不同等級跳高運動員膝關節肌群離心收縮時肌力特征研究

杜建國

●研究報道

不同等級跳高運動員膝關節肌群離心收縮時肌力特征研究

杜建國

分析比較不同級別男子跳高運動員膝關節屈伸肌群離心收縮時峰力矩特點及差異。在首都體育學院生物力學實驗室，采用德國I SOMED2000等速測試儀，對8名一級男子跳高運動員和8名二級男子跳高運動員膝關節肌群進行等速離心收縮測試，測試角速度60°/s、120°/s、240°/s，指標包括峰值力矩、相對峰力矩（峰值力矩/體重）、峰值力矩屈伸比。研究結果：（1）一級跳高運動員起跳腿膝關節屈、伸肌峰力矩較二級跳高運動員有顯著性差異（P＜0.05）；（2）平均功率隨給定運動角速度的增大而增大（P＜0.01）；（3）離心收縮峰力矩隨給定運動速度的增加無顯著變化；（4）離心收縮膝關節屈伸肌群峰力矩比值為0.60～0.63之間。結論：跳高運動員膝關節肌群等速測試結果的差異是造成一、二級跳高運動員成績差異的原因之一。

跳高運動員；膝關節；離心收縮；等速

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

北京體育大學、首都體育學院跳高運動員16人，一級8

人，二級8人，起跳腿均為左腿。基本情況見表1。

表1 受試者基本情況 （n=8）

1.2 實驗方法

實驗地點：首都體育學院生物力學實驗室。測試時間：2008年4月。設備為德國ISOMED2000等速測試儀。測試膝關節肌群在等速離心收縮（克制工作）時的生物力學特征，嚴格按ISOMED2000等速測試儀操作手冊規定進行。測試實驗參數：角速度60°/s、120°/s、240°/s，關節起始角度+10°~+90°，測試指標為峰值力矩、相對峰力矩（峰值力矩/體重）、峰值力矩屈伸比。

測試分兩批在一周內進行，每次半天。測試時間為運動訓練前，且前一日無大運動量的訓練。測試流程為，先做準備活動（以全身發熱不感到累為宜，心率控制在120～130次/min），而后是姿勢固定和激光頭校準定位，最后進行測試，受試者按設計要求用最大力量重復完成6次測試，測3組，每組測試間歇120 s。

1.3 統計學分析

所有數據以均數±標準差表示，采用SPSS11.5對測試數據進行統計分析。兩組間所測數據采用配對樣本T檢驗。

2 測試結果與分析討論

2.1 一、二級跳高運動員膝關節屈伸肌群等速離心收縮峰力矩、相對峰力矩及峰力矩屈伸比值測試結果與分析討論

膝關節肌群離心收縮是指膝關節附屬肌群在收縮過程中，外加負荷大于肌肉本身的收縮負荷，而迫使肌肉被動拉長的過程[6-7]。從表2中可以看出，膝關節肌群離心收縮時，一級跳高運動員起跳腿、擺動腿膝關節伸肌峰力矩都較二級跳高運動員有顯著性差異（P＜0.05）。結合項目特點分析認為，伸肌群離心收縮有三方面作用：其一，膝關節伸肌群離心收縮能力的大小是保持重心高度的重要因素，伸肌群抗離心收縮的能力能防止重心過度下降和臀部下坐；其二，膝關節伸肌群由離心收縮向向心收縮轉化是保持助跑速度的重要環節，伸肌群快速的向心收縮能有效防止擺動腿支撐無力現象和重心快速前移；其三，伸肌群做退讓性工作，即被動拉長，增加了伸肌群的收縮初長度，增加了做功距離，這與投擲項目的超越器械意義相同。

表2 一、二級跳高運動員起跳腿、擺動腿屈伸肌群等速離心收縮峰力矩、相對峰力矩及峰力矩屈伸比

從跳高技術角度講，起跳時由于支撐反作用力不是準確地通過人體的重心，當起跳腿蹬伸作用于地面時，支撐反作用力對人體產生了一個偏心推力，偏心推力的方向與助跑切線方向垂直，同時擺動腿屈膝上擺使人體繞垂直軸旋轉，當人體轉動到背對橫桿時，偏心推力使人體繞額狀軸旋轉，這兩個力對背越試跳高的騰空技術具有重要意義[8-9]。測試結果中一、二級跳高運動員伸肌峰力矩的差異并結合專項技術要求是否為成績差異的原因，有待于進一步研究。

跳高運動員膝屈伸肌群在等速離心收縮時，隨著給定運動速度的加快，峰力矩無顯著的差異（P＞0.05），即一般力量、快速力量、力量耐力在離心收縮時三者無差異。產生此現象的原因可能是：其一，等速離心收縮時，除克服外界阻力外，肌肉本身沒有其他形式的內加負荷；其二，雖然肌肉本身的離心收縮峰力矩隨給定角速度的增加而減小，但肌肉中的肌腱、軟組織以及結締組織中的流體粘滯性所產生的阻力，會隨給定角速度的增加而增大，使得肌肉本身的收縮力與非收縮成分產生阻力的合力，保持了一種動態平衡，因此表現為隨給定運動速度增加，膝關節屈伸肌群離心收縮峰力矩無顯著性差異。盧德明在《青年人六大環節肌力研究》中也揭示了相同的實驗結果，實驗設備為美國產CYBEX-6000[10]。研究結果與成鵬研究的結果不一致，成鵬研究證實：使用美國產BIODEXⅡAP型多關節等速測試儀在對膝關節肌群進行等速離心收縮測試時，隨速度增加峰力矩也增加[11]。分析認為，產生不同研究結果的原因可能是實驗要求、實驗對象、實驗條件不同造成的，同時，不同的實驗儀器也是造成實驗結果背離的重要原因。

