預激活增強效應對男子體操運動員跳馬助跑的影響分析

譚平易

本文通過改變時間變量，在PAP的誘導環境下，研究基于不同時段下，針對男子體操運動中跳馬助跑項目的干涉情況。實驗對象選擇了湖南省體操運動管理中心的5名男子體操運動員，經過多次重復的單組實驗測試，采用攝像機拍攝捕捉動作，使用SPSS21.0分析實驗數據，選擇95%置信區間。實驗結果表明：髓關節角度與CMJ峰值力以及跳馬助跑倒2步/2步、踏板起跳的水平均有明顯提高，在經過8min后達到漲幅巔峰，持續時間為16min。因此證實了預激活增強效應有助于改善運動員身體運動水平與運動項目訓練成績，從而提高比賽成績。

體操作為我國奧運的重點項目之一，盡管已經躋身進入世界前列但由于該項目動作發揮十分考驗運動員臨場發揮能力，具有不穩定性，尤其是跳馬項目未取得優異的成績，因此體操訓練也成為我國運動項目培育的關注重點。目前國內對男子體操項目中的跳馬訓練情況并不理想，助跑動作由于構成機理與訓練內容簡單，因此常被訓練員/教練員所忽略，實際上落地技術穩定的發揮能直接影響比賽成績，李小鵬于雅典奧運會中跳馬項目的失敗充分說明了這一點。因此本文從跳馬助跑技術入手著力研究提高男子體操比賽成績的方法。

根據近年來體操訓練的方法發展情況來看，目前世界上比較認可的是PAP訓練法。預激活增強效應（Post activation potentiation PAP）起源于1982年的動物實驗中，在以白鼠與比目魚為實驗對象的動物實驗中，試驗結果發現老鼠的跖伸肌、比目魚肌在經歷強烈的直接刺激后凸顯出顯著的肌肉單收縮峰值張力整體數值上升的情況，運動員自身的脛骨前肌與跖屈肌在進行運動10s時所呈現的最大等長自主收縮淵以及在進行項目熱身運動后的肌肉單收縮的峰值張力均有顯著增加的情況，由此可證實，激活增強效應在人類肌肉肌群中同樣存在。通過大量的動物及人體實驗后，PAP研究發展至今已經被應用到體育競技訓練當中，用于提高運動員身體素質及技巧水平。本文旨在研究PAP方案對男子體操跳馬助跑訓練情況，希望有助于PAP在跳馬助跑訓練中更好地實踐與應用。

1 實驗研究

1.1 實驗對象

本實驗選擇了湖南省體操運動管理中心的5名男子體操運動員進行實驗。所有研究對象均在實驗前知曉并同意進行此次研究，與赫爾辛基宣言相符合。

1.2 實驗方法

本次研究中的PAP誘導方案具體為：30s靜態拉伸+3組5次屈膝縱跳。進行正式實驗前，面向運動員身體素質能力進行提前檢測，檢測結果表明：所有實驗對象均可有效完成累計5次屈膝縱跳，基于此，將實驗中的項目間隔時間更改為30s/組，實驗組合對照組分別采用以下兩種不同的方案：

實驗組主要進行的是對臀伸肌群、股四頭肌群和小腿三頭等肌群的動靜態牽拉運動，牽拉直到感受到疼痛時再更換腳，每只腳運動30s，一共牽拉3分鐘。牽拉動作完成以后再進行3組5次的屈膝縱跳動作，要求屈膝時的腰線要低于水平線。

對照組按照常規的訓練進行熱身，其中靜態休息時間為5分鐘。

實驗組合對照組分別采用以下兩種不同的方案。

在實驗開始前準備好攝影設備的固定，進行定點拍攝，在框架移開以后讓兩臺設備同時進行定點的動作捕捉拍攝。

1.3 實驗步驟

將單組多重前后測試實驗方法應用于本次實驗對象中。

進行正式實驗前，要求兩組實驗對象均進行熱身準備，其中靜態休息5分鐘。但隨后實驗組在進行5次跳馬動作后接著開始在5min的PAP干預下進行5次跳馬運動，其中跳馬之間的間隔時間為4min。在熱身運動過程中，在小組對象進行正常熱身活動后，分組記錄兩組成員的髖關節活動度（基礎值），在小組對象每次進行跳馬項目前，針對研究對象的下行髖關節活動度，在關鍵時間點：進行PAP項目前、后0與16min;針對研究對象下蹲跳，在關鍵時間點：進行PAP項目前后0、4、8、12、16min數據進行測試與記錄。另外，在攝影機全程記錄下運動員每次跳馬的動作，以及PAP前后的時間間隔要注意保持在5min。

