泡沫轴练习对运动性肌肉疲劳恢复过程中肌肉功能的影响

廖远朋 于万良

成都体育学院（成都 610041）

泡沫轴练习对运动性肌肉疲劳恢复过程中肌肉功能的影响

廖远朋 于万良

成都体育学院（成都 610041）

目的：观察泡沫轴练习对运动性肌肉疲劳恢复过程中肌肉功能变化的影响，为该方法在实际中的运用提供依据。方法：选取44名男性大学生，随机分为泡沫轴组（n=22）和空白组（n=22），运用深蹲负荷造成下肢伸膝肌群运动性肌肉疲劳模型。泡沫轴组在造模运动后30分钟内接受泡沫轴滚压。分别于造模前、造模后0.5 h、24 h和48 h四个时相通过等长和等速向心两个测试模式分别测定峰力矩和等速模式下的总做功。结果：（1）峰力矩在造模后0.5 h，两组均比造模前显著性降低（P＜0.05），24 h泡沫轴组具有高于空白组的趋势，但无显著性差异（P＞0.05），48 h时泡沫轴组明显高于空白组（P＜0.05）且基本恢复至造模前水平；（2）在造模后0.5 h，两组的等速向心做功均比造模前显著性降低（P＜0.05），24 h时泡沫轴组具有高于空白组的趋势，但无显著性差异（P＞0.05），48h时泡沫轴组做功能力明显高于空白组（P＜0.05）且基本恢复至造模前水平（P＞0.05）。结论：（1）运动性肌肉疲劳可以导致肌肉最大力量和做功能力的显著下降，这种功能下降在48小时之内都不能完全恢复；（2）泡沫轴练习能够改善运动性肌肉疲劳后肌肉的最大力量和做功能力，加快疲劳后肌肉功能的恢复；（3）泡沫轴练习对运动性肌肉疲劳的影响表现出时间的延迟性和效果的累积性，其干预效果在24 h后显现，在48 h后效果显著。

泡沫轴练习；运动性肌肉疲劳；等速肌力

大负荷多频次的力量训练或剧烈运动会产生不同程度的肌肉疲劳，一般表现为肌肉力量下降，肌肉持续做功能力不足，肌肉募集肌纤维的能力下降[1]，容易导致训练质量下降，损伤风险增加，运动水平降低。因此干预手段的介入，对于加速肌肉疲劳的消退，有效恢复运动能力具有重要意义。

目前，运动性肌肉疲劳的恢复手段诸多，包括物理因子干预、营养疗法、中医传统疗法、运动疗法和药物治疗等。泡沫轴是一种新兴的运动康复工具，具备无创、无侵入、简便易学等特点，已应用于肌肉疲劳的干预[2]。本研究旨在通过实验研究，了解泡沫轴练习对肌肉疲劳的干预效果，为该方法的实际运用提供参考。

1 对象与方法

1.1 研究对象

选取44名男性大学生；年龄22～27岁；健康状况良好，无运动禁忌证；受试前24小时内未吸烟、饮酒、摄入咖啡因、参与剧烈运动等；采用随机数表法将44名受试者随机分成两组，即泡沫轴组（n=22）和空白组（n=22），基本情况见表1，两组研究对象之间无显著性差异。受试者在实验前已充分了解实验内容与实验过程，在阅读并签署知情同意书后自愿参与本实验。

表1 各组研究对象一般情况

1.2 实验方法

正式实验前96 h（4天），对受试者基本情况进行测定，包括身高、体重、体脂百分数的测定和最大深蹲重量。

应用等速肌力测试系统进行左膝伸膝肌群肌肉功能测试（本实验进行的是下肢对称性运动造模，为方便测试统一选取左侧），此时测得的所有数据为造模前的初始值。测试后休息10分钟，开始进行负重深蹲的运动性肌肉疲劳造模。空白组在造模运动完成后平卧休息30分钟；泡沫轴组在造模运动后30分钟内接受泡沫轴滚压的干预。分别于造模后0.5 h、24 h和48 h进行左膝伸膝肌群肌肉功能测试。

