基于振動力量訓(xùn)練的研究進(jìn)展

摘要：振動力量訓(xùn)練作為一種新興的訓(xùn)練手段，分為局部振動力量訓(xùn)練和全身振動力量訓(xùn)練，能明顯提高肌肉的最大力量、爆發(fā)力和抗沖擊、緩沖能力。對振動力量訓(xùn)練的生理機(jī)制、急性影響、長期適應(yīng)進(jìn)行了綜述，并對振動力量訓(xùn)練發(fā)展趨勢進(jìn)行了探討。lili在廣泛收集、閱讀、消化相關(guān)國內(nèi)外文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，從理論、實(shí)踐上論證了振動力量訓(xùn)練的可行性。

關(guān)鍵詞：振動訓(xùn)練；生理機(jī)制；進(jìn)展

中圖分類號：G 808.1 文章編號：1009-783X(2008)05-0029-03 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

作者簡介：周蘇源(1981～)，男，江蘇泰州人，碩士，助教，研究方向?yàn)檫\(yùn)動生物力學(xué)；危小焰(1963～)，男，江西進(jìn)賢人，博士，副教授，研究方向?yàn)檫\(yùn)動生物力學(xué)和體育工程。

人體肌肉是人體運(yùn)動的基礎(chǔ)，其力量大小是運(yùn)動員完成技術(shù)動作、取得好成績的關(guān)鍵和瓶頸之一。在力量訓(xùn)練中如何有效地提高肌肉力量并且避免運(yùn)動損傷，一直是各國運(yùn)動訓(xùn)練專家和教練員關(guān)注的課題之一，也是運(yùn)動訓(xùn)練的重點(diǎn)和難點(diǎn)。振動力量訓(xùn)練(vibration strength training)作為一種新興的訓(xùn)練手段，能明顯提高肌肉的最大力量、爆發(fā)力和抗沖擊、緩沖能力，其主要優(yōu)點(diǎn)是能以相對小的負(fù)荷量使肌肉力量得到明顯的提高。需要指出得是，振動力量訓(xùn)練并不能完全代替?zhèn)鹘y(tǒng)的阻力訓(xùn)練(standard resistance train-ing)，但是到目前為止，它是對阻力訓(xùn)練的最佳的補(bǔ)充。

將關(guān)鍵詞振動力量訓(xùn)練輸入電子數(shù)據(jù)庫，搜索從1966年至2007年3月16日關(guān)于振動力量訓(xùn)練的論文，在Pub-med中有40篇，在Scifinder里面有25篇。研究呈逐年遞增趨勢，目前已經(jīng)取得了一定的成果。

1 振動力量訓(xùn)練的分類

通常振動力量訓(xùn)練分為2種：局部振動力量訓(xùn)練(localvibration training)和全身振動力量訓(xùn)練(whole body vibra-tion training，WBR)。目前，振動力量訓(xùn)練多采用局部力量訓(xùn)練的方法，針對肢體的某一部分進(jìn)行等張力量訓(xùn)練。

1.1 局部振動力量訓(xùn)練

局部振動力量訓(xùn)練主要針對上肢肌肉進(jìn)行力量訓(xùn)練，運(yùn)動員在訓(xùn)練的時候上肢肌肉受到振動刺激。Issurin等對附加振動刺激的手臂在臂牽引器上進(jìn)行最大力量訓(xùn)練，如圖1。每周3次，每次6組，每次練習(xí)以最大力量的80％～100％強(qiáng)度完成他可能的最多重復(fù)次數(shù)；附加振動的頻率為44 Hz，振幅為3 mm，振動加速度為22 m·s^-2，結(jié)果發(fā)現(xiàn)附加振動組最大力量提高了49.8％，正常訓(xùn)練組只提高了16.4％。Issurin等分別讓14名初學(xué)者與14名優(yōu)秀選手，利用手握振動橫桿的方式，進(jìn)行肱二頭肌的單次振動訓(xùn)練(振幅0.3～0.4 mm；頻率44 Hz)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀選手在單次的振動訓(xùn)練后，明顯地增加了肘關(guān)節(jié)彎曲時的最大功率約10.4％與平均功率約10.2％，而初學(xué)者的最大功率與平均功率，在單次的振動運(yùn)動刺激后，也分別顯著地增加了7.9％與10.7％。WebreTM在常規(guī)力量中附加振動訓(xùn)練，受試者的最大力量提高了24％～34％，明顯高于以往文獻(xiàn)中報道的常規(guī)力量訓(xùn)練肌肉力量的增大值。Armstrong也發(fā)現(xiàn)手握力在40 Hz的附加振動刺激下增加了52％。

