高水平男子手球運動員下肢加壓力量訓練效果實證研究

王明波，李志遠，魏文哲，趙之光，陳 沖，黃俊朋

前言

加壓訓練（KAATSU training）是一種流行力量訓練方法，其相關方面的研究從20世紀90年代初期開始（Shinohara et al.，1998；Yoshida et al.，1997），近年來的研究從數量和水平方面都呈現出上升趨勢，逐漸成為體能訓練的研究熱點之一。與此同時，相關訓練方法也開始應用于專業運動隊中，并取得了一定的效果。采用較低強度（20%～40% 1RM）結合限制靜脈血流（blood flow restriction，BFR）的加壓訓練可以有效增加肌肉的體積（吳旸 等，2019；Abe et al.，2006；Takarada et al.，2002）和力量（Takarada et al.，2002）。因此，加壓訓練又叫做血流限制訓練（魏佳 等2019a，2019b），它的出現對傳統高強度（大于65% 1RM）抗阻訓練提出了新的挑戰（Goto et al.，2005；Lexell et al.，1983；Sato et al.，2005）。

在加壓訓練生理學機制方面的研究證實，低強度加壓訓練可使乳酸等代謝物質堆積、細胞腫脹膨大，從而促進生長激素分泌、抑制蛋白質分解，進而達到肌纖維增粗，肌力增加的效果（Abe et al.，2005a，2006；Allen et al.， 1995）。力量訓練方面的相關研究證實，加壓訓練對延遲肌肉萎縮、等長最大自主收縮（maximal voluntary contraction，MVC）（Abe et al.，2005a；Takarada et al.，2002）、提高最大力量（one repetition maximum，1RM）（Abe et al.，2005c；Burgomaster et al.，2003；Moore et al.，2004；Yasuda et al.，2005）、肌肉橫斷面積（cross-sectional area，CSA）（Beekley et al.，2005；Ishii et al.，2005；Ohta et al.，2003；Takarada et al.，2000b）以及最大攝氧量（）（Abe et al.，2010；Park et al.，2010；Slysz et al.，2015）方面都有較好效果。練習內容多采用膝關節屈伸、下肢蹲起、肘關節屈伸、步行等單關節或較為簡單的運動形式，實驗對象多為傷后康復人群（Shinohara et al.，1998）、特殊疾病人群（Ohta et al.，2003）、中老年人群（Park et al.，2010；Yasuda et al.，2015）和普通人群等，但相關研究較少以高水平運動員為研究對象。另外，也有學者對田徑（Abe et al.，2005b）、橄 欖 球（Cook et al.，2014；Takarada et al.，2004）、足球（Luebbers et al.，2014；Yamanaka et al.，2012）、籃球（Park et al.，2010）、網球（Manimmanakorn et al.，2013a，2013b）、男子速滑（王岸新 等，2007）等項目的運動員進行了相關研究，結果表明，加壓訓練對運動員下肢肌肉的MVC值、CSA和1RM等指標均有一定的提升作用。

加壓訓練可以促進肌肉肥大和肌力增加，同時可以提高有氧代謝能力以及各專項運動員的運動表現。在運動訓練實踐方面，加壓訓練對MVC、CSA及1RM的提升作用也在相關研究中被證實。但是，加壓訓練針對高水平運動員的研究依舊較少，且鮮有應用于高水平男子手球運動員力量訓練并探討其對手球運動員各項運動表現指標影響的相關研究。因此，本研究旨在探討8周加壓力量訓練對男子手球運動員等速肌力、下肢爆發力、無氧代謝和有氧代謝能力等方面的影響，并將其與傳統高強度訓練進行對比分析。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以北京男子手球隊18名運動員為研究對象，隨機分為加壓組和對照組，每組各9名運動員，兩組運動員年齡、身高、體重均無顯著性差異。北京男子手球隊在2018年全國男子手球冠軍杯比賽中取得了第1名的優異成績，并在2013年、2017年兩屆全運會中取得第3名的成績，因此，本研究選取的研究對象符合我國高水平男子手球運動員的定義。運動員基本信息如表1所示：

表1 研究對象基本信息Table 1 Athletes’ Basic Information

1.2 研究方法

將18名運動員按照年齡隨機分成加壓組和對照組，加壓組采用下肢加壓訓練方式，對照組采用傳統高強度訓練。在實驗前進行測試，定義為“前測”，加壓力量訓練4周后再次測試，定義為“中測”，8周訓練結束后進行測試，定義為“后測”。通過比較前、中、后測運動員各素質指標的變化，探討加壓力量訓練的效果，并將其與傳統高強度訓練效果進行對比分析。

