李志遠(yuǎn) 虞松坤 楊鐵黎

1 福建師范大學(xué)體育科學(xué)學(xué)院（福州350117）

2 浙江大學(xué)公共體育與藝術(shù)部（杭州310058）

3首都體育學(xué)院（北京 100191）

人體進行跑、跳、投等動作時，由于骨骼肌受到周期性沖擊或拉力的作用，肌肉先進行離心收縮，緊接著進行向心收縮，這種離心和向心的結(jié)合，構(gòu)成了肌肉活動的一種自然形式，稱之為“拉長—縮短周期（stretching-shorten cycle，SSC）”運動[1，2]。肌肉的SSC運動是離心和向心收縮共同作用的結(jié)果，兩者互為一體。離心收縮作為SSC運動的發(fā)動階段，通過改變肌肉的拉長速度和長度來影響彈性勢能的產(chǎn)生和神經(jīng)調(diào)節(jié)的強度，是整個過程的決定因素。而向心收縮將離心收縮所產(chǎn)生的彈性能量和神經(jīng)調(diào)節(jié)所產(chǎn)生的力匯集成最終的反應(yīng)力量，大大提高肌肉工作的效率。

在以SSC運動為對象的研究領(lǐng)域中，芬蘭的Komi博士和意大利的Bosco博士的研究團隊作為先驅(qū)，對SSC運動中神經(jīng)-肌肉-肌腱系統(tǒng)的動態(tài)特征、系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)性和經(jīng)濟性以及疲勞與損傷的關(guān)系進行多年系統(tǒng)的研究，闡明SSC運動的工作機理[1-3]。同時，前蘇聯(lián)和東德田徑競技訓(xùn)練界將SSC運動理論與專項體能訓(xùn)練相結(jié)合，作為極高強度的訓(xùn)練手段導(dǎo)入運動員的專項訓(xùn)練實踐中，極大提高了運動員的力量和爆發(fā)力水平[3，4]。在以SSC運動為基礎(chǔ)的實際訓(xùn)練中，快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練（plyometric training，PT）作為典型的SSC運動的訓(xùn)練手段，已被普及和應(yīng)用到運動員的爆發(fā)力訓(xùn)練計劃之中，但其訓(xùn)練原則或方法論尚有未闡明的地方，在各個專項訓(xùn)練領(lǐng)域還具有很大的開發(fā)可能性。

基于此，本研究搜集了近些年來關(guān)于SSC運動理論的相關(guān)文獻，從生理學(xué)、生物力學(xué)以及訓(xùn)練學(xué)多學(xué)科的角度，闡明SSC運動理論的應(yīng)用原理及其對人體神經(jīng)-肌肉-肌腱系統(tǒng)產(chǎn)生的適應(yīng)性影響。同時，總結(jié)并梳理了近10年來快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練在各專項運動員爆發(fā)力訓(xùn)練中應(yīng)用的實際效果，預(yù)測其未來的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢，使廣大教練員、運動員和體育工作者更進一步深入了解SSC運動理論，更好地運用SSC運動理論制定科學(xué)的訓(xùn)練計劃，指導(dǎo)各專項運動員的爆發(fā)力訓(xùn)練。

1 力量訓(xùn)練的生理適應(yīng)過程和特異性

力量訓(xùn)練初期，常通過漸進性負(fù)荷刺激促進肌纖維增長，增大肌肉橫斷面積，從而使肌肉最大力量增加。因此，起初力量訓(xùn)練的核心是“肌纖維肥大”理論[5]。隨著訓(xùn)練水平的提高，肌肉在形態(tài)學(xué)上產(chǎn)生的適應(yīng)變化越來越小，運動單位動員數(shù)量增加、發(fā)射頻率增大、同期化現(xiàn)象等諸多“神經(jīng)支配能力”理論在力量訓(xùn)練中逐漸占據(jù)重要位置[1，6]。因此，力量訓(xùn)練分別采用極限次數(shù)法和最大力量法來解決“肌纖維肥大”和“神經(jīng)支配能力”兩方面的適應(yīng)問題。除此之外，還可以采用以最大速度舉起非最大負(fù)荷的動態(tài)用力方法，通過改善運動單位的募集能力和工作肌肉（肌群）間的協(xié)調(diào)配合能力來發(fā)展肌肉的“速度-力量能力”[6]。因此，現(xiàn)代力量訓(xùn)練更加強調(diào)“低負(fù)重、少次數(shù)、快速度”的理念，加大克服自身體重的力量練習(xí)的比重（如各種跳躍練習(xí)），通過改善神經(jīng)系統(tǒng)支配來增強對肌肉的快速調(diào)動能力。

