非穩定性抗阻訓練的內容構建及對肌肉的激活效應

徐 菁 ，戰廣豪 ，王 路 ，徐 飛

（1.杭州師范大學 體育與健康學院，浙江 杭州 311121；2.華東師范大學 體育與健康學院，上海200241）

近年來，功能性力量訓練在我國運動損傷預防、康復、健身以及競技體育領域備受關注。有人指出，核心力量訓練是功能性訓練的一種重要手段和表現形式［1］。目前，核心力量訓練已受到眾多體育工作者和研究學者的重視。而傳統抗阻訓練強調局部大肌肉群的單一發展，忽視了深層小肌肉群的訓練以及動力鏈中整體力量的發揮［2］，難以滿足當前訓練和競賽的需求。與之相比，核心力量訓練在發揮其優勢的同時還彌補功能單一的不足，并為動力鏈的高效發揮奠定基礎，關鍵在于“不穩定因素”的增加［3］，即在不穩定的狀態下進行抗阻訓練。研究證實，核心力量訓練對穩定脊柱和骨盆，改善控制力和平衡性，提高技術動作經濟性、實效性，預防運動損傷等效果顯著［4］。然而，對核心力量訓練中不同程度非穩定性抗阻訓練（Instability Resistance Training，IRT）的效果尚缺乏系統的綜述。

IRT是指利用不穩定表面和一系列訓練器械調動軀干部位深層肌肉對抗阻力來控制運動姿勢，并加強軀干和核心肌肉力量的練習［5-6］。非穩定性抗阻訓練（IRT）起源于運動康復領域，現已廣泛運用于健身和競技運動體能訓練中。現階段，IRT在康復領域的應用和發展趨于成熟，但在健身及競技體育領域仍存在局限性。盡管運動員在力量訓練中能夠表現出很大力量，但實際運動過程中穩定狀態被破壞，使得力量難以發揮。此外，如果核心部位力量缺乏，身體在不穩定狀態下進行大負荷或超負荷工作，四肢肌肉又因為承受壓力過大而出現代償動作，有可能是造成肌肉拉傷的重要原因［7］。因此研究非穩定性抗阻訓練是否能夠有效提高軀干的穩定性、適應不穩定運動很有必要。而IRT練方法引進國內的時間不長，在理論研究和實際應用方面還缺乏系統的梳理。鑒于此，筆者在前人研究基礎上，綜述了非穩定性抗阻訓練的方法、原理及作用，分析其應用進展和不足，以期為預防運動損傷、促進康復、合理安排運動訓練提供相應的參考。

1 非穩定性抗阻訓練方法與科學原理

1.1 非穩定性抗阻訓練的方法

非穩定性抗阻訓練（IRT）一般應用于增強體能、運動康復和健身，包括傳統的抗阻訓練、專門器械和自重訓練等方式。“非穩定”狀態可以通過改變支撐面的穩定性、動作的對稱性、施加未預期的外力等方法來實現［8］。非穩定訓練面可以通過瑞士球或BOSU球（平凸面的半球形充氣球，BOSU Balls）、泡沫軸（Foam Rollers）、平衡板（Wobble Boards）、懸掛鏈（Suspended Chains）、繩索（Ropes）以及彈力帶（Bands）等器材來代替［9］。 除通過專業器材實現非穩定支撐面以外，天然砂或礫石一類不穩定地面也可充當。另外，由雙腳站立變為單腳站立、改變支撐面的大小進行深蹲，同樣能實現訓練所需的不穩定性。類似的不穩定支撐環境也能對身體姿勢和關節造成不穩定的刺激［10］。

不對稱抗阻練習使身體力矩縮短，從而造成非穩定性的挑戰［5，11-12］。因為日常工作中的活動及體育運動大都是單側肢體的運動，因此根據特異性訓練原則，非對稱抗阻訓練比對稱抗阻訓練更加重要［13］。 Behm 等［14］研究表明，非對稱啞鈴肩上舉和臥推對下腰部豎脊肌的刺激效果更為顯著。單側收縮還可激活對側不活躍肢體的神經支配，被稱作交叉訓練效應［15］。在對側肢體的不對稱運動中可能會出現交叉疲勞現象，同側和對側的肢體通過不對稱訓練激活核心肌群，并刺激神經系統，軀干和核心訓練對力矩轉換和爆發力生成至關重要［16-18］。應用IRT特殊訓練原則發現［19］，提高訓練效果和競技表現，最有效的方式是利用泥地、水和冰等條件，模擬訓練、比賽中不穩定表面的條件，從實際、實戰出發，是提高訓練效率的有效保障。