1.2.1 實驗設計和訓練方案

加壓組在下肢加壓狀態下完成深蹲、硬拉、負重弓步蹲和推雪橇車練習。其中，運動員采用30% 1RM強度進行深蹲和硬拉練習，采用固定重量的形式進行弓步蹲（水袋20 kg）和推40 kg雪橇車練習。深蹲、硬拉、負重弓步蹲練習各進行4組，第1組30次，隨著肌肉疲勞的出現每組完成數量遞減，但截至第4組不少于20次，組間歇60 s。推雪橇車練習形式為全力推車前行20 m，然后無負重沖刺跑返回起點，練習4組，組間間歇90 s。運動員在訓練前佩戴寬5 cm的加壓帶，加壓帶捆綁于大腿中上1/3處，并與大腿縱軸垂直，使用全自動加壓訓練儀（KAATSU Pro，日本）進行充氣加壓，著裝壓為40 mmHg，前4周訓練時壓力為200 mmHg，后4周為220 mmHg。

對照組采用相同訓練內容，即深蹲、硬拉、弓步蹲和推雪橇車練習，采用70% 1RM負荷，深蹲、硬拉、負重弓步蹲練習各4組，每組12次，組間間歇時間與加壓組相同。實驗持續8周，每周3次課，每次課2.5 h。

另外，按照手球運動隊隊伍周訓練計劃安排，除每周3次力量訓練課外，還包括4～6次技戰術訓練課，對照組與加壓組技戰術訓練、飲食、休息時間等條件一致。

1.2.2 實驗測試指標

1.2.2.1 等速肌力和爆發力指標

膝關節等速肌力測試：采用德國ISOMED 2000等速肌力訓練測試系統，在60°/s角速度下測試膝關節屈伸的峰值力矩。測試者取座位，固定好測試者位置，預防測試過程中受試者臀部脫離椅子等代償動作。

縱跳高度測試：將Myotest固定于運動員髂前上棘，測試者施加口令指導運動員測試。測試運動員半蹲跳（SJ）、叉腰下蹲跳（NS-CMJ）、擺臂下蹲跳（S-CMJ）的縱跳高度，每項內容測試3次，取最高值作為分析對象。

1.2.2.2 短距離沖刺能力和靈敏性指標

T靈敏性測試：在手球館進行測試（塑膠場地），用卷尺確定4點，點1與點2間距10 m，點2與點3、點2與點4間距5 m，紅外計時器置于“起點”“終點”處，兩個傳感器之間距離2 m，精確度為0.01 s，距離起點20 cm處用白色膠帶標記運動員站立點，運動員采用站立式起跑姿勢，當設備準備完畢后運動員自行起跑。跑動順序及方法為：沿“A”線沖刺跑向并觸摸“2”點標志盤→沿“B”線側滑步并觸摸“3”點標志盤→沿“C”線側滑步并觸摸“4”點標志盤→沿“D”線側滑步并觸摸“2”點標志盤→沿“E”線倒退跑并沖過終點（圖1）。標志盤高度為20 cm。

圖1 T靈敏測試圖Figure 1. T Agility Test

30 m沖刺跑：在手球館進行測試（塑膠場地），用卷尺確定兩個紅外記時器之間的距離為30 m，距離起點20 cm處用白色膠帶標記運動員站立點，運動員采用站立式起跑姿勢，終點后有20 m減速緩沖區，并設有緩沖軟墊，當設備準備完畢后運動員自行起跑，設備會自動記錄區間時間，精確度為0.01 s。

1.2.2.3 生理學指標

整個運動過程中，通過運動心肺評估系統（瀚雅運動心肺評估系統Smax58ce，南京）連續測量HR和呼氣成份，以攝氧量的最大值為，以遞增負荷中出現時的對應速度和HR為速度和HR。

無氧功測試：用功率自行車（POWERMAX-VⅡ，COMBINATION，日本），分別以4 kp、7 kp、10 kp的阻力進行7 s全力蹬自行車運動，中間休息5 min。之后通過阻力和轉數的功率計算方程計算出最大功率。最大功率計算公式為0.98×b2/4a（a為阻力和轉數的直線回歸方程系數，b為截距）。

1.2.3 統計分析

使用Excel軟件對所有數據進行編輯整理，采用SPSS Statistics 22.0統計軟件進行統計分析，數據表示采用平均值±標準差（M±SD）表示，采用雙因素（加壓×時間）重復測量方差分析對前測、中測和后測加壓組和對照組組內和組間各指標進行差異性檢驗，P＜0.05表示有顯著性差異。

