下肢優勢側和非優勢側負重往返跑對學員平衡能力的影響

王增剛，丁明超，黃強年，徐盛嘉，馬繼政

(陸軍工程大學 軍人身體適應訓練研究中心，江蘇 南京 211101)

人體進行運動時能夠維持軀體平衡，這一基本的能力歸因于復雜運動技能的形成和維持[1]。運動分為對稱性運動和非對稱運動，人體可精確控制對稱性和非對稱性運動時平衡能力，在日常活動中這一能力非常關鍵。對稱性運動指的是兩側肢體同時占據主導作用，非對稱運動指的是一側肢體占據主要的作用。日常生活、體育鍛煉以及職業性相關的體力活動均涉及到對稱性運動和非對稱的運動。

對于一些特定職業人群，如軍人、警察、消防人員等，時常需要在負重情況下，完成作業任務。研究表明對稱性負重運動可對人體產生額外的應激[2—5]，提高了完成各種作業的難度。此外，這類人員也時常進行各種非對稱負重運動，如提彈藥箱、擔架等。鑒于人體維持平衡能力重要性，這種非對稱性負重對人體平衡能力產生的影響尚不清楚。另外，人體肢體一般分為優勢側和非優勢側，額外非對稱負重的情況下，這一人體特征上的變化對平衡能力產生的影響也不清楚，因此，本研究評定短距離(20 m×5負重往返跑)非對稱性負重運動(單手提油桶)對軀干靜態平衡能力的影響，為負重訓練提供研究依據。

1 研究對象和方法

1.1 研究對象

研究對象為11名健康男性學員，年齡(21.36±1.69)y；身高(174.26±2.61)cm；體重(68.32±3.63)kg；體指數(22.57±1.55)kg·m-2，平均訓練年限1年。經詢問受試者病史、查體、心電圖及超聲心動圖等檢查均未發現有器質性心臟病者，無吸煙史和酗酒史，有規律參加鍛煉(每周鍛煉不少于4次)，排除超重或偏瘦的學員，排除標準為：體指數<18.5 kg·m-2和體指數> 24.0 kg·m-2。

1.2 研究方法

1.2.1 測試方案

研究采用隨機交互的設計，受試人員需分別使用優勢側和非優勢側單手提油桶(重量為22 kg)進行20 m×5往返跑(總距離200 m)，在運動后即刻和20 min休息后進行平衡能力測試。每次測試時間間隔不少于1天，確保受試人員充分恢復，期間禁止劇烈運動。

A.下肢優勢側和非優勢側評定

采用十米(10 m)連跳法，以每側肢體完成動作的最短時間作為評定標準，進行優勢側和非優勢側的評定。

B.心率監測

利用Polar team2團隊心率儀(博能公司，Finland)記錄整個運動的RR間期。通過polar team軟件導出數據，并利用Firstbeat SPORTS 系統 (version 4.4.0.2, Firstbeat Technologies Ltd., Jyv skyl, Finland) 進行分析。

C.平衡能力測試

測試采用測力臺(Kistler，瑞士)。受試者睜眼雙腿站立于測力臺上，雙足與肩同寬或略小于肩寬，雙眼平視正前方，通過調整使身體重心(屏幕上十字標志)盡量在原點，雙手自然下垂。收集20 s數據，去除記錄數據前5 s和最后5 s數據的不穩定影響，采樣頻率為1000Hz。數據收集后，利用測力臺系統MARS軟件(Version 2.1.0.00, kistler s2p Ltd., Switzerland)進行分析。安靜值測試在運動方案開始前3天完成。實驗室溫度為27℃～28℃，濕度為28%～32%。

1.2.2 研究指標

研究指標包括人體平衡能力指標：人體重心的總移動距離(SPT)、前后移動距離(SPAP)、左右移動距離(SPML)、總移動速度(SVT)、前后移動速度(SVAP)、左右移動速度(SVML)、總移動面積(SAT)、前后移動面積(SAAP)、左右移動面積(SAML)和運動橢圓面積(AE)。此外，還包括心率以及定量參數：運動后的過氧消耗值和運動沖量，可定量反映運動強度和運動總量。