1.2 非穩定性抗阻訓練的原理

生物運動鏈證實運動不是由單一肌群或某個關節單獨完成，而是通過核心肌群向四肢傳輸能量形成動力鏈，并募集更多的軀干深層肌群參與運動［20］，強有力的核心肌群素質就顯得非常重要。研究證實，力量的增加是由于肌肉橫斷面積的增加和神經—肌肉協調性的提高［21］，而傳統的抗阻訓練主要是發展力量素質。對個人健康和功能表現來說，肌肉協調性非常重要，但核心肌肉的激活程度同等重要，甚至更重要［5］。從目前的研究證據來看，與傳統抗阻訓練相比，中度負荷的IRT對核心肌群和四肢肌肉的激活程度更高，即使在訓練過程中使用相對較低的力量和爆發力，也能保證慢肌纖維和快肌纖維的激活程度［22］。因此，中度負荷非穩定狀態下的力量訓練是激活和募集核心肌肉的有效方式。

此外，在不穩定情況下腹肌、多裂肌等深層軀干穩定肌會對四肢運動做出預期姿勢調整［23-25］，穩定肌被激活程度高于參與運動的肌肉［26-27］。而當運動員軀干穩定肌反射出現延遲時，存在腰背部損傷的風險［28］。此外，平衡和運動技能訓練可以提高視覺、本體感覺以及前庭覺反饋信號傳入的靈敏性［29-30］，使軀干穩定肌的激活程度更高［31］。IRT則利用不穩定表面縮短反應時，促進肌肉同步收縮來維持肢體平衡，從而達到保護和加強關節穩定性的效果［12，32-33］。在此過程中，拮抗肌同步收縮、對四肢的支配和控制加強，使關節硬度（Joint Stiffness）提高以保證身體姿勢穩定［32，34-35］。 綜上，IRT不僅能提高核心部位肌肉激活的程度，還能增強參與維持平衡的主動肌和拮抗肌之間的協調［36］。

需說明的是，現有研究主要證明非穩定性抗阻訓練對肌肉的激活程度、對運動單位募集情況以及肌肉的協調能力，但并未對不同程度肌肉激活所產生的影響進行量化研究。為了預防損傷，應有目的地增大力量，這樣才有利于軀干和四肢及其他部位力量的轉化。這種方法對于運動員而言也間接起到提高速度的作用。

表1 非穩定性抗阻訓練概要

2 非穩定性抗阻訓練的應用

2.1 非穩定性抗阻訓練對平衡能力的影響

IRT由力量練習和穩定性練習2部分組成，即負荷和阻力的不斷增加和平衡能力的挑戰。力量和爆發力的增長主要是由于肌肉橫斷面積增加導致的肌肉肥大和神經—肌肉間協調能力的改善［42］。神經適應包括肌內協調和肌間協調，二者在力量發展初期起著重要作用［42］。其中肌內協調是指單塊肌肉內力量平衡，與運動單位募集的數量、神經沖動和不同運動單位同步化有關，而肌間協調是指多塊不同肌肉之間在時間上的優化配合［43］。兩者的協調最大化提高了肌肉收縮的效率，并突出神經對肌肉的控制能力［44］，即使動作的完成更加合理化和經濟化。

平衡性和穩定性可以隨著力量和爆發力的增加得以提升。大學生受試者在積極參加5周無阻力平衡訓練后，平衡板測試顯示，靜態平衡成績提高了33%，原地垂直縱跳高度也增長了9%［39］。可能是姿勢晃動的減少使跳躍高度增加。因為人的身體是一個倒立鐘擺系統，所以平衡較差個體的縱跳晃動水平較顯著。平衡訓練有助于提高垂直縱跳高度。因此，在不改變肌肉質量和運動單位募集情況下，提高平衡性有助于提高縱跳高度。此外，在15～17歲的冰球運動員中，靜態平衡得分（搖擺板）和最大滑行速度呈顯著相關［41］，表明平衡訓練可以提高運動經濟性和運動功能表現。

研究證實，非抗阻平衡訓練能提高本體感覺［38，42］。針對平衡報告進行針對性訓練后，訓練效果提高到105%，效應值（Effect Size，ES）為 1.2［5］。 這不僅提高了最大力量、爆發力和跑步能力，也能降低摔倒事故的發生率。同時功能表現提高31.5%（ES＝0.58）［5］。 另外，深蹲、硬拉、舉重等傳統地面抗阻訓練為中等程度的不穩定性［5-6，12，34，37］，為更好地控制和對抗阻力（負荷），須相應提高核心穩定性和平衡能力。所以，非穩定性抗阻訓練計劃應當包括預防運動損傷的平衡練習［44-45］。