1.2.1 研究对象基本情况的测定

首先记录身高体重测量仪和身体成分测试仪测得的身高、体重、体脂百分数等数据。随后开始最大深蹲负荷的测量与计算。受试者在热身后，需负重50 kg进行反复深蹲至力竭。记录所能完成次数，再利用Brzycki的公式[3]计算出最大负荷。

ω指深蹲时的杠铃总重量；r指在该杠铃负荷下所进行的最大深蹲次数。

1.2.2 运动性肌肉疲劳造模

本实验参考MacDonald[4]与Gregory[5]等人在研究泡沫轴对下肢运动性肌肉疲劳过程中的造模方法，同时结合预实验的测定，最终确定如下：

选取最大深蹲重量的60%作为统一的运动负荷。动作质量要求：单次蹲起动作需在7 s内完成，其中离心下蹲动作4 s，下蹲位静止1 s，向心起立1 s，站立位停留1 s，如此做连贯动作。受试者在热身之后2分钟，进行10次×7组负重深蹲，组间休息2分钟。

1.2.3 泡沫轴滚压干预方法

实验干预使用高纯度实心圆柱形泡沫轴（JOINFIT公司生产，长90 cm×直径15 cm ，EVA材质）。

股直肌的滚压[6]：受试者采取俯卧位，双肘撑地，头部与躯干保持一条直线，泡沫轴置于双腿前侧1/2处，泡沫轴长轴与大腿长轴垂直，保持双腿并拢，与地面平行。使用时利用上肢的摆动以带动双腿在泡沫轴上来回均匀移动。

股内侧肌的滚压：在股直肌滚压完毕后，将左脚搭放在右脚跟腱上方，继续滚压左腿前内侧的股内侧肌。

股外侧肌的滚压：在股内侧肌滚压完毕后，将右脚搭放在左脚跟腱上方，继续滚压右腿前内侧的股外侧肌。

移动范围：大腿近端靠近髂前上棘处至大腿远端靠近髌骨处。

滚动频率与时间：每个部位滚压2分钟，每分钟30次。

1.3 等速肌力测试

1.3.1 指标选取

等速肌力测试是将人体被测环节限定在固定轨迹、固定角速度的特定条件下进行的肌力评测，系统自动将关节运动中瞬时的力矩变化都记录下来，通过计算机处理，得到力矩曲线及多项反映肌肉功能的参数，是当前评价肌肉力量与做功能力的最佳选择[7]。

峰力矩（peak torque，PT），也称最大力矩，是指肌肉收缩产生的最大力矩输出，即位于力矩曲线上顶点的力矩值，在一定程度上反映出肌肉的绝对力量。PT常作为等速肌力评估中的重要指标，可以良好地评价肌肉的最大力量。

总功，即总做功（Total Work，TW），是每次等速运动中力矩与力臂移动距离的乘积之和，是输出力矩曲线下的总面积，反映肌肉的总能量输出与做功能力，综合地评价肌肉整体力量的表现。

1.3.2 指标测定

本实验采用多关节等速肌力测试与训练系统（瑞士CONTREX公司生产，型号为CONTREX-MJ+TP1000，力量误差＜1%，力矩误差＜0.5%）对受试者进行肌肉功能测评。主要评估受试者伸膝肌群等长及等速向心收缩时的峰力矩。操作过程中需注意解剖零位的正确选取，设置主动补偿选项以便设备在肢体称重后进行重力补偿，从而消除重力对力矩的影响[8]。

等长收缩峰力矩的测定：受试者在热身后5分钟开始测评，取坐位姿势，屈髋角度调至80°[9]，屈膝角度为90°[10]，躯干和下肢固定。听到口令后，受试者以最大速度、最大力量伸膝对抗10秒。共测2组[11]，组间休息3分钟，保留数值最大的数据。

等速向心收缩峰力矩测试：受试者在热身后5分钟开始测评，取坐位姿势，屈髋角度调至80°，躯干和下肢固定.膝关节活动范围设定为80°至150°，等速向心速度为60°/s[12]。测试时，受试者只做等速向心伸膝的动作，屈膝时不作最大力收缩，慢速将测试臂拉回，以减少拮抗肌用力收缩对伸膝肌群的影响。10次为1组，共测2组，组间休息3分钟，保留数值最大的数据。

