优秀击剑运动员下肢三关节等速肌力测试分析

郭黎 陈文鹤 苑廷刚

1上海体育学院运动科学学院（上海 200438） 2国家体育总局体育科学研究所

击剑是一项需要力量、速度和爆发力的技能性项目。在激烈的击剑比赛中，参赛选手不停地利用步伐移动、腰腹运动和伸缩持剑手臂来调整距离，从中捕捉和创造最佳出剑时机。在正确的实战姿势下，当观察到有利时机，出弓步的深度、速度及击剑路线是否恰当是击中对手的关键[1]。击剑运动方式是独特的，为少数几个左右肢体执行不同运动模式的项目，是典型的非对称项目[2]。在身体形态上，击剑运动员表现出典型的肢体不对称[3-6]。击剑项目对肢体功能要求的不对称、步伐的独特性所造成的优秀击剑运动员下肢肌力特点到底如何？截止目前尚未见有关报道。本研究通过测定分析国家击剑队重点运动员下肢髋、膝、踝三关节等速肌力，找出薄弱肌群，为加深了解击剑专项特点、运用针对性训练手段发展专项力量提供理论依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象

国家击剑队备战2008年奥运会集训队员，其中男子重剑运动员4名，花剑5名，佩剑4名；女子重剑5名，花剑4名，佩剑4名；均为国际健将，训练年限10～16年。研究对象基本情况见表1。

表1 运动员基本情况（±s）

表1 运动员基本情况（±s）

剑种 n 年龄（yrs） 身高（m） 体重（kg） BMI（kg/m2） 体脂%男重 4 22.2±1.69 1.86±0.06 86.4±14.57 23.7±2.50 15.98±4.53男花 5 23.6±1.86 1.88±0.02 81.1±4.83 24.5±3.69 14.42±1.77男佩 4 24.8±1.79 1.87±0.07 80.6±8.35 22.9±1.41 12.76±1.96女重 5 22.7±1.76 1.70±0.04 61.9±4.46 21.5±0.86 16.84±3.20女花 4 22.9±1.77 1.74±0.05 64.9±3.09 21.4±1.30 18.31±1.19女佩 4 22.2±1.72 1.75±0.04 64.8±6.49 21.2±1.34 17.20±1.91

1.2 研究方法

等速肌力测试:仪器为IsoMed 2000型（Germany）等速测力系统，测试部位包括双侧髋关节、双侧踝关节和双侧膝关节峰力矩（peak torque，PT）。测试方案:等速向心60°/s×4和 240°/s×4，选择 3 次稳定的测试结果进行平均，对平均峰力矩值进行统计。测试顺序为髋、膝、踝，各关节先慢速（60°/s），间隔 1min后再测快速（240°/s），间隔5min后再测试另一侧肢体。测试前向运动员说明测试要求及注意事项，并进行5～10min的准备活动，各关节每个速度测试前运动员至少体验3次，直至感觉可完全发力。测试方法严格按照操作说明执行，由专业操作人员完成测试，测试完毕后系统自动打印报告。

单腿原地纵跳:分别测定运动员左右腿原地纵跳高度。运动员原地站立，单腿起跳，记录纵跳高度，测定3次，取最好成绩。

1.3 统计学分析

2 结果

2.1 髋关节

表2显示，60°/s和240°/s时男运动员前后腿伸肌峰力矩均有显著差异（P<0.05，P<0.01）；相同速度下，女运动员双侧屈伸肌峰力矩均无显著差异（P>0.05）。运动员同侧屈肌峰力矩在两个速度下均无显著差异（P>0.05）。测试速度由60°/s增加到240°/s后，双侧伸肌峰力矩显著降低（P<0.05），双侧屈伸肌群峰力矩比值有增加趋势；与60°/s时比较，240°/s时男运动员前后腿屈伸肌群峰力矩比值显著增加（P<0.05），双侧同名肌群峰力矩比值有显著差异（P<0.05）。

表2 运动员髋关节屈伸峰力矩测试结果（N·m）

2.2 膝关节

表3显示，运动员膝关节240°/s屈、伸峰力矩均显著低于 60°/s（P<0.05）；双侧肢体比较，男运动员在 60°/s时前腿屈、伸肌峰力矩均显著高于后腿（P<0.05）；240°/s时前后腿屈肌峰力矩无显著差异（P>0.05），而前后腿伸肌峰力矩差异显著（P<0.05）。女运动员双侧膝关节屈伸肌峰力矩在两个速度下均无显著差别，相同速度下双侧肢体同名肌群峰力矩亦无显著差异（P>0.05）。运动员双侧膝关节屈伸肌群峰力矩比值在测试速度增加后有增加趋势，但无显著差异（P>0.05）。

