下肢离心力量训练对运动员膝、踝关节本体感觉的影响

钟彩红 福建省体育科学研究所 李明 福建生物工程职业技术学院 王芳玲 陈峰 林剑虹 福建省体育科学研究所

人运动的所有技能均是以本体感觉为基础形成的，本体感觉的神经肌肉反馈机制由位于关节周围软组织的本体感受器将关节位置、张力改变等各种信息传入中枢神经系统，通过中枢的不断反馈和肌张力调节回路的传出活动，维持关节的稳定性。良好的本体感觉能力可以降低运动损伤的发生机率。离心力量训练可通过提高神经肌肉的控制能力和肢体的稳定性降低损伤的风险，在运动损伤预防中也发挥着重要作用。基于这样的理论基础，本研究试图通过下肢离心力量训练观察运动员膝、踝关节本体感觉能力的变化，以期为提高本体感觉能力寻找一种新的训练手段，现将本研究结果报道如下：

一、研究对象、研究方法和研究指标

(一)研究对象

21名运动员均来自福建省运动队，其中男6例，女15例；平均身高179.00cm，平均体重65.19kg。年龄在15～26岁，平均年龄为19.67岁。

(二)研究方法

1.训练方法

采用美国BTE ECCENTRON下肢离心力量训练系统对运动员进行下肢离心力量训练。每周二、周五下午在体能训练馆训练，每次训练20min，为期10周。每次训练时都要对运动员进行负荷测试评估，根据运动员的下肢力量状态，选择适合该运动员的训练负荷模式(包括训练阻力和动作速度)，当运动员每次训练力量没有达到设定区域70%的目标完成率(双侧平均值)，则不能晋级上一级负荷训练模式，继续停留在原负荷训练模式训练，直到目标完成率达到70%以上，则可晋级上一级负荷训练模式。

2.评估方法

采用Prokin254(下肢与躯干本体感觉评定与训练系统)评估运动员的膝、踝关节本体感觉能力。设置好相关参数，嘱咐运动员以标准体位就位于倾斜板上，测试前先带领运动员在各个方向上进行运动熟悉如何控制倾斜板。测试开始后，运动员运用受试部位通过倾斜板控制蓝色指针，触碰图中红点后开始测试描迹过程，按照软件给定的蓝色圆形轨迹线画圈，以最短的时间、最佳的路径，通过受试部位控制倾斜板运动完成评估。

膝关节体位：运动员坐位，双上肢叉腰，保持受试侧下肢大腿水平位。受试侧膝关节伸展110°，受试足置于倾斜板上，踝跖屈10°，第二脚趾与脚跟连线在A1A5轴上，脚弓最高点在A3A7轴上，另一侧下肢呈休息位放置于旁边的支撑板上。

踝关节体位：运动员站立位，双足呈矢状分开，双手握住扶手，受试足置于倾斜板上，第二脚趾与脚跟连线在A1A5轴上，脚弓最高点在A3A7轴上，另一足站立于受试足后侧的支撑板上。

(三)研究指标

SI(稳定系数)：指运动测试轨迹与标准轨迹的偏离程度，单位为(。)，SI值越小提示本体感觉能力越好，值越大则能力越差。

ATE(平均轨迹误差)=(运动测试轨迹长度-系统标准轨迹长度)/系统标准轨迹长度×100%。当Time值恒定的前提下，ATE值越小，提示本体感觉能力越好，值越大则能力越差。

Time(耗时)：为运动员开始测试到结束时所消耗的时间，当ATE值恒定的前提下，耗时越少，提示本体感觉能力越好，耗时越大则能力越差。

三、统计学处理

采用SPSS13.0统计学软件进行统计学处理，收集的资料均用均数±标准差± s)表示，正态分布资料比较采用成组t检验，偏态分布资料比较采用秩和检验，P＜0.05为差异具有统计学意义。

四、研究结果

(一)运动员下肢离心力量训练前后的SI值比较

右膝训练前1.07±0.22，训练后0.86±0.12**。左膝训练前1.11±0.21，训练后0.94±0.20*。右踝训练前1.15±0.19，训练后0.95±0.18**。左踝训练前1.10±0.23，训练后 0.96±0.18*。

运动员双膝、双踝关节的SI值经离心力量训练后显著低于训练前，其中右膝、右踝关节训练前后SI值比较P＜0.01，具有非常显著差异性，左膝、左踝关节训练前后SI值比较P＜0.05，具有显著差异性。

(二)运动员下肢离心力量训练前后的ATE值比较

右膝训练前27.38±5.86，训练后21.19±4.12**。左膝训练前30.24±9.48，训练后23.86±5.38*。右踝训练前29.86±7.65，训练后25.00±6.22*。左踝训练前30.19±7.59，训练后 25.43±7.08*。

运动员双膝、双踝关节的ATE值经离心力量训练后显著低于训练前，其中右膝关节训练前后ATE值比较P＜0.01，具有非常显著差异性，左膝、右踝、左踝关节训练前后ATE值比较P＜0.05，具有显著差异性。

