山地車運(yùn)動(dòng)員軀干屈伸肌群的耐力特征研究

吳翠娥

(江蘇省體育科學(xué)研究所，江蘇 南京 210033)

山地車運(yùn)動(dòng)員軀干屈伸肌群的耐力特征研究

吳翠娥

(江蘇省體育科學(xué)研究所，江蘇 南京 210033)

為探討山地車運(yùn)動(dòng)員腹背肌群的耐力特征，研究以江蘇省女子山地車運(yùn)動(dòng)員為研究對(duì)象，對(duì)運(yùn)動(dòng)員的軀干腹背肌群進(jìn)行等速耐力測(cè)試，同時(shí)采集腹背各肌肉的表面肌電信號(hào)，分析運(yùn)動(dòng)員耐力測(cè)試過程中疲勞指數(shù)、耐力比以及各肌肉的均方根振幅和積分肌電的變化情況。研究結(jié)果顯示等速耐力測(cè)試和表面肌電信號(hào)均可反映運(yùn)動(dòng)員的疲勞情況，且結(jié)果基本一致。根據(jù)測(cè)試結(jié)果，可有針對(duì)性地制定腹背肌的訓(xùn)練計(jì)劃。

山地車運(yùn)動(dòng)員;耐力;疲勞指數(shù);耐力比;均方根振幅;積分肌電

山地車項(xiàng)目是集力量、速度、耐力、技術(shù)、全程節(jié)奏于一體，人、車結(jié)合的復(fù)雜的半機(jī)械運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，要求運(yùn)動(dòng)員有極強(qiáng)的耐力基礎(chǔ)。雖然說下肢肌肉是騎行的主要?jiǎng)恿碓矗诵募∪簱?dān)負(fù)著穩(wěn)定軀干的重任，從而讓四肢能在穩(wěn)定的基礎(chǔ)上完成大腦傳導(dǎo)的指令。騎行中雖然上半身幾乎不動(dòng)，但唯有建立起穩(wěn)定的核心肌群，才能讓踏蹬力量盡可能高效的作用到踏板上。

山地車騎行過程中核心肌群的主要作用是保持身體姿勢(shì)、維持身體平衡、穩(wěn)定上肢、固定脊柱和骨盆，為下肢肌群蹬踏動(dòng)作的發(fā)力提供一個(gè)穩(wěn)定的基礎(chǔ)。在長(zhǎng)時(shí)間的騎行中，核心肌群基本以等長(zhǎng)收縮的靜力性工作為主，能量消耗大，容易疲勞，尤其是小肌肉群。

眾多的文獻(xiàn)報(bào)道中，有關(guān)山地車運(yùn)動(dòng)員軀干屈伸肌群的耐力特征的為數(shù)并不多，本文的研究目的即為探討山地車運(yùn)動(dòng)員等速耐力測(cè)試過程中的耐力特征，豐富山地車項(xiàng)目的理論研究，同時(shí)為山地車項(xiàng)目的核心力量訓(xùn)練提供參考。

1 研究對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象

本文的研究對(duì)象為江蘇省自行車隊(duì)女子山地車運(yùn)動(dòng)員6人，平均年齡為20.1±2.9歲，平均體重為57.3±2.4kg，平均身高為166.4±2.7cm，平均訓(xùn)練年限為3.9±1.6年，其中有世界冠軍，也有全國(guó)冠軍。

1.2研究方法

1.2.1 等速肌力測(cè)試。 采用德國(guó)Isomed2000等速測(cè)試系統(tǒng)測(cè)試運(yùn)動(dòng)員的等速肌力，測(cè)試速度為60°/s和180°/s，60°/s下為最大力量測(cè)試，重復(fù)測(cè)試5次，180°/s下為耐力測(cè)試，重復(fù)測(cè)試30次。

1.2.2 表面肌電測(cè)試。 采用芬蘭Mega6000表面肌電測(cè)試系統(tǒng)采集運(yùn)動(dòng)員等速運(yùn)動(dòng)過程中左、右側(cè)腹直肌、胸段豎脊肌、腰段豎脊肌、多裂肌共八塊肌肉的肌電信號(hào)，采樣頻率為1 000Hz，共模抑制比為110dB，帶通濾波為20-500Hz。各電極的位置為：腹直肌，肚臍向兩側(cè)約3cm；胸段豎脊肌，T9棘突外側(cè)5cm；腰段豎脊肌，L3棘突外側(cè)3cm；多裂肌，L5棘突外側(cè)2～3cm。兩電極中心相距2～3cm，貼電極前對(duì)皮膚表面進(jìn)行局部清潔處理。

1.2.3 數(shù)據(jù)處理。 將采集到的表面肌電信號(hào)進(jìn)行全波整流后計(jì)算均方根振幅和積分肌電，計(jì)算窗口為50ms。耐力測(cè)試的表面肌電信號(hào)，計(jì)算每5次重復(fù)測(cè)試的均方根振幅和平均積分肌電，并以最大力量測(cè)試的均方根振幅和積分肌電為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)耐力測(cè)試的肌電信號(hào)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理。有關(guān)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析在spss軟件中進(jìn)行。