1.4 数据统计与分析处理

数据用平均数±标准差表示，使用SPSS19.0对所采集的数据进行处理。两组间比较采用独立样本T检验；同组内四个不同时刻所测数据采用单因素方差分析法进行比较，具有方差齐性的用LSD检验，方差不齐时用Tamhane’s T2检验。显著性差异选取P＜0.05，非常显著性差异选取P＜0.01。

2 结果

2.1 峰力矩变化

运动性肌肉疲劳造模后的空白组等长收缩峰力矩在0.5 h急剧下降，与初始值相比有显著性差异（P＜0.05）；在随后的24 h、48 h无明显下降趋势，与初始值相比均有显著性差异（P＜0.05），三者（0.5 h、24 h、48 h）间均无显著性差异（P＞0.05）。造模后的泡沫轴组等长收缩峰力矩在0.5 h急剧下降，与初始值相比有显著性差异（P＜0.05）；随后24 h开始有上升趋势，与初始值相比有显著性差异（P＜0.05），与0.5 h相比无显著性差异（P＞0.05）；在48 h上升明显，与初始值相比无显著性差异（P＞0.05），与0.5 h相比有显著性差异（P＜0.05）。比较两组间相同时刻的峰力矩发现：两组间等长收缩峰力矩在造模前、造模后0.5 h时无显著性差异（P＞0.05），24 h时泡沫轴组具有高于空白组的趋势，但无显著性差异（P＞0.05），48 h时泡沫轴组高于空白组，具有显著性差异（P＜0.05）。

运动性肌肉疲劳造模后的空白组向心收缩峰力矩在0.5 h下降，与初始值相比有显著性差异（P＜0.05）；在随后的24 h、48 h具有先轻度下降后回升的趋势，与初始值相比均有显著性差异（P＜0.05），三者（0.5 h、24 h、48 h）间均无显著性差异（P＞0.05）。造模后的泡沫轴组向心收缩峰力矩在0.5 h下降，与初始值相比有显著性差异（P＜0.05）；在24 h具有上升趋势，与初始值相比有显著性差异（P＜0.05），与0.5 h相比无显著性差异（P＞0.05）；在48 h上升明显，与初始值相比无显著性差异（P＞0.05），与0.5 h相比无显著性差异（P＞0.05）。比较两组间相同时刻的峰力矩发现：两组间向心收缩峰力矩在造模前、造模后0.5 h无显著性差异（P＞0.05），24 h时泡沫轴组具有高于空白组的趋势，但无显著性差异（P＞0.05），在48 h泡沫轴组峰力矩值明显高于空白组，具有显著性差异（P＜0.05）。详见表2。

表2 各组研究对象不同时间的峰力矩变化（N·m）

2.2 总做功变化

运动性肌肉疲劳造模后的空白组等速向心收缩做功值在0.5 h急剧下降，与初始值相比有显著性差异（P＜0.05）；在随后的24 h、48 h基本保持不变，与初始值相比均有显著性差异（P＜0.05），三者（0.5 h、24 h、48 h）间均无显著性差异（P＞0.05）。造模后的泡沫轴组做功在0.5 h急剧下降，与初始值相比有显著性差异（P＜0.05）；随后24 h具有上升的趋势，与初始值相比有显著性差异（P＜0.05），与0.5 h相比无显著性差异（P＞0.05）；在48 h大幅上升，与初始值相比无显著性差异（P＞0.05），与0.5 h相比有显著性差异（P＜0.05）。比较两组间相同时刻的总功发现：两组间总功值在造模前、0.5 h无显著性差异（P＞0.05），24 h时泡沫轴组具有高于空白组的趋势，但无显著性差异（P＞0.05），在48 h泡沫轴组高于空白组，具有显著性差异（P＜0.05）。详见表3。