1.2 全身振動力量訓(xùn)練

全身振動力量訓(xùn)練主要針對專門腿部力量進(jìn)行訓(xùn)練，運(yùn)動員腳部接受振動刺激，比較符合絕大多數(shù)運(yùn)動項(xiàng)目的動作技術(shù)特點(diǎn)和發(fā)力要求。1998年上海體育學(xué)院危小焰教授首先提出用振動臺進(jìn)行下肢力量訓(xùn)練，運(yùn)動員站在以一定頻率和振幅上下振動的平臺上作傳統(tǒng)的抗阻力量練習(xí)，進(jìn)行力量訓(xùn)練。2000～2001年又對20名田徑專業(yè)大學(xué)生(運(yùn)動水平中下)進(jìn)行分組對比訓(xùn)練實(shí)驗(yàn)研究，一組作傳統(tǒng)的力量訓(xùn)練，另一組作振動力量訓(xùn)練，訓(xùn)練8周，發(fā)現(xiàn)振動臺力量訓(xùn)練組能夠在相對較小的負(fù)荷下更有效地提高下肢肌肉的最大力量和爆發(fā)力。圖2為全身振動力量訓(xùn)練圖。

2 振動力量訓(xùn)練的機(jī)制

2.1 振動力量訓(xùn)練的生理機(jī)制

振動訓(xùn)練的生理機(jī)制主要與抗阻練習(xí)訓(xùn)練的牽張縮短循環(huán)(stretch-shortening cycle，SSC)類似。SSC是一種利用離心收縮后立即作向心收縮的作用方式，透過彈性與伸張反射(stretch reflex)機(jī)制的影響，使肌肉產(chǎn)生較大的爆發(fā)力力；因此，振動訓(xùn)練在生理作用的機(jī)制上，包含了彈性能的儲存與釋放以及伸張反射，兩者交互作用而產(chǎn)生力量的結(jié)果。

運(yùn)動生理學(xué)的研究證明，振動刺激作為一種外源性的刺激，能刺激肌肉的本體感受器，特別是初級肌梭傳入纖維末梢的興奮性。振動刺激低頻波從遠(yuǎn)到近地在肌肉傳導(dǎo)，激活了大量肌梭Ia傳人纖維的興奮性。其產(chǎn)生的動作電位經(jīng)過單突觸或單突觸和多突觸途徑a運(yùn)動神經(jīng)元的活動。在肌肉主動收縮的前提下，附加振動刺激能使?jié)撛诘倪\(yùn)動單位進(jìn)一步激活，從而使肌肉在克服特定負(fù)荷的前提下，動員更多甚至全部運(yùn)動單位參加活動，增大了肌肉的力量。Fox發(fā)現(xiàn)振動刺激能同時激活鍵器，它的興奮能加強(qiáng)伸肌的活性。在主動肌和協(xié)同肌迅速而有力地收縮的同時，鍵器的興奮，使對抗肌及時而有力地放松，提高了肌肉收縮的效率。

振動力量訓(xùn)練在增加屈肌力量的同時，伸肌力量也得到相應(yīng)的發(fā)展，并且增強(qiáng)了中樞神經(jīng)系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)，提高了肌肉的反應(yīng)和協(xié)調(diào)能力，克服了以往常規(guī)力量訓(xùn)練特別是電刺激力量訓(xùn)練伸肌力量得不到同時發(fā)展的局限，避免了因屈一伸肌力量發(fā)展不均衡造成的肌肉拉傷以及運(yùn)動成績停滯不前的現(xiàn)象。

2.2 振動力量訓(xùn)練的急性影響

Luo等在其論述性文章中指出單次的振動運(yùn)動可以促進(jìn)非最大等長收縮運(yùn)動和最大動態(tài)收縮運(yùn)動的運(yùn)動表現(xiàn)，而且這種急性的影響，在運(yùn)動員身上的效果似乎有優(yōu)于坐姿生活者的情形。

