间歇静态拉伸训练对跖屈肌神经-生物力学特征的急性和慢性影响

井兰香，尹兆友，朱 青，刘桦玮，赵文楠，高士强

通常认为，静态或慢速拉伸能够增加关节活动范围、提高软组织柔韧性，有助于防止运动损伤[1]，常被作为运动员日常训练和赛前热身活动项目之一[2]。

运动过程中，限制关节活动范围增加的部分阻力来源于肌肉-肌腱复合体（muscle-tendon complex，MTC）等软组织的粘弹性特征，即MTC及其串联、并联弹性元所具有的刚度和滞后[3]。静态拉伸训练后急性期可引起肌肉及肌腱刚度的降低[4-5]，亦能引起其滞后的降低[6]。另有部分阻力来源于MTC紧张性反射活性，当MTC被拉长，存在于肌肉、肌腱内的本体感受器通过感受MTC张力变化及空间运动位置变更，引起神经反射活性增加。静态拉伸急性期可以通过抑制紧张性反射活性，降低肌肉的被动阻力，提高关节活动范围、软组织柔韧性[7]。采用本体感觉神经肌肉促进技术拉伸训练后急性期可通过突触前、后抑制机制，降低运动神经元兴奋性[8-9]，且与静态拉伸急性期增加关节活动范围的效果相一致[10]。静态拉伸训练急性期尽管能够引起MTC某些生物力学特征、神经反射活性等的改变，但其形态结构并不发生变化，即MTC生物力学特征改变的根本原因并非取决于其形态结构[11]。可见，无论是何种形式的静态拉伸训练，急性期增加关节活动范围和提高软组织柔韧性的影响因素应主要集中于神经-生物力学特征方面。

静态拉伸急性期，除了能够增加关节活动范围等运动学特征，还能够提高相应关节周围肌肉的动力学。如经过多日次、多组、间歇性（单次拉伸持续时间<45 s）踝关节静态拉伸后，增加踝关节活动范围的同时，还观察到跖屈肌离心和向心力矩的提高[12]，其对跖屈力矩的促进效果明显优于不同持续时间的一次性静态拉伸训练[13-14]。若在一定时期内，对跖屈肌进行间歇静态拉伸训练，急性期发生怎样的神经-生物力学特征变化？慢性期是否衰减或保持？跖屈肌训练后在下肢多关节运动过程中的贡献如何？影响关节活动范围及柔韧性的影响因素又是什么？故本研究对踝关节跖屈肌进行系统地间歇性静态拉伸训练，测试训练前、停训后的急性期和停训后间隔较长时间的慢性期跖屈肌等长、等张收缩、被动拉长过程产生的踝跖-背屈单关节运动的运动学、动力学和神经反射数据，计算原地垂直纵跳（counter movement jump，CMJ）过程产生的下肢多关节运动相关神经-肌激活及生物力学参数特征，比较训练前和停止训练后不同时期跖屈肌神经-生物力学特征，分析训练停止后不同时期影响踝关节运动学和动力学特征的主要因素。

1 试验对象与方法

1.1 试验对象

某高校22名健康男性青年排球专项运动员自愿参与本试验，并保证全程参与并完成训练及各项测试。所有受试者训练年限均在7年以上，运动等级为1级，下肢近5年内不存在神经-肌肉-骨骼损伤史，距小腿关节无运动受限，在矢状面上做背屈-跖屈动作时无任何疼痛及不适。测试前，熟知整个试验流程，日常训练过程中均未经历过系统的静态拉伸训练。

将受试者随机分成日常训练+静态拉伸训练试验组和日常训练对照组，基本情况描述见表1。进一步将受试者的2组间年龄、身高、体重3个变量数据均数进行独立样本T检验，结果显示，P值均大于0.05，组间基本情况均不存在显著性差异。

表1 受试者基本情况（M±SD）Table1 General Data of Subjets（M±SD）

1.2 训练方法

在实验室内，对试验组受试者进行为期8周、每周5日次、每次1组，共40组双侧交替（按先右后左顺序）跖屈肌间歇静态拉伸训练，力量房及场地训练日程不变，全程监控训练过程；对照组不进行静态拉伸训练，其他训练方式与试验组相同。1组训练内容包含4种形式，每种形式5次、每次30 s，间隔30 s的跖屈肌间歇静态拉伸，具体拉伸方法如下[12，15]。（1）站姿推墙足跟踩地小腿拉伸（见图1-A）：面向墙壁双足前后位站立，训练侧膝关节伸展，足跟着地，双臂伸展双手扶墙与眼等高。拉伸训练开始后，非训练侧膝关节逐渐弯曲至拉伸侧踝关节最大耐受背屈角度后保持。（2）站姿足尖向上小腿拉伸（见图1-B）：面向台阶双足前后位站立，训练侧膝关节伸展，足跟贴地足尖向上抵于台阶侧面，拉伸训练开始后尽力向前移动训练侧髋关节至同侧踝关节最大耐受背屈角度后保持。（3）坐姿足尖向上小腿拉伸（见图1-C）：训练侧膝关节伸展坐于地面，双手（可加辅助绳）环绕足底中心，向身体方向拉伸至训练侧踝关节最大耐受背屈角度后保持。（4）站姿足跟下垂小腿拉伸（见图1-D）：拉伸侧膝关节伸展，前脚掌站立于台阶边缘，尽力下压足跟至踝关节耐受范围内最大背屈角度后保持。