2 研究結(jié)果

2.1疲勞指數(shù)(fatigue index)和耐力比(endurance ratio)

疲勞指數(shù)的計(jì)算公式為(前五次峰力矩的平均值-最后五次峰力矩的平均值)/前五次峰力矩的平均值×100%，耐力比的計(jì)算公式為(耐力測(cè)試后一半的總功/前一半的總功)×100%，腹背肌群180°/s耐力測(cè)試的疲勞指數(shù)和耐力比如表1所示。

表1 腹背肌群的疲勞指數(shù)和耐力比(%)

2.2耐力測(cè)試每重復(fù)5次的振幅

以最大力量測(cè)試重復(fù)5次的均方根振幅為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)耐力測(cè)試每5次的均方根振幅進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到各肌肉的均方根振幅如表2所示。從表2可以看出，各肌肉的均方根振幅隨重復(fù)次數(shù)的增多有增大的趨勢(shì)，對(duì)各肌肉的均方根振幅與運(yùn)動(dòng)次數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，除右胸豎脊肌外，其余肌肉的均方根振幅與運(yùn)動(dòng)次數(shù)顯著相關(guān)。

表2 各肌肉的均方根振幅

注：*plt;0.05，**plt;0.01，下同

2.3耐力測(cè)試每重復(fù)5次的積分肌電

以最大力量測(cè)試重復(fù)5次的積分肌電為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)耐力測(cè)試每5次的積分肌電進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到各肌肉的積分肌電如表3所示。從表3可以看出，各肌肉的積分肌電隨重復(fù)次數(shù)的增多有增大的趨勢(shì)，對(duì)各肌肉的積分肌電與運(yùn)動(dòng)次數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，除右胸豎脊肌外，其余肌肉的積分肌電與運(yùn)動(dòng)次數(shù)顯著相關(guān)。

表3 各肌肉的積分肌電

3 討論與分析

3.1疲勞指數(shù)和耐力比

眾多有關(guān)等速測(cè)試的研究表明，峰力矩是評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員肌肉力量的黃金指標(biāo)。隨著運(yùn)動(dòng)次數(shù)的增多和運(yùn)動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，肌肉出現(xiàn)疲勞，肌肉力量降低。耐力測(cè)試中，若運(yùn)動(dòng)員出現(xiàn)疲勞，最后5次運(yùn)動(dòng)的峰力矩會(huì)降低，從疲勞指數(shù)的計(jì)算方法可以看出，疲勞程度越大，疲勞指數(shù)會(huì)越大，疲勞指數(shù)越接近于0，則運(yùn)動(dòng)員的疲勞程度越小，若出現(xiàn)負(fù)值，表明運(yùn)動(dòng)員未出現(xiàn)疲勞。從表1腹背肌群的疲勞指數(shù)來看，運(yùn)動(dòng)員腹肌和背肌均有一定程度的疲勞，但背肌的耐力要好于腹肌。

有研究顯示運(yùn)動(dòng)中肌肉做功的大小可以反映肌肉的耐力，耐力比是根據(jù)耐力測(cè)試中前、后部分所完成的總功來計(jì)算的，這是更為可信的反映肌肉疲勞的測(cè)試指標(biāo)。耐力比越大，表明后一半測(cè)試所完成的總功與前一半測(cè)試所完成的總功差距越小，運(yùn)動(dòng)員的疲勞程度越小，則運(yùn)動(dòng)員的肌肉耐力越好，若耐力比超過100%，則表明運(yùn)動(dòng)員未出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)疲勞。從表1的耐力比指標(biāo)可以看出，運(yùn)動(dòng)員的腹肌和背肌均出現(xiàn)了一定程度的疲勞，但背肌的耐力要好于腹肌，這與疲勞指數(shù)反映的結(jié)果是一致的。

3.2表面肌電信號(hào)的變化

表面肌電圖是采用貼于皮膚表面的電極對(duì)肌肉中的許多運(yùn)動(dòng)單位的整體肌電活動(dòng)的定量觀察，包括運(yùn)動(dòng)時(shí)間和運(yùn)動(dòng)空間上的綜合計(jì)算。通過表面肌電圖可了解肢體的運(yùn)動(dòng)力學(xué)特征以及與之相關(guān)的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的生理過程。

通過表面肌電研究肌肉疲勞，大多數(shù)研究是在靜態(tài)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷條件下的，研究結(jié)果顯示腰部和四肢肌肉的頻域分析指標(biāo)變化規(guī)律性良好。而動(dòng)態(tài)等速運(yùn)動(dòng)負(fù)荷條件下，多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，隨著肌肉活動(dòng)次數(shù)的增加或活動(dòng)時(shí)間的延長(zhǎng)，肌電信號(hào)功率譜的總功率增加，但頻域指標(biāo)變化規(guī)律差異較大，持續(xù)增加、持續(xù)遞減、先增后減或先降后不變等類型的變化在不同肌肉、甚至相同肌肉中均有所報(bào)道。而在動(dòng)態(tài)信號(hào)的時(shí)域分析方面，曾有報(bào)道認(rèn)為，隨著肌肉疲勞的發(fā)生和發(fā)展，積分肌電和均方根振幅線性增加。