德國科隆體育大學(xué)Schwarzer以站姿進(jìn)行垂直方向的振動訓(xùn)練，每周3次，每次以最大力量的60％完成12次，振動頻率為10～24 Hz，振幅為6 mm，運(yùn)動員的最大力量提高了40％。這種訓(xùn)練方法要求對振動頻率和接振時間進(jìn)行嚴(yán)格控制。

Romaiguere等的研究顯示，單次的振動運(yùn)動會降低運(yùn)動單位被征召的頻率閾值，同時會增加肌梭對自主性等長收縮時的反射敏感性。而Bosco等利用肌電信號均方根振幅除以平均功率的方式來計算肌肉作功的神經(jīng)效率，結(jié)果發(fā)現(xiàn)受試者在單次的振動運(yùn)動之后，明顯地改善了肌肉作功的神經(jīng)效率，同時，Bosco等也發(fā)現(xiàn)在單次的振動運(yùn)動之后，受試者血液中的罩固酮與生長激素濃度均明顯增加，而皮質(zhì)類固醇的濃度則顯著降低。因此，單次振動運(yùn)動對隨后運(yùn)動表現(xiàn)的促進(jìn)效果，除了有神經(jīng)肌肉的因素之外，荷爾蒙的變化也是一重要原因。

當(dāng)單次振動運(yùn)動的強(qiáng)度固定時，肌肉收縮的表現(xiàn)將會隨著振動器刺激時間的增長而下降。Bongiovanni等讓受試者在進(jìn)行間歇性與持續(xù)性的最大自主性踝關(guān)節(jié)背屈收縮時，于踝關(guān)節(jié)的背屈肌肌腱實(shí)施直接的振動器刺激(振幅1.5mm!頻率150 Hz；持續(xù)時間2～3 min)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)背屈肌群的力量與肌電信號均隨著振動運(yùn)動時間的延長而降低。Luo等認(rèn)為長時間振動運(yùn)動引起肌肉更加疲勞的原因有二，其一為振動運(yùn)動會促進(jìn)運(yùn)動初期肌肉收縮的力量與活性，另一則是振動運(yùn)動會抑制運(yùn)動單位的征召，而降低神經(jīng)肌肉的運(yùn)動表現(xiàn)。

2.3 振動力量訓(xùn)練的長期適應(yīng)

Torvinen等將56名受試者(19～38歲)隨機(jī)分成振動訓(xùn)練組與控制組，振動訓(xùn)練組須進(jìn)行為期16周的振動訓(xùn)練(WBV；振幅，2 mm!頻率，25 Hz/60 s+30 Hz/60 s+35Hz/60 s+40 Hz/60 s；每次4組60 s；每周訓(xùn)練3～5次)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在第8周時，振動訓(xùn)練組明顯地提升了CMJ與膝伸肌最大等長肌力的表現(xiàn)，到了第16周時振動訓(xùn)練組僅明顯提升CMJ的運(yùn)動表現(xiàn)，但是在第8周與第16周時，振動訓(xùn)練的介入并不會改變受試者的握力、30 m折返跑以及平衡能力。

危小焰等將10名徑賽項(xiàng)目運(yùn)動員(29～21歲)隨機(jī)分成振動訓(xùn)練組和控制組，振動訓(xùn)練組進(jìn)行為期8周的振動訓(xùn)練(WBV；振幅，2～3 mm!頻率，20～25 Hz；膝關(guān)節(jié)角度控制在110°～120°之間做半蹲器，每次4組)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在8周后訓(xùn)練組能在相對較小的負(fù)荷下有效提高肌肉的最大力量、爆發(fā)力、緩沖能力和彈性勢能利用率。