1.3 統計學方法

2 研究結果

2.1 下肢優勢側和非優勢側20 m×5負重往返跑運動負荷

數據見表1。與安靜狀態相比，運動后過氧消耗值、運動沖量均顯著增加(P<0.01)，但優勢側和非優勢側負重運動之間不存在顯著差異(P>0.05)，表明兩組運動負荷基本上一致。

表1 優勢側和非優勢側20 m×5負重往返跑運動負荷

表2 優勢側和非優勢側20 m×5負重往返跑平衡能力指標的變化

2.2 下肢優勢側和非優勢側20 m×5負重往返跑平衡能力指標的變化

數據見表2。與安靜值相比，優勢側和非優勢側運動后即刻整體、前后和左右方向擺動均顯著增加(P<0.05)，但兩者之間不存在顯著差異(P>0.05)。表明運動后即刻，優勢側和非優勢側平衡能力波動程度相同。運動后20 min內均恢復到安靜狀態(P>0.05)，表明整體上，平衡恢復能力相似。

3 分析討論

人體空間位置由視覺、前庭和本體感覺功能決定。運動控制和維持平衡能力涉及到骨骼肌系統的協從。前期研究表明下肢優勢側不影響單腿的平衡能力[6]。但目前尚不清楚下肢優勢側和非優勢側在負重情況下對人體平衡能力產生的影響。盡管本研究結果表明運動后即刻優勢側和非優勢側平衡能力受到影響，但優勢側和非優勢側之間不存在顯著差異，并在運動后20 min內恢復到安靜水平。

單側負重完成各種作業是軍事行動中的基本能力之一。本研究結果表明短時單側負重運動后人體擺動顯著增加，這一動態變化可能對后繼一些精確性任務(操作武器)產生負性的影響，但需要證實。當前，研究表明運動后即刻肢體擺動增加取決于運動類型，強度、持續時間以及本體感受應激的強度[7]。通常認為，對于長時運動，機體疲勞可能是導致軀體擺動增加的主要原因，但對于短時、大強度的運動，過度換氣可能是主要的影響因素[7]，本研究中優勢側和非優勢側負重運動心率較高，故支持上述推論。

當前，檢測和評定運動即刻急性反應及恢復期的變化情況，這些差別變化有助于洞悉運動特定應答，為運動訓練的設計提供依據。單側測試，異側作為對照，主要用于評定肢體的對稱能力，如單足縱跳，單足跳遠等[6]，基礎值為小于90%[8]。此外，優勢側和非優勢側之間的平衡能力的差異程度廣泛用于診斷功能不穩定性，評估患者身體狀況，是確定是否回歸正常運動的一個指標之一[8]。考慮到優勢側和非優勢側負重運動后，可能對軀體的平衡能力產生不同的影響，差異變化可用于評定負重訓練。但本研究結果顯示優勢側和非優勢側負重運動后即刻，平衡能力波動程度基本相似，表明人體有能力通過自身的調節，控制平衡的能力，但尚不清楚其中確切的生理機制[1]。本研究結果可對單側肢體傷后，恢復程度的評估有著重要的意義，相同的波動可能預示良性修復，但需要進一步證實。

4 結論

短距離20 m×5負重往返跑，下肢優勢側不影響運動后即刻和運動后恢復期平衡能力擺動幅度。

參考文獻：

[1] Haddad J M, Rietdyk S, Claxton L J, et al. Task-dependent postural control throughout the lifespan[J]. Exerc Sport Sci Rev, 2013, 41(2):123-132.

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[5] 李天義,胡斐,王增剛,等. 不同負重量站立30 min對健康青年軀干靜態平衡能力的影響[J].軍事體育學報，2016, 35(4)：105—107.

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[7] Zemková E,Hamar D. Physiological mechanisms of post-exercise balance impairment[J]. Sports Med,2014, 44(4):437—448.

[8] McGrath TM,Waddington G,Scarvell， JMet al. The effect of limb dominance on lower limb functional performance - a systematic review[J]. J Sports Sci,2016,34(4):289—302.