積分肌電是指所得肌電信號(hào)經(jīng)整流濾波后單位時(shí)間內(nèi)曲線下面積的總和，它是從肌肉活動(dòng)開始后的全部電能量，可反映肌電信號(hào)隨時(shí)間進(jìn)行的強(qiáng)弱變化。均方根振幅和積分肌電一樣可在時(shí)間維度上反映表面肌電信號(hào)振幅的變化特征，它直接與肌電信號(hào)的電功率相關(guān)。

從表2、3可以看出，除了右側(cè)胸段豎脊肌外，其余七塊肌肉的均方根振幅和積分肌電均隨著運(yùn)動(dòng)次數(shù)的增多而增大，具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明雙側(cè)腹直肌、腰段豎脊肌、多裂肌、左側(cè)胸段豎脊肌隨著運(yùn)動(dòng)次數(shù)的增多逐漸出現(xiàn)疲勞。而右側(cè)胸段豎脊肌的均方根振幅和積分肌電雖有增大，但不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明該肌肉可能未出現(xiàn)疲勞或疲勞程度可忽略。

從疲勞指數(shù)和耐力比可知，耐力測(cè)試中腹肌的疲勞程度較背肌大，而從各肌肉均方根振幅和積分肌電增加的幅度，則可知各肌肉的疲勞程度。對(duì)各肌肉的均方根振幅和積分肌電相對(duì)于運(yùn)動(dòng)次數(shù)進(jìn)行線性回歸，回歸系數(shù)即為回歸直線的斜率，可反映均方根振幅和積分肌電隨運(yùn)動(dòng)次數(shù)增多而增大的幅度。各肌肉均方根振幅和積分肌電的回歸系數(shù)見表4所示。

表4 回歸系數(shù)

從表4可以看出，腹肌的均方根振幅增大的幅度較豎脊肌和多裂肌大，表明腹肌的疲勞程度較豎脊肌和多裂肌大，這與疲勞指數(shù)和耐力比的結(jié)果一致。而從積分肌電的變化來看，豎脊肌增大的幅度較腹肌小，但多裂肌增大的幅度較腹肌大，這與均方根振幅的變化不一致。其原因可能與這兩個(gè)指標(biāo)的計(jì)算方法有關(guān)，也可能與信號(hào)處理過程中選取的區(qū)間有關(guān)。雖然均方根振幅和積分肌電的變化存在不一致，但腹肌、豎脊肌和多裂肌中，豎脊肌的疲勞程度是最小的。

通過上述的分析可知，等速肌力測(cè)試可反映整個(gè)工作肌群的狀態(tài)，而表面肌電信號(hào)可了解整個(gè)工作肌群中各塊肌肉的變化情況。江蘇省女子山地車運(yùn)動(dòng)員腹肌的抗疲勞程度較背肌差，而背肌中，豎脊肌的抗疲勞程度最好，在制定核心力量訓(xùn)練計(jì)劃時(shí)，要多加強(qiáng)腹肌和多裂肌的耐力訓(xùn)練。

4 結(jié) 論

4.1 軀干等速耐力測(cè)試可反映腹背肌群的疲勞情況，表面肌電可反映軀干各肌肉的疲勞變化情況，反映的結(jié)果基本一致。

4.2 女子山地車運(yùn)動(dòng)員背肌的耐力好于腹肌。

4.3 女子山地車運(yùn)動(dòng)員豎脊肌的耐力要好于腹肌和多裂肌。

4.4 制定核心力量訓(xùn)練計(jì)劃時(shí)可有針對(duì)性地多加強(qiáng)腹肌和多裂肌的耐力訓(xùn)練。

[1] 張慧珍.山地自行車競(jìng)技項(xiàng)目特點(diǎn)與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練[J].體育科研，2011(3).

[2] 劉宏.山地自行車運(yùn)動(dòng)員的力量訓(xùn)練[J].安徽體育科技，2010(5).

[3] 王健,劉加海.肌肉疲勞的表面肌電信號(hào)特征研究與展望[J].中國(guó)體育科技，2003(2).

TheResearchonEnduranceCharacteristicsofTrunkFlexorsandExtensorsofMountainBikeAthletes

WU Cui-e

(Jiangsu Institute of Sport Science, Nanjing 210033, China)

In order to explore the endurance characteristics of trunk muscles of mountain bike athletes, the isokinetic endurance test of back was taken in Jiangsu female mountain bike athletes. At the same time, the surface EMG of abdominal muscles and low back muscles was recorded. The fatigue index, endurance ratio, RMS and IEMG of each muscles were analyzed. The results showed that the isokinetic endurance test and sEMG can reflect the fatigue of athletes, and the results of the two methods showed no obvious difference. The training program of torso muscles targeted at the weakness can be worked out according to the result.

mountain bike athletes； endurance； fatigue index； endurance ratio； RMS； IEMG

1004-3624(2013)02-0123-03

G804.61

A

2012-10-09

吳翠娥(1977-)，女，江蘇鹽城人，助理研究員，碩士，研究方向：運(yùn)動(dòng)生物力學(xué).