一、二級跳高運動員膝關節肌群等速離心收縮時峰力矩屈伸比無顯著性差異（P＞0.05）。測試結果在0.60~0.63之間，邱建宏對30名普通大學男生進行了膝關節肌群等速離心測試，測試設備為美國產CYBEX-6000，測試結果顯示其屈伸肌比值為0.59~0.64之間[12]。作為跳高運動員，下肢肌群屈伸比應該較普通人要高，但測試結果與普通人接近，原因有待于進一步研究。

2.2 一、二級跳高運動員膝關節屈、伸肌群等速離心收縮總功、相對總功測試數據與分析討論

從表3數據看，離心收縮時，跳高運動員膝關節肌群在給定的不同速度下，表現為：擺動腿膝關節屈、伸肌群離心收縮總功一級運動員較二級運動員有顯著性差異（P＜0.05）。說明一級運動員膝關節肌群離心收縮能力強于二級運動員。分析認為，倒數第二步中膝關節屈、伸肌群在著地緩沖和蹬伸過程中，其離心收縮的工作能力對于保持助跑所獲得的動能向起跳轉化，對于保證后繼的起跳效果，都具有非常重要的意義，并且較高的退讓性收縮能力能夠滿足較高的技術要求[13-15]。因此，跳高項目應注重倒數第二步中肌肉離心工作能力的培養，二級跳高運動員在力量訓練中應加強膝關節屈、伸肌群離心收縮力量的練習。各肌群總功無顯著性變化；伸肌總功大于屈肌總功，這與伸肌較屈肌發達有關。一、二級運動員起跳腿同名肌之間無顯著性差異（P＞0.05）。

2.3 跳高運動員膝關節屈、伸肌群等速離心收縮平均功率、相對平均功率測試結果與分析討論

從表4看出，等速離心收縮時，跳高運動員膝關節屈、伸肌群平均功率隨給定運動速度的增大而增大（P＜0.01），且起跳腿屈伸肌群平均功率都較擺動腿大，伸肌平均功率大于屈肌。平均功率隨給定運動角速度的增大而增大，對于功率而言其大小取決于功和時間比值，從表中數據看，同一級別同側肌群力矩和總功在不同角速度下無顯著性差異，運動時間卻隨膝關節運動角速度的加快而迅速減小，表現為平均功率增大，因此，跳高項目要提高起跳時的功率，就必須減小起跳時間，即加快起跳速度。

表3 一、二級跳高運動員起跳腿、擺動腿屈伸肌群等速離心收縮總功、相對總功

表4 一、二級跳高運動員起跳腿、擺動腿屈伸肌群等速離心收縮平均功率、相對平均功率

3結 論

膝關節肌群離心收縮時，一級跳高運動員起跳腿膝關節屈、伸肌峰力矩較二級跳高運動員有顯著性差異（P＜0.05），因此二級跳高運動員應增加起跳腿膝關節屈肌群退讓性收縮的能力。等速離心收縮時，平均功率隨給定運動角速度的增大而增大（P＜0.01），因此跳高項目要提高起跳時的功率，就必須減小起跳時間，即加快起跳速度。綜上，通過等速測試，跳高運動員膝關節肌群等速測試結果的差異是造成一、二級跳高運動員成績差異的原因之一。

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Strength Characteristics of Eccentric Knee Muscles of Different Levels of High Jumper

DU Jianguo
（School of PE，Weifang University，Weifang 261061，China）

The peak torque strength characteristics of eccentric of knee muscles of different levels of high jumpers was analyzed，using the German ISOMED2000 Isokinetic test device.We tested the angular of 60°/s，120°/s，240°/s of eccentric knee muscles to the 8 elite athletes and 8 sub-elite athletes of high jumpers，the test indicators include peak torque，relative peak torque and peak torque ratio of flexion and extension.We found that，first，the peak torque had significant difference from not only flexion but also extensor of primary and secondary jumpers of their take-off leg（P＜0.05）.Second，average power increased with a given angular velocity of movement（P＜0.01）.Third，the eccentric peak torque changed not significantly with the increasing of a given velocity.Fourth，eccentric contract peak torque the flexors and extensors of knee ratio between 0.60 and 0.63.The differences of Isokinetic test results of knee muscle groups is the reason made different levels of elite or sub-elite high jumpers.

high jump athletes；knee joint；eccentric contract；equal speed

G 804.63

A

1005-0000（2011）04-0364-03

2010-09-08；

2011-05-09；錄用日期：2011-05-15

杜建國（1960-），男，山東濰坊人，副教授，研究方向為體育運動理論與實踐。

濰坊學院體育學院，山東維坊261061。