表3 运动员膝关节屈伸峰力矩测试结果（N·m）

2.3 踝关节

表4显示，与 60°/s时比较，240°/s时运动员前后腿踝关节屈伸肌峰力矩均显著降低（P<0.05）。两个速度下女运动员双侧踝关节屈伸肌峰力矩均无显著差异；男运动员在60°/s时双侧踝关节屈伸肌峰力矩均有显著差异（P<0.05），240°/s时无显著性差异（P>0.05）。相同速度下，踝关节屈伸峰力矩比值、同名肌群峰力矩比值双侧均无显著差异（P>0.05）；与60°/s时比较，240°/s时双侧肢体伸肌峰力矩较屈肌降低更为显著（P<0.05）。

表4 运动员踝关节屈伸峰力矩测试结果（N·m）

2.4 原地纵跳高度

表5显示，运动员前腿原地纵跳高度均显著高于后腿（P<0.05）。

表5 原地单腿纵跳测试结果（cm）

3 讨论

3.1 髋关节等速肌力分析

本研究结果显示，在60°/s时，击剑运动员髋关节双侧伸肌峰力矩显著高于240°/s，与Cahalan的报道一致[7]，髋关节屈肌峰力矩基本保持不变，不同于常人[8]。在两个速度下，运动员前后腿髋关节屈伸肌峰力矩比值显著低于常人[9]，而与 Kushner[10]对职业芭蕾舞演员的研究相似，说明击剑运动员对髋关节双侧伸肌的要求非常高。击剑运动员臀部在形态上表现为前腿臀部厚度显著大于后腿[2]，这种形态的差异与 60°/s时测试结果一致，双侧形态差别主要体现在慢速力量而不是快速力量。髋关节的这种等速力学表现，可能与击剑基本姿势下和弓步进攻中要求髋关节具有很强的爆发力，以便快速完成步伐动作和节奏变换有关。击剑运动员向前弓步的力量为合力作用，要求前腿屈髋、屈膝，造成身体重心向前，同时后腿蹬地，造成弓步向前加速运动，步伐的转换和方向的变化在比赛和训练时是频繁的，因此要求髋关节屈肌具有很好的爆发力。本研究中，男女运动员前后腿屈伸肌峰力矩的差异可能与男女在打法上的差异有关，男子的比赛节奏更快，对前腿肌肉力量的要求比女子更高。另外，男运动员双侧屈伸肌峰力矩比值差异，在240°/s时比值显著增加，后腿甚至达到0.73；240°/s时男子两腿同名肌肉峰力矩比值差别达到18%。这一方面说明测试速度60°/s增加到240°/s，男运动员伸肌力量较屈肌力量降低速度，尤其是后腿伸肌力量显著高于屈肌，与后腿伸肌的爆发力训练不足有关；另一方面，前腿作为支撑腿，需要髋关节具有更强的最大力量，而后腿髋关节伸肌对爆发力要求更高，这在男运动员中更为明显。

3.2 膝关节等速肌力分析

Sapega 等[5，11]对美国优秀男子击 剑运动员膝 关节30°/s进行等速向心测试发现，前后腿屈肌群峰力矩无显著差异，伸肌峰力矩差异显著，双侧膝关节屈伸比有显著差别。Koutedakis[12]等对英国男子击剑运动员的研究发现，膝关节屈伸肌群在 60°/s、180°/s等速向心测试时，前腿峰力矩显著高于后腿，但在更高速度下，前后腿差异不显著。对击剑运动员双侧膝关节等长最大力量的研究发现，前后膝关节在30°、60°、90°均未出现差异，认为在击剑实战姿势下，双下肢的肌肉活动是较相似的[6]。

本研究发现，在两个速度下，男运动员膝关节屈、伸肌群峰力矩显著高于男子优秀速度滑冰运动员[13]，说明击剑运动员的膝关节力量较强。男运动员伸肌峰力矩高于Nystrom[6]的研究，前后腿屈伸肌峰力矩在60°/s比较具有显著差异，240°/s时双侧伸肌峰力矩差异显著；女运动员在两个速度下，前后腿屈伸肌峰力矩比较并无显著差异。有研究报道，60°/s时女子膝关节屈伸肌群峰力矩前后腿均在正常范围[14，15]，男运动员前后腿此比值略高于常人[16]，240°/s等速向心测试运动员此比值均在正常范围[16]。运动员在伸肌力量上的差异，可能是击剑运动对前后腿伸肌力量要求不同所致。击剑运动员前腿在运动中需要不停顿地实现离心、向心收缩，前腿在弓步刺动作中还是制动和支撑腿，负荷明显大于后腿。前腿不仅需要很好的最大力量，还需要相当的快速力量；后腿的这种支撑作用较前腿要小得多，后腿主要提供驱动力，对爆发力的要求显著高于前腿。