在每次完成跳馬助跑訓練后，教練員還要做好監督和評價，及時指出運動員的技術動作完成的優缺點。此外，本實驗在不影響運動員日常訓練下完成。

1.4 實驗數據收集

收集運動員髖關節活動度素質情況，運動員自身髖關節的活動程度能夠有效反映在助跑過程中，運動員自身主動肌與拮抗肌的力量情況以及同肌肉柔韌度間進行交互協調與交替的能力，具體操作如下：要求運動員平躺在地面上，將優勢腿伸直，同時將身體向前保持前傾，將大轉子作為身體軸心的水平面上，注意保持優勢腿同實驗對象身體間的夾角，將大腿外側中間位置、實驗對象的身體水平位及大轉子作為實驗標記點。測試時測試者需要穩定地按壓運動員另外一條腿的末端。本次試驗過程中，使用漢斯HS1024c型號量角器對相關數據進行采集，要求實驗對象在預設點分別進行兩次測試，并且取兩者的較大值作為最終實驗結果進行記錄。

CMJ指的是運動員下蹲跳，運動員的下蹲跳峰值和高度是影響跳馬的關鍵素質能力，在下蹲跳時運動員充分展現了肌肉剛度和收縮能力，此外還能一定程度上體現出結締組織的彈力情況和運動神經興奮活動情況。具體的測試方法如下：首先要求運動員雙腳站立測力臺（KISTLER9281C，德國）上在與腰臀同寬，在雙手擺動的同時身體迅速下蹲接著向上蹬步跳起。每個動作在既定時間內檢測2次，取其中最大的CMJ峰值力和高度。實驗過程中采用高速攝像機（JVC PX100進行數據跟蹤采集，此次研究過程將跳馬助跑倒三步起跳瞬間同離板過程中所產生的影響機理作為主要檢測對象，將拍攝參數分別設置為：頻率100fps，主光軸與助跑跑道垂直，距離跑道約20m。

1.5 實驗數據處理

本次研究中所采集的實驗數據包括：助跑倒三步、倒二步（毽子步）、踏板起跳水平速度（倒一步）以及在運動員從開始踏板到最后腳底離板時髖關節處的角速度等運動學重要統計數據。將所收集數據進行統計與清洗后，借助Dartfish軟件對其進行詳細的解析與計算，在此過程中，面向運動員助跑水平速度與踏板髖關節的角速度所采集的并非精確數值而是多次測量結果的平均值。另外，需要對疲勞指數進行計算。疲勞指數具體是指借助CMJ以及跳馬助跑運動學等主要指標的動態變化情況對此次實驗對象在進行累計5次的跳馬項目后，對其體能的變化比率情況進行反映，計算公式如下：

1.6 實驗數據統計

使用統計學軟件SPSS 21.0 對數據進行分析，以平均值±標準差±SD）表示。通過改變某一參數形成對比來分析經過PAP方案訓練的最佳時間段。實驗結果偏差值較大的數據則使通過LSD進一步兩兩比較。此外，實驗標準值的最佳時間段使用Pearson進行相關檢分析。P<0.05表示存在統計學差異。

2 結果分析

2.1 PAP干預實驗髖關節活動度情況對比

經過實驗對比后熱身前后的數據發現，根據靜態休息（設定為5分鐘），發現髖關節活動度的數據顯示活動度并未得到明顯增高，變化值在-0.890%。干預后關節活動度則明顯提高了7.91%左右。在完成數據檢驗以后發現髖關節活動度的實驗小組存在統計學差異，差異值如下F（4，20）=7.891，p=0.001，q2=0.61。而據LSD得出的干預后髖關節活動度顯示兩兩對比以后皆大于基礎值（p=0.002）、PAP實施前0min（p=0.001）、PAP實施前16min（p=0.016）和OAO實施后16min（p=0.02）。