然而，由于力量訓(xùn)練在許多方面存在一定的特異性，即練習(xí)形式各不相同，對神經(jīng)系統(tǒng)機能的影響也不同，故所實施的力量和爆發(fā)力練習(xí)并不總是能夠產(chǎn)生直接的效果。因此，力量訓(xùn)練應(yīng)該從運動模式、速度、力-時間曲線、肌肉收縮類型等方面盡可能地模擬實際比賽的情況。Zushi等[7]的研究表明，高水平跳躍運動員進行深蹲時的最大力量與各種短距離沖刺跑和水平、垂直方向的跳躍能力之間無相關(guān)關(guān)系。但是，跳深時的反應(yīng)力量則與這些能力之間存在顯著性正相關(guān)。由此可知，高水平跳躍運動員的最大力量和反應(yīng)力量呈現(xiàn)相互獨立的關(guān)系。相比于最大力量，跳深時的反應(yīng)力量能更好地反映運動員的成績提升情況。這是由于跳深作為典型的SSC運動，其肌肉收縮形式、運動時間以及運動形式均與實際跳躍動作相似度很高，表現(xiàn)出較強的訓(xùn)練特異性。因此，要提高短跑和跳躍等快速力量性項目的專項力量能力，應(yīng)該將SSC運動理論應(yīng)用于短跑、跳躍項目等專項訓(xùn)練實踐之中。

2 SSC運動理論基礎(chǔ)

人體在彈性較小的地面上移動或運動時，下肢在沒有過度屈曲的情況下，會迅速克服自身體重跳起并返回之前的狀態(tài)。這種運動中主動肌首先強制性地被拉長做離心收縮儲存能量，緊接著做向心收縮，SSC運動則是這種拉長和縮短過程的復(fù)合形式[2]。

Cavagna等[8，9]通過對比SSC運動與等長性收縮時的牽張發(fā)射效果來闡明其理論基礎(chǔ)，即肌肉被拉長后縮短所發(fā)揮出的張力要大于靜息或等長狀態(tài)時。其產(chǎn)生的機制是肌肉或肌腱中積蓄的彈性勢能的貯存和再利用，以及拉長后肌肉內(nèi)部收縮要素的活性化。另外，在神經(jīng)系統(tǒng)層面上，肌腱復(fù)合體被動拉長后，肌梭或腱器等牽張反射組織可對力量輸出產(chǎn)生促進和抑制作用[1，2]。由于以上這種神經(jīng)-肌肉-肌腱結(jié)構(gòu)有效地發(fā)揮作用，SSC運動才可能短時間爆發(fā)式地發(fā)揮出非常大的力量，進而有效地完成動作。因此，充分理解SSC運動理論并能適當(dāng)、合理地加以利用，對于有效完成技術(shù)訓(xùn)練或?qū)ｍ楏w能訓(xùn)練至關(guān)重要。

3 SSC運動的分類

根據(jù)SSC運動與地面接觸時間的長短，Bauersfel[10]將SSC分為短時程（short-response）和長時程（long-response）兩類。短時程SSC運動的觸地時間在0.17 s之內(nèi)，關(guān)節(jié)角度變化較小，在極短的時間內(nèi)達到較高或較遠(yuǎn)的距離，如跳高和跳遠(yuǎn)的踏跳動作、連續(xù)縱跳以及跳深動作等；長時程SSC運動的觸地時間在0.17 s以上，關(guān)節(jié)角度變化較大，在相對充足的觸地時間內(nèi)可以發(fā)揮出最大力量，可以達到最高和最遠(yuǎn)的距離，如起跑和加速跑、下蹲跳以及跳臺滑雪等。球類運動中的跑動、跳躍動作以及步伐移動等則是以上兩種SSC運動類型相結(jié)合，既需要跳躍運動員的短時程SSC運動能力，也需要短跑運動員的長時程SSC運動能力。