另外，女运动员膝关节双侧同名肌群力矩差值均在正常范围内；男子运动员60°/s时双侧屈肌比值达到1.13，伸肌比值达到1.25，在240°/s时分别为1.14和1.15。在240°/s时，男子伸肌峰力矩前腿显著高于后腿，但后腿下降幅度显著低于前腿，可能后腿伸肌爆发力训练不足。研究发现[4，7，18]，击剑运动员前腿围度显著高于后腿。经计算机断层扫描发现，前腿肌肉体积较后腿大16%。对不同剑种运动员肢体围度的研究也发现，持剑手侧大腿围度与非持剑手对比，男花为11%，女花为13%，男重为9%，女重为8%[19]。这种肌肉体积的增加与训练年限有关[3]，具有项目特异性，可能是前腿在慢速力量下力量显著高于后腿的形态基础。

需要指出的是，每次出弓步，前腿伸肌都要进行离心收缩，以为身体减速和提供缓冲，而后腿肌肉进行向心收缩，以为身体提供驱动力[17]。对击剑弓步动作双腿ECG的研究证实，前腿股四头肌肌电活动更趋向于静力性工作，后腿的肌电活动更趋向动力性工作[20]。笔者认为，前腿屈伸肌群在弓步支撑时，需要很强的离心力量，尤其是在向前弓步时，股后肌群在支撑角度下进行离心收缩，有固定膝关节的作用（抑制胫骨向前），当股后肌群力量薄弱时，拉伤的可能性增大。因此，前腿膝关节除需要很强的向心力量外，对离心力量也有很高要求，以预防和减少运动员膝关节受伤。这方面需要进一步研究。

3.3 踝关节等速肌力分析

本研究中，在60°/s速度下，男运动员前腿踝关节屈伸峰力矩显著大于后腿，240°/s速度下无显著差异。两个速度下，女运动员前后腿踝关节屈伸峰力矩均无显著差异。从60°/s速度到240°/s，男女运动员前腿伸肌峰力矩降低明显高于后腿。女子运动员两腿峰力矩下降无显著差异，显示出男子运动员前腿伸肌慢速力量强于后腿，快速力量双侧无差异。在屈肌力量方面，男子前腿60°/s屈肌力量显著大于后腿，240°/s时差异不显著。这种等速力学特点可能与击剑步伐中双下肢踝关节执行不同的功能有关。运动员向前移动步伐时要求勾脚尖，脚跟先着地，后腿小腿三头肌收缩提供驱动力；向后移动时要求前腿用力蹬地，而后腿提供支撑和缓冲。在击剑比赛中，步伐节奏和方向的变换是频繁的，要求运动员前后腿踝关节伸肌要具有很好的爆发力，前腿尚需要很强的最大力量，以提供支撑和落地缓冲。分析本研究结果，我国击剑运动员前后腿伸肌爆发力还有很大的发展空间。结合形态学研究，男子重剑运动员后小腿围度比前腿大出2%，但在其他剑种中却未发现此种差异[3]。我们未发现运动员后腿伸肌力量强于前腿，一方面可能与运动员的个人习惯有关，在基本姿势下有的运动员重心靠前，而有的可能是靠中心或靠后；另一方面，这种围度的差异可能尚未对小腿力量产生显著影响。另外，在慢速和快速测试中，击剑运动员踝关节屈伸峰力矩比值均显著低于正常，与篮球和赛艇运动员接近[21，22]。这显示击剑运动员踝关节屈肌群尤其是胫骨前肌训练不足。

运动员下肢三关节伸肌等速肌力测试结果与原地纵跳的测试结果一致，进一步说明运动员前腿伸肌的爆发力显著高于后腿，反映出击剑运动员的双下肢不仅在形态上不同，而且在肌肉等速力量特征和爆发力方面存在显著差别。在统计时，按不同剑种分别将三关节峰力矩进行比较并未发现显著差异，说明在执行步伐移动和技术动作时各剑种运动员对下肢各关节肌肉力量的要求具有同一性和相似性，是击剑项目的下肢力量特征之一。击剑项目作为典型的非对称项目，前后腿的这种肌力不均衡是客观存在的，双下肢在运动中执行的功能也不同，因而，建议在今后的训练中发展前后腿力量时应区别对待。

4 总结

男子击剑运动员下肢关节等速肌力双侧不对称，女运动员不对称表现不明显。击剑运动员下肢薄弱肌群为后腿髋关节伸肌群、股后肌群、前腿股后肌群及踝关节背伸肌群。

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