2 研究結果

2.1 訓練干預前后等速肌力指標變化

加壓組在干預訓練4周和8周后，左、右膝屈曲峰力矩顯著增大（P＜0.05），4周后左、右膝伸展峰力矩呈現增加的趨勢，8周后略有減小，但無顯著性變化（P＞0.05）；對照組左、右膝屈曲和伸展峰力矩在4周和8周后呈現先增加后減小的趨勢，但無顯著性變化（P＞0.05，表2）。

2.2 訓練干預前后下肢爆發力指標變化

加壓組在干預訓練4周和8周后SJ和NS-CMJ高度均增加，4周后增加顯著（P＜0.05），S-CMJ高度在4周和8周后均增加，但無顯著性變化（P＞0.05）；對照組在4周和8周后SJ、NS-CMJ和S-CMJ高度均呈現增加趨勢，且SJ高度在8周后增加顯著（P＜0.05，表3）。

2.3 訓練干預前后無氧能力指標變化

加壓組在干預訓練4周和8周后最大無氧功絕對值均增加，4周后具有顯著性差異（P＜0.05），對照組在4周和8周后均增加，但無顯著性變化（P＞0.05）；加壓組和對照組的最大無氧功相對值在4周和8周后均增加，但無顯著性變化（P＞0.05，表4）。

表2 訓練干預后等速肌力指標變化Table 2 Changes of Isokinetic Strength Index after Training Intervention N·m

表3 訓練干預后縱跳能力指標變化Table 3 Changes of Vertical Jump Ability Index after Training Intervention cm

表4 訓練干預后最大無氧功和最大功率指標變化Table 4 Changes of Maximum Anaerobic Work Index and Power Capacity Index after Training Intervention

加壓組30 m加速跑用時在4周和8周后均縮短，4周后具有顯著性變化（P＜0.05），對照組在4周和8周后均縮短，但變化不顯著（P＞0.05）。加壓組和對照組在干預訓練4周和8周后，T靈敏性測試用時均顯著縮短（P＜0.05），同時，實驗組8周后T測試用時顯著短于4周后（P＜0.05，表5）。

表5 訓練干預后短距離沖刺和靈敏指標變化Table 5 Changes of Sprints and Agility Capacity Index after Training Intervention s

2.4 訓練干預前后有氧代謝能力變化特征

表6 訓練干預后指標變化Table 6 Changes of Maximum Oxygen Uptake Index after Training Intervention

表6 訓練干預后指標變化Table 6 Changes of Maximum Oxygen Uptake Index after Training Intervention

有氧能力指標 組別 前測 中測 后測V.O2max /（ml/min） 加壓組 4 273.33±552.33 4 331.33±280.60 4 569.50±611.56*對照組 4 463.78±512.37 4 608.22±394.53 4 377.18±648.23 V.O2max相對值/（ml/min·kg） 加壓組 50.78±2.47 50.97±3.33 50.42±2.91對照組 47.35±5.39 49.79±5.30 46.75±4.80

3 討論與分析

近10年來，加壓訓練作為一種流行的力量訓練手段，已受到學者、教練員、體能師等人員的廣泛關注。它可以通過加壓設備限制四肢血液流動以加強訓練負荷，使20%～30% 1RM的低強度訓練可以達到傳統70%以上高強度的力量訓練效果。在前人的研究中，加壓訓練主要的應用領域為醫療、康復和大眾健身等，在專業運動員力量訓練中的應用報告較少，加壓訓練是否能達到與傳統高強度抗阻訓練同樣的力量增益效果需進一步的研究和驗證。因此，本研究以北京市高水平手球運動員為對象，進行為期8周的加壓和傳統訓練干預，旨在對比加壓與傳統訓練對運動員的膝關節等速肌力、下肢爆發力，有氧和無氧代謝能力提升效果的異同。

3.1 加壓訓練對等速肌力的影響效果

表2中的結果表明，加壓組在4周和8周訓練后左、右膝關節屈曲峰力矩均顯著提高（P＜0.05）。Takarada等（2002）以17名橄欖球運動員為對象進行8周、每周2次的20%1RM強度的膝伸展加壓訓練，研究結果顯示，訓練后加壓組膝關節伸肌伸展峰力矩增加了9.2%，而控制組僅增加3.1%。Sakuraba等（2009）發現，高水平運動員完成50%1RM強度的加壓膝伸展練習后，等速肌力增加了14.3%。本研究結果與前人研究相一致，即加壓力量訓練可以提高運動員膝關節等速肌力測試中的峰力矩。但值得注意的是，本研究中加壓訓練對膝關節屈肌的影響效果更大，4周和8周訓練后屈曲峰力矩顯著提高（P＜0.05），提示加壓訓練對股后肌群力量增益效果更明顯。此外，加壓組膝伸展峰力矩呈現出先增加后減小的趨勢，可能是由于前4周加壓條件對膝關節伸展肌群力量增益效果較明顯，而后4周隨著肌肉對加壓條件和訓練強度的適應，力量增加的幅度降低所致。