4 應(yīng)用SSC運動理論進行爆發(fā)力訓(xùn)練的生理學(xué)和生物力學(xué)原理

4.1 對過度牽張負(fù)荷的效果

Nagamatsu等[4]通過測試跳躍運動員臺階單腿跨步跳的地面反作用力來探討下肢的受力情況（圖1左）。結(jié)果顯示，隨著起跳點和落地點的間距由2 m增加到3 m，其垂直方向反作用力的最大值從4000 N增加到8000 N。隨著離心負(fù)荷的增加，肌肉在離心收縮階段會產(chǎn)生非常大的張力。因此，采用SSC進行訓(xùn)練可以有效提高肌肉在高強度離心收縮時產(chǎn)生的張力。Bosco等[3]通過在訓(xùn)練現(xiàn)場測量繪制出不同類型的SSC運動的力-速度關(guān)系曲線（圖1右）。從圖中可知，跳高、跳遠(yuǎn)等短時程SSC運動在短時間內(nèi)迅速發(fā)力的能力優(yōu)于跑步和縱跳等長時程SSC運動。同時，有著助跑速度或下落速度等能量負(fù)荷的SSC運動與擁有重量負(fù)荷的半蹲跳相比，可以在高速度條件下發(fā)揮出較高的力值。因此，采用SSC運動理論進行訓(xùn)練也可以有效提高肌肉在高速條件下產(chǎn)生張力的能力。

4.2 對神經(jīng)系統(tǒng)的效果

Schmidtbleicher等[12]通過觀察腓腸肌肌電圖在跳深練習(xí)前后的變化情況，探討不同高度的跳深對牽張反射組織產(chǎn)生的效果（如圖2）。結(jié)果顯示，訓(xùn)練前觸地瞬間的肌電波形雖然呈現(xiàn)消失的態(tài)勢，但是在訓(xùn)練后，這種現(xiàn)象則已經(jīng)恢復(fù)。因此，跳深練習(xí)可以降低觸地瞬間牽張反射組織對過度牽張負(fù)荷的活動性抑制，并最終轉(zhuǎn)變?yōu)榇龠M作用。因此，采用SSC運動理論進行訓(xùn)練可以對牽張反射組織工作效果產(chǎn)生作用。

圖1 SSC運動時地面反作用力和力—速度曲線（根據(jù)Nagamatsu等[4]和Bosco等[3]修改）

圖2 SSC運動的訓(xùn)練效果——牽張反射組織工作效果的改善（根據(jù)Schmidtbleicher等[12]修改）

4.3 對肌腱和韌帶的效果

近些年來，采用超聲波影像法可以直接測定SSC運動過程中肌腱復(fù)合體的動作情況。前人研究表明，肌肉即便在縮短時，與其串聯(lián)連接的肌腱和腱膜也處于拉長的狀態(tài)[13]。等長收縮或步行移動中完成的拉長-縮短過程都可以從肌腱及腱膜的視角給予解釋說明。因此，除了肌肉、神經(jīng)系統(tǒng)和牽張反射組織等之外，小腿肌腱復(fù)合體物理特征也對SSC運動能力有較大影響。

Zushi等[14]將高水平跳躍運動員的踏跳腿和非踏跳腿腓腸肌肌腱長度進行對比，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，踏跳腿腓腸肌跟腱長與小腿長的比值大于非踏跳腿，呈現(xiàn)出左右差異。該研究還得出，大學(xué)排球運動員的肌腱橫截面積比一般人大，同時肌腱體積與跳躍成績也有很強的相關(guān)關(guān)系。SSC運動通過肌肉和肌腱中彈性勢能再利用來釋放能量做功，為了貯存更多的彈性勢能，長度或粗細(xì)等肌腱結(jié)構(gòu)改變的同時，硬度和彈性系數(shù)等肌腱性質(zhì)也發(fā)生相應(yīng)改變。因此，采用SSC運動進行訓(xùn)練可引起肌腱的構(gòu)造或性質(zhì)發(fā)生變化，從而對肌腱產(chǎn)生效果。