表3 各组研究对象不同时间的10次向心收缩做功变化（J）

3 讨论

本实验研究结果显示，在7×10组60%1RM的负重深蹲造成运动性肌肉疲劳后，肌肉静力性收缩时的最大瞬间爆发力、维持最大力量的能力均显著下降；肌肉向心收缩中的最大瞬间输出力矩、维持最大力量的能力以及总做功输出的能力同样明显下降。在无任何干预措施的情况下，在疲劳后的24 h到48 h，肌肉功能仍未见明显恢复。泡沫轴干预后即刻（造模后0.5 h），相关指标均没有产生明显变化，肌肉功能并未得到明显提升。在干预24 h后，等长收缩和等速向心收缩的峰力矩及总做功与造模后即刻比较有提升，虽然在统计学上无显著性差异，但恢复的趋势明显。恢复至48 h时，三项指标的增长与造模后即刻比较已有了显著性差异，且基本恢复到造模前的水平。这表明，泡沫轴练习能够改善运动性肌肉疲劳后肌肉的最大力量和做功能力，能够加快运动性肌肉疲劳后肌肉功能的恢复；但泡沫轴练习对运动性肌肉疲劳的影响表现出时间的延迟性和效果的累积性，其效果在干预后24 h效果显现，在48 h后效果显著。

泡沫轴干预的主要干预方式是通过对肌肉组织局部产生压力与牵拉力，属于力学的干预。Takanobu[13]等人通过用泡沫轴对20人的下肢主要肌群进行筋膜的梳理放松，测评干预后的臂踝脉搏波传导速度、血压、心率和血浆一氧化氮浓度等指标，发现泡沫轴的练习可以显著地减少动脉血管的粘滞性，提高血管壁内皮细胞的功能。Curran[14]等利用高密度的泡沫轴进行训练，结果证实软组织的压力升高，粘连的软组织得以松解，并推测泡沫轴改善机能的原理可能是通过改善软组织的状态实现的。在进行泡沫轴滚压时，与泡沫轴相接处的肌纤维与肌筋膜张力增加，使得与肌纤维串联的高尔基腱器官兴奋，再通过Ⅰb类纤维传导冲动，对α运动神经元起抑制作用，最终抑制牵张反射，降低肌张力[15]。Federicson认为泡沫轴滚压能够放松肌筋膜和肌筋膜触发点的深层组织，能减缓肌肉张力和疼痛，增强肌肉的表现，预防运动损伤[16]。有研究显示，泡沫轴滚压可以加快血液循环[17]，减少炎性水肿，促进乳酸的消退，从而促使机体加快自我修复的速度[18]。有人研究得出，按摩后加速的血液循环同样增加了氧气的运送，这促使线粒体再合成ATP，并主动将钙离子转运至肌质网[19]。此外，泡沫轴滚压可能会产生一系列的生理生化的改变[19，20]，包括循环系统内中性粒细胞增加，血浆中肌酸激酶的增加[19]，COX7B和ND1的转录被激活，从而合成线粒体增加，热休克蛋白与免疫因子下降，这些生化指标的改变均可反映出细胞的应激反应和炎性物质都在减退[20]。以上生化反应的进行与生理机能的改善，并非在即刻就可以达到明显的恢复效果，而是需要时间的积累和泡沫轴干预次数的积累，才能达到足够显著的效果。由上述可见，泡沫轴滚压可减少肌肉组织周围的代谢产物与炎性物质，肃清肌肉疲劳恢复时的障碍；可增加肌肉组织的氧供、血供与酶活性，为能量的再合成提供了前提；可调节肌肉组织所处微环境的状态，为肌肉自我修复创造良好的环境；可舒张肌肉，调节肌肉的功能性长度，为肌肉自身恢复做好准备。泡沫轴的干预，并非直接地恢复肌肉的功能，而是通过以上条件的创造和肌肉自身状态的调整，使肌肉更好、更高效地自我恢复。

4 结论

（1）运动性肌肉疲劳可以导致肌肉最大力量和做功能力显著下降，这种功能下降在48小时之内都不能完全恢复；（2）泡沫轴练习能够改善运动性肌肉疲劳后肌肉的最大力量和做功能力，加快疲劳后肌肉功能的恢复；（3）泡沫轴练习对运动性肌肉疲劳的影响表现出时间的延迟性和效果的累积性，其干预效果在24小时后显现，在48小时后效果显著。

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2017.02.24

国家体育总局运动医学重点实验室资助项目

廖远朋，Email：lyppercy@163.com