Deleeluse等將67名未受過訓(xùn)練的女性(21.4±+1.8歲)隨機(jī)分成4組，包括重量訓(xùn)練組(訓(xùn)練強(qiáng)度，10～20RM(repetition maximum)；訓(xùn)練動作，下肢推蹬與伸膝訓(xùn)練；每次2組；每周3次)、振動訓(xùn)練組(WBV；振幅，2.5～5 mm!頻率，35～40 Hz；每次3組；每周3次)、安慰劑組(同振動訓(xùn)練組，但振幅為0)以及控制組(不接受任何訓(xùn)練)，在12周的訓(xùn)練后發(fā)現(xiàn)，振動訓(xùn)練可以促進(jìn)年輕婦女的膝伸肌肌力與CMJ表現(xiàn)，但是并未能促進(jìn)膝關(guān)節(jié)的動作速度，而此效果與傳統(tǒng)的重量訓(xùn)練相似。除此之外，該研究也證實(shí)了振動訓(xùn)練所引起的肌力促進(jìn)效果，并非安慰劑的效應(yīng)。

Russo等將29位停經(jīng)后的婦女隨機(jī)分成振動訓(xùn)練組(60.7±6.1)歲與控制組(61.4±7.3)歲，在為期24周的振動訓(xùn)練(WBV)頻率，12～28 Hz)每次3組；每組1～2 min)每周2次)之后發(fā)現(xiàn)，振動訓(xùn)練有助于提升停經(jīng)后婦女在CMJ的速率與功率表現(xiàn)，但對于脛骨的骨密度則無顯著影響。

Verschueren等讓70位停經(jīng)后的婦女(58～74歲)隨機(jī)分成振動訓(xùn)練組(WBV)振幅，2.5～5.0 mm；頻率，35～40 Hz)每次3組，每組60 s；每周3次、重量訓(xùn)練組(訓(xùn)練強(qiáng)度，8～20RM)訓(xùn)練動作，下肢推蹬與伸膝訓(xùn)練；每次2～4組；每周3次以及控制組，在24周的訓(xùn)練之后發(fā)現(xiàn)，振動訓(xùn)練明顯地促進(jìn)了停經(jīng)后婦女的等長與動態(tài)肌力，同時明顯增加了髖關(guān)節(jié)的骨密度約0.93％，而重量訓(xùn)練組與控制組的髖關(guān)節(jié)骨密度則未有明顯變化(各為-0.60％與-0.62％)。

Roelants等將89位停經(jīng)后的婦女(58～74歲)隨機(jī)分成振動訓(xùn)練組(WBV)振幅，2.5～5.0 mm!頻率，35～40Hz每次3組，每組60 s；每周3次、重量訓(xùn)練組(OIl練強(qiáng)度，8～20RM)訓(xùn)練動作，下肢推蹬與伸膝訓(xùn)練；每次2～4組；每周3次以及控制組，在24周的訓(xùn)練之后發(fā)現(xiàn)，12周的振動訓(xùn)練有助于促進(jìn)年老婦女的膝伸肌肌力、膝關(guān)節(jié)動作速度以及CMJ的運(yùn)動表現(xiàn)，從而促進(jìn)效果與傳統(tǒng)的抗阻力力量訓(xùn)練相似。不過，振動力量訓(xùn)練的促進(jìn)效果在24周后則會變小而不明顯。

振動訓(xùn)練與抗阻力量訓(xùn)練相比，兩者的生理機(jī)制相似，均是透過刺激肌梭的伸展反射以及肌纖維彈性能的應(yīng)用，來達(dá)到提升運(yùn)動表現(xiàn)以及訓(xùn)練的日的，但振動訓(xùn)練省卻了身體與地面的沖擊，屬于閉鎖鏈的運(yùn)動型式，而這似乎有益于降低發(fā)生運(yùn)動傷害的風(fēng)險。

3 振動力量訓(xùn)練的展望

振動力量訓(xùn)練在提高運(yùn)動員最大力量和爆發(fā)力的同時，也解決了肌肉群平衡協(xié)調(diào)發(fā)展的問題，如大腿伸肌與屈肌力量發(fā)展的平衡、踝關(guān)節(jié)伸肌與屈肌力量發(fā)展的平衡、左右腿力量發(fā)展的平衡和軀干力量發(fā)展的平衡。這樣就可以使肌肉力量訓(xùn)練時對各個肌群都進(jìn)行全面系統(tǒng)的訓(xùn)練，使運(yùn)動員得到最大最優(yōu)的練習(xí)和獲得優(yōu)異的比賽成績，并且可以運(yùn)用在運(yùn)動損傷后的康復(fù)訓(xùn)練上，使受傷的運(yùn)動員能早日回到場地進(jìn)行訓(xùn)練或比賽。