5 近些年各專項訓(xùn)練中SSC運動理論應(yīng)用效果的研究進展

在眾多肌肉爆發(fā)力的訓(xùn)練手段中，快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練（plyometric training，PT）時肌肉做最典型的SSC運動。近些年來，PT不僅應(yīng)用于田徑項目中的短距離跑或跳躍項目，同時也用于提高球類項目運動員的步伐移動、靈敏性、沖刺能力以及變向能力等訓(xùn)練中，并取得一定的成果，詳見表1。

5.1 田徑

Emili[15]、Benito[16]和Chelly[17]等通過對青少年短跑、跨欄運動員進行8～10周、每周2～3次的PT和電刺激（electrical stimulation，ES）的組合訓(xùn)練，顯著提高了運動員立定跳遠(yuǎn)、立定三級跳遠(yuǎn)以及半蹲跳和下蹲跳等跳躍能力，同時還可以提高短距離（30 m、40 yard）沖刺能力。

Joewimalral[18]對大學(xué)生跳遠(yuǎn)運動員實施8周、每周3次的PT干預(yù)，結(jié)果顯著提高運動員的30 m沖刺能力和水平、垂直方向的跳躍能力。Essam[19]將12周、每周3次的PT導(dǎo)入跳高運動員力量訓(xùn)練計劃中，結(jié)果顯示，短周期的PT通過改變運動員完成技術(shù)時的運動學(xué)變量來增強垂直方向的跳躍能力，進而提高其運動成績。由此可以看出，PT作為短跑、跳躍等田徑快速力量型項目的專項訓(xùn)練手段，可以顯著提高下肢爆發(fā)力水平，從而提高運動成績。

5.2 足球

近些年來，以Negra和Meylan等為代表的學(xué)者們，逐漸將短周期的下肢PT手段引入青少年足球運動員的力量和靈敏性素質(zhì)訓(xùn)練中，有效地提高了運動員下肢爆發(fā)力水平和專項靈敏性素質(zhì)。文獻報道顯示，6～12周、每周2～3次的短周期PT干預(yù)可以有效提高青少年或大學(xué)生運動員短距離沖刺跑[20-24]、垂直縱跳[20-23，25，26]、水平方向跳躍[26]、往返沖刺[21，27，28]、靈敏性[20，23，24，29]等能力及素質(zhì)。同時，12周、每周3次的PT還可以提高成年女子高水平運動員的踢球擺腿速度等專項力量水平[30]。此外，從文獻報道數(shù)量上來看，PT作為研究熱點，在足球項目中的應(yīng)用效果顯著，在現(xiàn)代足球訓(xùn)練中占有越來越重要的地位。

5.3 籃球

PT手段應(yīng)用于籃球項目相對較早，21世紀(jì)以來，Matavulj等[31]和Cheng等[32]對青少年籃球運動員進行6～12周、每周3次的PT或PT與負(fù)重抗阻訓(xùn)練（weight resistance training，WT）復(fù)合式干預(yù)，結(jié)果顯示，其可以有效提高垂直縱跳能力、膝關(guān)節(jié)伸肌群的力量發(fā)展速率（RFD）。另外，Zushi[33]將7周、每周3次的上、下肢組合的PT手段引入大學(xué)生籃球運動員的訓(xùn)練中，顯著提高了運動員的胸前傳球速度、垂直跳躍能力以及變向跑速度。

以Arazi和Asadi為代表的西班牙學(xué)者們將各種PT應(yīng)用于高水平籃球運動員中，并采用水中PT、水中與陸地PT以及PT與抗阻訓(xùn)練相結(jié)合等各種方式的短周期訓(xùn)練手段來提高職業(yè)和高水平籃球運動員的力量和爆發(fā)力水平。研究結(jié)果顯示，6～8周、每周2～3次的PT以及各種組合訓(xùn)練可以有效提高運動員的短距離沖刺跑速度[34-36]、啟動加速能力和垂直跳躍能力[37]、靈敏性[35，36，38-40]等下肢爆發(fā)力素質(zhì)。由此看出，PT在籃球中的應(yīng)用對象由青少年逐漸擴展到高水平和職業(yè)球員，并取得良好的應(yīng)用效果。

