(jìn)行的測(cè)量，和在室外真實(shí)場(chǎng)地實(shí)測(cè)結(jié)果可能存在著差異。因此，本文通過(guò)無(wú)線遙測(cè)系統(tǒng)對(duì)室外50米跑的全程進(jìn)行了實(shí)時(shí)肌電記錄，可以看到在整個(gè)跑步過(guò)程中，肌肉活動(dòng)序列的肌電圖十分明顯（如圖2所示）。針對(duì)實(shí)時(shí)采集到的表面肌電原始信號(hào)，我們導(dǎo)入到EmgEasyReport_ver_5.36軟件進(jìn)行濾波，篩除雜質(zhì)信號(hào)，然后將數(shù)據(jù)通過(guò)Excel2010進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，并通過(guò)肌電信號(hào)的定量指標(biāo)均方根幅度（RMS）來(lái)計(jì)算跑步過(guò)程中肌肉活動(dòng)的貢獻(xiàn)度和激活程度。肌電的均方根幅度（RMS）其物理意義即一組肌電數(shù)據(jù)的平方和除以數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)再開(kāi)平方，它是一種最理想和典型的平方濾波方式，讓濾波之后的肌電數(shù)據(jù)更為平滑，更大程度的抑制噪聲；均方根的生理意義代表了在一段時(shí)間內(nèi)肌肉活動(dòng)的平均激活水平，通過(guò)研究均方根的峰值，可以探索肌肉在何時(shí)處于最大激活程度。具體公式如下：

從圖3可知，由于對(duì)照組練習(xí)的主要是四肢的肌肉，因此在訓(xùn)練前后，貢獻(xiàn)度增長(zhǎng)較高的分別為股直肌、腓腸肌和肱二頭肌，而其他核心部位的肌肉在短跑過(guò)程中的貢獻(xiàn)度均出現(xiàn)了相應(yīng)的下降，與我們預(yù)期的實(shí)驗(yàn)結(jié)果完全吻合。對(duì)照組訓(xùn)練前后的50米成績(jī)分別為8.45±0.36s和8.04±0.36s，經(jīng)過(guò)T檢驗(yàn)，P＜0.05，訓(xùn)練前后結(jié)果具有顯著性差異。

圖3 對(duì)照組訓(xùn)練前后肌電均方根值的貢獻(xiàn)度

核心組的練習(xí)基本涉及到了軀干部位的所有核心肌群，但是由于表面肌電的局限性，我們只能測(cè)量和記錄位于淺層的核心肌群。從圖4可知，在核心訓(xùn)練前后，跑步過(guò)程中貢獻(xiàn)度增長(zhǎng)較高的分別為腹外斜肌和豎脊肌，而其他核心部位如腹直肌和背闊肌出現(xiàn)了下降，這并不意味著這兩個(gè)核心部位的肌群因?yàn)榫毩?xí)出現(xiàn)了減弱，而是說(shuō)明核心區(qū)域的整體力量都有所增強(qiáng)，但是在50米短跑過(guò)程中，女生主要依靠腹部的腹外斜肌和背部的豎脊肌來(lái)發(fā)力，因此，這兩塊肌群的肌電活動(dòng)最為強(qiáng)烈，貢獻(xiàn)度較高。核心組訓(xùn)練前后的50米成績(jī)分別為8.37±0.39s和7.98±0.33s，經(jīng)過(guò)T檢驗(yàn)，P＜0.05，訓(xùn)練前后結(jié)果具有顯著性差異。

圖4 核心組訓(xùn)練前后肌電均方根值的貢獻(xiàn)度

4、結(jié)論

（1）本文針對(duì)女大學(xué)生50米短跑的實(shí)時(shí)肌電記錄發(fā)現(xiàn)，無(wú)論是傳統(tǒng)力量訓(xùn)練還是核心力量訓(xùn)練，均能在一段時(shí)間內(nèi)有效提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)；

（2）傳統(tǒng)力量訓(xùn)練和核心力量訓(xùn)練提高成績(jī)的生理和力學(xué)機(jī)制不同，通過(guò)肌電均方根值的貢獻(xiàn)度我們發(fā)現(xiàn)，傳統(tǒng)力量訓(xùn)練主要是通過(guò)增強(qiáng)上肢和下肢的力量來(lái)提高短跑的成績(jī)，但上下肢的力量如果達(dá)到一定的瓶頸后，仍然進(jìn)行傳統(tǒng)力量訓(xùn)練效果難以保證；核心力量訓(xùn)練主要是通過(guò)增強(qiáng)身體的協(xié)調(diào)性和穩(wěn)定性來(lái)提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)，雖然四肢的力量沒(méi)有出現(xiàn)明顯變化，但是通過(guò)提升跑步過(guò)程中核心區(qū)域傳遞上下肢力量的能力和效率，也能夠有效提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)。

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60-69118.24±22.79127.32±15.95132.74±18.56130.31±17.41 20-29女100.70±8.23104.28±10.04112.39±9.09116.11±12.34 30-3997.30±4.96103.46±11.67111.10±12.53120.58±14.73 40-49107.93±14.04107.94±13.61115.78±16.12120.00±12.51 50-59109.39±20.06116.70±14.58118.45±14.40126.91±15.50 60-69107.68±15.63121.03±15.34127.73±18.39128.54±19.04

2.3、體脂肪率與血壓的相關(guān)系數(shù)

表4 體脂肪率與血壓的相關(guān)系數(shù)

3、討論

體脂肪含量過(guò)高會(huì)導(dǎo)致收縮壓及舒張壓升高的重要原因之一。體內(nèi)脂肪成分顯著增高的同時(shí)，血脂水平也會(huì)升高，而血脂過(guò)高會(huì)導(dǎo)致血液黏稠度增加，血流速度減慢，血流阻力加大。高血脂、高血黏度造成的血管壁附著引起動(dòng)脈硬化是引起血管壁的光滑度和彈性降低的主要因素，占高血壓形成因素的80%。而血壓偏高人群往往同時(shí)伴有血脂(HDL除外)偏高，TC、TG、LDL升高可以作為發(fā)生動(dòng)脈粥樣硬化的危險(xiǎn)信號(hào)。上述報(bào)道與本次研究的結(jié)果一致。表明體脂肪含量過(guò)高是我國(guó)成年人高血壓的一個(gè)危險(xiǎn)因素，體內(nèi)過(guò)多的脂肪對(duì)血管及血壓的危害在青年階段已顯著體現(xiàn)。體脂肪含量過(guò)高的肥胖人群，患高血壓的風(fēng)險(xiǎn)無(wú)疑會(huì)高于體脂肪率正常的人群。此外，本研究還發(fā)現(xiàn)，同性別下，隨著年齡的增加，我國(guó)成人的血壓以及體脂肪率均呈上升趨勢(shì)；同年齡段下，男性的收縮壓、舒張壓均高于女性，而體脂肪率低于女性，這提示，血壓及體脂肪率的變化與年齡、性別相關(guān)，因此，評(píng)估和預(yù)防高血壓等慢性疾病應(yīng)該考慮多方面的因素。應(yīng)鼓勵(lì)積極采取健康的生活方式，養(yǎng)成良好的飲食習(xí)慣，少高脂、高能和高鹽類(lèi)飲食,適當(dāng)減少肉類(lèi)食物，多吃新鮮的蔬菜、水果,養(yǎng)成每天堅(jiān)持有氧體育鍛煉的良好習(xí)慣，減少靜坐少動(dòng)的額時(shí)間，以避免體內(nèi)沉積過(guò)多的脂肪，減少可能促使血壓升高的危險(xiǎn)因素。

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