2.2 PAP干預實驗CMJ峰值力情況對比

CMJ峰值力的實驗數據結果如下圖1所示，根據數據可以看到在PAP實施前的CMJ峰值力疲勞指數近似0.40%，在峰值力組內的統計學差異值如下：F（4.05.20.25），p=0.001。而據LSD得出的峰值力顯示，干預前后兩組兩兩對比，在PAP實施之前即未干預時初始條件是p=0.031，表現的峰值力上不高，干預前4分鐘時p=0.006、干預前12分鐘時（p=0.002）。此外還可以看到，在實施PAP進行干預后以后的CMJ峰值力明顯低于干預前4分鐘時（p=0.006），干預前12分鐘時（p=0.002）;在干預后4分鐘時CMJ峰值力明顯高于干預前8分鐘時（p=0.005）以及低于干預前12分鐘（p=0.002）;在干預后8分鐘時CMJ峰值力明顯高于干預前4分鐘（p=0.006）;最后干預后16分鐘的CMJ峰值力也是比干預前8分鐘要高。

2.3 PAP干預實驗CMJ高度情況對比

還有一點值得關注的是PAP與疲勞的平衡關系，研究表明當肌肉疲勞程度小于PAP時對于提高運動員成績有明顯性作用。而這種關系出現的時間以及維持也需要展開深入研究。在實驗中安排進行了干預跳馬實驗，PAP干預之前進行跳馬動作的實驗結果顯示出，關于CMJ高度疲勞指數的變化情況用百分比表示為-1.801%，表現出了疲勞現象，PAP干預之后進行跳馬動作的實驗結果顯示出，關于CMJ高度疲勞指數的變化情況用百分比表示為1.297%，疲勞現象有所緩解。干預前后的CMJ高度對比結果分別用以下時間表示：0min、2min、4min、6min、8min、10min、12min，統計學差值F變化為0.412、0.966、4.229、5.100、4.663、4.604、5.572（見下表1），呈現出先增后減的凸函數形式，其中CMJ高度變化在干預后的8min后達到了漲幅的巔峰值，持續時間16min。使用單因素重復對實驗數據進行方差檢驗，分析結果顯示CMJ高度組內沒有統計學差異p≥0.05。因此經過上述的實驗證實了PAP實際上是動態變化的，與活動強度呈反比例關系。合理的構建PAP方案有助于改進運動員在比賽中的疲勞平衡。

2.4 跳馬助跑水平速度與踏板髖關節角速度

根據實驗運動員的疲勞指數變化情況，在實施PAP之前倒三步的指數為0.239%，倒二步0.198%，此外，踏板髖關節角速度與踏板起跳的指數數值分別為0.238%、0.263%。

在進行PAP活動項目前，運動員倒3步/2步以及踏板起跳及踏板髖關節角速度的疲勞指數變化情況分別為：0.159、1.640%、0.693%、1.117%，采用單向重復方差檢驗法檢測。根據指數統計情況來看，上述四項內容的結果數值之間統計學差異尚不顯著，其中P≥0.05。但是其中可以觀察到，助跑速度同倒2步疲勞變化指數整體變化比率在面向實驗對象實施PAP前，具有著較為密切的關聯，根據PAP實施之前的r值（r=0.897），PAP實施之后的r值（r=0.974），得出P<0.05。進一步將上述數據借助協方差函數進行檢驗，對其結果梳理發現：在組內數據對比方面，倒2步助跑速度呈現顯著統計學差異，其差異值Huynh Feldt F（9，36）=2.235，P=0.042， Partialη2=0.358。而據LSD得出的結果也發現差異顯著，在實施PAP后的8分鐘對比實施之前的4分鐘、8分鐘以及16分鐘的p值后看出，實施PAP后的4分鐘與16分鐘之間可以看到明星的差異，p值為0.009，而對于踏板髖關節角速度的結果來看，實施PAP前后的16分鐘也存在明顯的差異，p值為0.043。

3 結論

綜上所述，本文通過采用干預的實驗方案對湖南省體操運動管理中心的5名男子體操運動員進行誘導實驗，通過觀察實驗對象PAP干預前后的髖關節活動度、CMJ峰值力及跳馬助跑倒2步跑速的指標變化來驗證。實驗證實該經過PAP誘導之后，三項數值明顯增長且其指標與時間有關，在經過8min后達到增長值顛覆，且持續時間分別達到16min與8min，其中與基礎值相比，CMJ峰值力在經過5次跳馬助跑后出現疲勞現象，存在安全風險，但是經過干預以后有所緩解，運動員經過5次跳馬后疲勞現象出現一段時間后有所改善，進而恢復甚至超過基礎值。因此證實預激活效應有效應用于體育競技比賽中作為長期的訓練機制，教練員要規劃合理有效的訓練計劃來提高PAP效力，切實提升比賽成績。

（作者單位：湖南省體操運動管理中心）