5.4 排球

近些年來對PT在排球項目中的應(yīng)用對象主要以青少年運動員為主，主要是應(yīng)用6～16周、每周2～3次的短周期下肢PT來對排球運動員下肢爆發(fā)力進行訓(xùn)練干預(yù)。結(jié)果表明，短周期的下肢PT可以有效提高運動員的單、雙腳扣球高度和攔網(wǎng)高度[41，42]，立定、助跑跳躍高度和障礙穿梭跑速度[43]，以及靈敏性和連續(xù)縱跳能力[44，45]等。

5.5 網(wǎng)球和羽毛球

近些年，在網(wǎng)球和羽毛球等小球項目中開始應(yīng)用PT來提高運動員上肢和下肢的爆發(fā)力素質(zhì)。在網(wǎng)球訓(xùn)練中，PT一般與抗阻訓(xùn)練、核心力量訓(xùn)練等手段相結(jié)合導(dǎo)入運動員上、下肢爆發(fā)力訓(xùn)練計劃之中。結(jié)果顯示，6～8周、每周2～3次的短周期下肢PT和抗阻組合訓(xùn)練，上、下肢PT組合訓(xùn)練，上肢PT、抗阻和核心力量組合訓(xùn)練可以分別有效提高網(wǎng)球運動員的步伐移動能力和專項靈敏性素質(zhì)[46]、水平和垂直跳躍高度、上手發(fā)球速度[47-49]及肩關(guān)節(jié)的活動范圍[49]等爆發(fā)力素質(zhì)和肩關(guān)節(jié)柔韌性。此外，在羽毛球項目中，6～8周、每周1～2次的PT可以有效提高青少年和大學(xué)生羽毛球運動員的專項靈敏性素質(zhì)[50，51]、垂直縱跳高度[51-53]、扣殺球跳起高度[52]等。

PT=快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練；ES=電刺激；RS=重復(fù)沖刺跑（repeat sprint）；PTSP=穩(wěn)定平面上的快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練（plyometric training on stable planar）；PTUP=非穩(wěn)定平面上的快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練（plyometric training on unstable planar）；WT=負(fù)重抗阻訓(xùn)練；APT=水中快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練（aquatic plyometric training）；LPT=陸地快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練（land plyometric training；ST=沖刺跑訓(xùn)練（sprint training）；ULPT=上肢快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練(upper limb plyometric training）；CS=核心力量訓(xùn)練(core strength training）；SJ=半蹲跳（squat jump)；CMJ=自由縱跳（counter movement jump）；DJ=跳深（drop jump）；SLJ=立定跳遠(yuǎn)（stand long jump）；RFD=力量發(fā)展速率

6 總結(jié)

肌肉SSC運動與人體最基本的走、跑、跳、投等動作聯(lián)系緊密；現(xiàn)代力量訓(xùn)練的發(fā)展趨勢為，通過改變神經(jīng)-肌肉-肌腱系統(tǒng)的動態(tài)特征、協(xié)調(diào)性以及運動單位動員數(shù)量和發(fā)射頻率來增強肌肉快速發(fā)力的特性；運動員進行跳深訓(xùn)練時，其下肢肌肉收縮形式、運動時間和方式與實際沖刺跑、跳躍動作關(guān)聯(lián)性很強，可以更加有效地提高力量發(fā)展速率；快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練可以通過過度牽張負(fù)荷，神經(jīng)系統(tǒng)和肌腱復(fù)合體產(chǎn)生的生理、生物力學(xué)效果來提高肌肉爆發(fā)力水平；近些年來對快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練的應(yīng)用效果研究從田徑短跑、跳躍等快速力量項目逐漸擴展到對球類項目運動員沖刺能力、跳躍能力、靈敏性素質(zhì)等方面，并取得一定的研究成果。