(三)运动员下肢离心力量训练前后双膝、双踝关节的Time值无显著差异性

五、讨论

本体感觉在运动员运动训练中很强调身体的稳定与不稳定间的灵活转换，本体感受器需要及时将外部的各种负荷变化传入中枢神经系统，并根据中枢的分析判断及时作出相应的反馈调节，以保证运动员能灵活控制自身的技术动作和维持关节的稳定。

运动损伤一直都是影响运动员训练的重要原因，在急性运动损伤中，膝、踝关节损伤的发生率高达33～42%，是运动损伤最常发生的两大关节，作为人体下肢的三大关节之二，膝、踝关节是人体运动的主要承重关节，直接参与站立、行走、下蹲和跑跳等多种动作，同时吸收来自地面的冲击，起到缓冲和保护关节的作用。膝、踝关节均存在丰富的本体感受器，国内外大量研究表明，关节在损伤或者疲劳时，会导致本体感觉的反馈减退，神经肌肉控制减弱，进而使关节周围的肌肉力量不平衡与功能性关节不稳，进一步造成关节的微损伤和再损伤。提高膝、踝关节的本体感觉能力可以有效的预防运动过程中造成的损伤。

肌肉在收缩产生张力的同时被拉长的收缩方式称为离心收缩，离心力量可通过肌肉的离心收缩训练提高，离心力量训练在运动损伤预防中也发挥着重要作用。下肢膝、踝关节参与的许多运动如各种跑跳、急停、制动、落地等都涉及到肌肉的离心收缩，其中落地缓冲和制动是运动损伤的频发时段，此时离心收缩是下肢肌肉制动缓冲阶段的主要工作模式。下肢肌肉的离心力量不足，肌肉的控制能力下降，稳定性也会降低，会引起运动员落地时无法保持正常的关节角度，常常造成损伤的发生。离心力量训练可以针对性地提高相关参与肌群的离心收缩峰值力矩，显著提高离心力量水平，增强下肢肌肉的稳定性，对损伤的预防有积极的意义。已有不少研究表明，离心力量训练能预防膝关节的运动损伤。

本研究所使用的BTE ECCENTRON下肢离心力量训练系统，是目前国际康复治疗领域和运动训练领域唯一的专门用于下肢的离心训练系统，主要功能是提高下肢肌肉工作能力，包含肌肉力量、神经控制能力、负荷能力和肌肉工作的稳定性、协调性、准确性。结合上述研究背景，我们假设离心力量训练和本体感觉会有一定的联系，进行过离心力量训练的关节测得的本体感觉能力会有变化，为此，本研究使用BTE ECCENTRON下肢离心力量训练系统对运动员进行下肢离心力量训练，分别于训练前后采用Prokin254评估运动员的下肢膝、踝关节的本体感觉能力，得出的结果显示，训练前后Time值无显著差异的情况下，运动员的双膝、双踝关节的SI值和ATE值经下肢离心力量训练后显著低于训练前，差异具有统计学意义，表明下肢离心力量训练能显著提高运动员膝、踝关节的本体感觉能力。下肢离心力量训练后，肌肉力量水平提高，肌肉的控制能力和稳定性增加，提高了本体感觉传入和神经肌肉控制传出能力，从而改善关节的稳定性和控制能力。下肢离心力量训练可作为提高本体感觉能力行之有效的训练方法。

相关动物研究已证明离心收缩后的肌节数量会增加，近几年的研究也证实人体肌肉离心收缩训练后也会增加肌节数量。关节周围软组织含有丰富的本体感受器，本研究猜测，离心力量训练后提高了关节的本体感觉能力另一个原因可能是因为肌节数量的增多增加了本体感受器的数量，但这也只是猜测而已，有待进一步的基础研究验证。

肌肉被外力拉长时都在进行着离心做功，离心做功有着向心做功所没有的独特反应和效应，目前离心力量训练公认的优势有：1.更高的负荷承受能力：肌体在做离心收缩时可以抵抗比向心收缩时多30-40%的重量负荷，包括更强的力量反应。2.更低的疲劳感觉：同传统的向心训练相比，在更舒适的训练条件下，产生更大的力量输出。3.低氧耗需求：因为肌肉只是抵抗外力，因此离心训练的氧耗需求要比向心训练低80%。4.增加快缩肌肉：满足众多训练需求，从普通行走训练到纵跳训练，不需要高冲击力或速度技巧。正因为这些优势的存在，使得离心力量训练在近些年来越来越受到重视。已有大量研究表明，离心训练是一种非常有效的力量训练，在损伤康复、改善运动成绩等方面有着独特的优越性。从本研究的结果还得出离心力量训练在提高本体感觉能力方面有非常显著的效果，这为运动训练和本体感觉训练提供了重要的理论依据，因此离心力量训练应该要越来越被国内外康复治疗和运动医学领域所关注和重视。

六、结论

(一)下肢离心力量训练能显著提高运动员膝、踝关节的本体感觉能力。下肢离心力量训练可作为提高本体感觉能力行之有效的训练方法。

(二)提高本体感觉能力增强关节稳定性，可作为下肢离心力量训练预防运动损伤的理论基础之一。