3.2 加壓訓練對下肢爆發力的影響效果

縱跳能力測試經常用來評價運動員下肢爆發力（Cronin et al.， 2005；Lockie et al.， 2011）。隨著爆發力水平的提高，短時間內通過募集更多運動單位參與放電以傳遞更多能量，使縱跳高度逐漸提高（Alemdarog?lu et al.， 2002）。因此，縱跳高度可以更加客觀準確地反映下肢爆發力的變化情況。從表3中數據可知，加壓組和對照組都可以提高SJ、NS-CMJ和S-CMJ高度，加壓組4周后SJ和NS-CMJ高度增加顯著（P＜0.05）。Madarame等（2011）得出，普通男性10周30% 1RM加壓訓練后股四頭肌CSA和1RM深蹲顯著優于對照組，但縱跳摸高成績并無提高，其認為加壓訓練雖然能增加肌肉體積和肌力，但并不能提高運動成績。Abe等（2005b）發現，8天加壓訓練只提高了田徑運動員短跑成績，跳高成績并無改善。本研究結果與前人研究中的觀點有所差異，本研究顯示，干預訓練前4周下肢加壓力量訓練可以顯著提高運動員下肢爆發力水平，在增加肌肉體積和肌力的同時，提高下肢運動單位募集頻率和股后肌群的肌肉放電率，使縱跳高度獲得顯著提高。而后4周隨著下肢肌群產生適應性的變化，其爆發力提高的幅度有減小的趨勢。造成與前人研究結果差異的原因可能是與訓練周期不同、運動的專業特征差異以及限血壓力強度不同有關。因此，訓練效果的可重復性和專項針對性都需要進一步的研究和證實。

3.3 加壓訓練對無氧代謝能力的影響效果

如表4所示，4周和8周的加壓抗阻訓練可以提高運動員的最大無氧功，4周后最大無氧功顯著增加（P＜0.05），8周后略有降低可能是由于血液對加壓缺氧環境產生生理適應所致。而最大無氧功的獲得主要取決于肌肉中含無氧代謝酶活性較高的快肌纖維百分比。前人研究表明，低強度加壓訓練和傳統高強度抗阻訓練在增加快肌纖維募集效果方面可以達到相類似的效果（Moritani et al.，1992）。加壓訓練過程中可以募集更多的快肌纖維，是由于代謝產物堆積所造成的缺氧環境不適合慢肌纖維的動員（Meyer et al.， 2006）。從肌纖維的機械動員方面講，氧供應減少和代謝產物堆積可以刺激Ⅲ和Ⅳ型傳入神經，導致a運動神經元受抑制，從而增加快肌纖維的募集以維持肌肉力量，提高最大無氧輸出功率（Loenneke et al.， 2010；Yasuda et al.， 2005）。因此，低強度加壓訓練相比于傳統高強度訓練而言，其快肌運動單位和放電頻率相當，可以激活更多的快肌纖維參與肌肉活動。

從表5中的數據結果可知，加壓訓練可以顯著縮短T靈敏性測試的用時，使運動員的靈敏素質提高。Manimmanakorn等（2013a）以女子網球運動員為研究對象，進行為期5周，每周3次的膝伸展和屈曲加壓訓練，結果表明，5 m沖刺跑能力和靈敏性獲得顯著提升，其靈敏性獲得提升的觀點與本研究相一致。本研究結果還顯示，加壓訓練可以縮短30 m加速跑的用時，并在4周后出現顯著性差異。此結果與Abe等（2005b）的觀點相類似，并提示，短周期加壓訓練可以提高手球運動員短距離沖刺能力。

3.4 加壓訓練對有氧代謝能力的影響效果

4 結論

1）加壓力量訓練可以提升手球運動員有氧、無氧代謝能力，同時增加單關節等速膝伸展、屈曲的肌肉力量，并對股后肌群的訓練效果尤為顯著。

2）加壓力量訓練可以提升運動員縱跳、加速跑和靈敏性等下肢爆發力素質。

3）低強度加壓訓練相比與傳統高強度訓練，其訓練效果相當，并且在提升運動員有氧和無氧代謝能力、股后肌群力量以及下肢爆發力方面優于傳統訓練，可以作為一種訓練方法在專業運動隊中進行應用。