2.2 非穩定性抗阻訓練對肌肉激活程度的影響

在不穩定表面上進行臥推、俯臥撐和深蹲能激活核心肌群，從而更好實現對機體的有效控制［21，46-48］。水中訓練會降低姿勢穩定性，也能更好提高軀干肌的激活程度［10］。研究指出，在不穩定條件下運動時，軀干肌肉激活程度提高47.3%（ES＝2.5）［5］。但肌肉激活程度與不穩定程度并非呈正比關系。最新研究證實，過高的不穩定性反而會顯著降低肌肉激活程度。Behm［34］等研究坐于瑞士球和板凳上伸膝和踝跖屈時肌肉的肌電，結果發現，極度不穩定情況下腿部的伸膝力下降70.5%，股四頭肌激活程度下降40.3%；而在中度不穩定表面上進行的跖屈運動，踝跖屈力只下降20.2%，脛骨前肌激活程度下降3%。綜上，為了達到適宜的肌肉激活程度，不穩定性應維持在適中狀態。Martin等認為，在極度不穩定條件下訓練有可能阻礙力量和爆發力素質的提高，而較低的不穩定抗阻訓練則會增加軀干和四肢肌肉的激活程度［16］。

核心肌群是促進上下肢的力矩和角動量在動力鏈各環節上傳遞的關鍵［12］。力矩和角動量依次由骨盆帶向軀干、有利肩胛帶、有利上肢進行傳遞［12］。核心力量在上下肢的力矩和動量傳遞中起紐帶作用，力量不足會導致組織和骨骼的壓力增加，從而導致力量傳遞鏈中斷。在此情況下，上肢肌力加大輸出以彌補力矩不足，容易導致過度使用性損傷［12］。因此，訓練計劃應消除動力鏈中的薄弱環節，尤其是核心肌群的薄弱環節。

足夠證據表明傳統抗阻訓練（70%～80%1RM）與非穩定狀態下的自重訓練（Callisthenic Exercise）相比，豎脊肌激活程度更高［37］。穩定條件下與BOSU球坐姿肩上推舉相比，腹直肌、腹橫肌、腹內斜肌的激活程度更高，腹外斜肌和豎脊肌的肌肉活動則沒有顯著變化。綜上，在中度不穩定狀態下的損傷恢復過程中可以施加較低的外力。較低負荷或較小關節力矩的IRT保證了肌肉激活程度的提高。但為了獲得優質的最大力量和爆發力，必須對神經肌肉系統施加較大強度的阻力刺激，從而提高訓練效率。

2.3 非穩定性抗阻訓練對運動表現的影響

有人認為，非穩定表面的抗阻訓練對發展專項所需的平衡、本體感覺和核心穩定性可能沒有效果，穩定條件下站姿自由負重才是發展專項技術最有效的方式。對運動員來說，傳統地面抗阻自重練習比IRT效果要好，是因為運動在不穩定條件下進行力量和爆發力訓練時，平均力量和爆發力都顯著降低（達29.3%）。但也有研究報道稱，9周IRT使膝關節本體感覺提高 44.7%［9］。

當然，并非所有的IRT練習都會導致力量減弱或力量損失。在健身球上進行動態臥推，只有6%～10%的力量、爆發力和速度的減弱或損失。在瑞士球上進行臥推，力量也不會顯著減弱。主要是是因為瑞士球被壓縮后出現的扁平形變，有利于促成相對穩定的平臺［5-6，12］。非穩定運動可能會使深蹲時退讓階段的速度下降和活動范圍縮小。因為力量、爆發力和高速運動與平衡性和穩定性密切相關，平衡和穩定性的提升會伴隨力量和爆發力的相應提升。綜上，在不穩定的表面抗阻訓練，機體的力量、爆發力和速度會出現不同程度的減弱，但有助于改善關節本體感覺。但此過程中出現的力量、爆發力和速度減弱對關節本體感覺的影響尚不明確。

3 小結與建議

非穩定性抗阻訓練研究表明，與傳統抗阻訓練計劃相比，IRT已取得一些研究成果。雖然不穩定條件容易導致肌肉輸出功率下降（表現為力量、爆發力和運動速度減弱），但也有利于提高核心肌群和四肢肌肉的激活程度。現有證據表明，中度不穩定狀態結合抗阻訓練的效果最好，能夠能增強軀干核心力量、提高核心穩定性、穩固關節和加強神經肌肉間的協調能力，還能有效預防損傷。但須注意的是，關于高水平運動員的研究相對較少，結果尚不夠明確。故建議高水平運動員進行非穩定性阻抗訓練法時應持謹慎態度，可先嘗試應用于周期性訓練計劃中的準備活動階段或低負荷階段。

目前，對于IRT中“非穩定”狀態的界定還沒有量化標準，導致實踐中訓練負荷和訓練計劃的制定有一定的爭議。雖然已證實，極限不穩定狀態下，肌肉激活程度下降；中等不穩定狀態下，肌肉激活程度提高，但“極限不穩定”和“中等不穩定”的界定和區分并不明確。此外，盡管IRT能改善關節本體感覺，但IRT過程中出現的力量、爆發力和速度衰減與關節本體感覺的關系并不清楚。所以，將來的研究應著重于明確“非穩定狀態”的不同程度與訓練效果之間的關系、IRT訓練改善本體感覺的生理機制以及驗證IRT訓練是否有助于提升高水平運動員的運動表現等方面。