图1 跖屈肌拉伸图解Figure1 Illustration of Plantar Flexors Stretch

1.3 试验仪器

肌电图/诱发电位仪（NeuroExam M-800A）用于诱导并记录比目鱼肌H-反射，同时记录T-反射和最大M波。参数设定为：记录器采样频率为200 KHz；放大器滤波范围0.1～20 KHz，共模抑制比110 dB，输入阻抗2 500 MΩ；电流刺激频率0.3 Hz，刺激时长1 ms。高速摄影装置（索尼FDR-AX100E）用于采集CMJ动作动态视频影像，采样频率为200 Hz。Con-trex等动肌力测试系统（瑞士CMV AG公司）用于测试受试者踝关节动力学特征，采样频率为4 000 Hz。便携式黑白B型超声诊断系统（迈瑞DP-30）用于采集跖屈肌MTC等长收缩过程的动态超声影像，采样频率为40 Hz。16导Trigno Wireless EMG无线表面肌电信号采集系统（Delsys公司生产）用于采集MVC过程和CMJ过程中腓肠肌内/外侧头、比目鱼肌、胫骨前肌表面肌电信号。参数设定为增益（gain）1 000，共模抑制比115 dB，采样频率1 200 Hz。KISTLER三维测力系统（瑞士KISTLER公司，9 287B）用于采集CMJ动作过程中的垂直地面反作用力（vertical ground reaction force，VGRF），采样频率1 200 Hz。

1.4 数据采集

分别于静态拉伸训练前、40组静态拉伸训练完成停训后第1周、停训后第5周在实验室对试验组及对照组受试者进行测试，依次采集比目鱼肌诱发电位、踝关节动力学、CMJ动作相关数据。停训后第1周急性期，要求训练组每一位受试者须在第40组训练结束后3～5 min内完成比目鱼肌诱发电位测试[16]，同期对对照组进行相同项目的测试。

1.5 测试方法

1.5.1 诱发电位 于诱发电位测试前，告知受试者详细流程及测试过程的安全性。受试者俯卧踝关节中立位（解剖学位置，本研究定义为0°），伸展膝关节暴露腘窝。垂直于神经干刺激腘窝处胫神经，诱导比目鱼肌H-反射，经记录器记录1 ms持续肌电图20次，记录最大M波3次；随后以锤柄长度为旋转半径使锤头自由下落（下落高度等于锤柄长度，尽量保证每位受试者跟腱刺激强度相同），垂直叩击跟腱诱发T-反射，记录T-反射肌电图3次。记录器电极直径1 cm，间距2 cm，置于小腿后中线外侧3 cm、腓肠肌外侧头与跟腱交界下方3 cm处皮肤表面[17-18]，0电极置于外踝处皮肤表面。

1.5.2 踝关节动力学 充分热身及练习测试动作后，先测试并记录受试者踝关节跖屈动作最大随意收缩（maximum voluntary contraction，MVC）值。测试方法为固定踝关节0°，记录间隔30 s的2次2～4 s内踝关节最大等长随意跖屈动作，当2次差异<10%时，将2次测试的最大力值计为MVC[19]。

测试跖屈肌等张、等长收缩以及被动拉长过程相关参数。踝关节置于0°位，告知受试者以最快的速度完成5次，间隔30 s无负荷等张跖屈动作，记录角速度（△θ/△t）；随后完成5次，间隔30 s爆发性（200 ms内自0负荷达到70%MVC负荷）等长随意跖屈动作，记录力矩（Torque，TQ）变化率（△TQ/△t）；再完成3次，间隔5 min，每次5 s的等长随意MVC，记录MVC峰值力矩（TQmax）；最后踝关节放松，自跖屈位20°开始，以1°/s的背屈速度被动拉伸踝关节跖屈肌，拉伸至受试者可耐受范围最大背屈角度，记录此过程中跖屈肌MTC可收缩成分及其串联弹性元、并联弹性元等软组织被动拉伸时产生的被动力矩。

测试跖屈肌等长收缩-放松过程相关参数。固定踝关节背屈位15°，在5 s内完成踝关节自完全放松至MVC，然后5 s内缓慢回弹跖屈肌至完全放松。用B型超声诊断系统与等速肌力测试系统同步采集跖屈肌MTC等长收缩过程的动态超声影像。在腓肠肌外侧头体表与线阵探头之间标记固定位置点，体表标记点位于腘窝横褶中心与外踝中心连线近侧端1/3处[20]（见图2-A）。以弹性绷带牢固固定探头保证测试过程中不发生移动。

图2 腓肠肌外侧头体表标记点（A）及超声截图（B）Figure2 Surface Mark of Lateral Gastrocnemius（A）and Screenshot of U ltrasonography（B）

1.5.3 CMJ测试 热身和示范后，受试者双手叉腰，双足分开与肩同宽站立于测力台完成CMJ动作，要求受试者快速下蹲至膝关节约90°后尽最大努力快速垂直向上跳起，间隔30 s共完成3次，记录CMJ最佳成绩条件下的相关数据。将高速摄影装置置于受试者右侧，与CMJ动作运动方向相垂直，与测力台同步采集CMJ动作动态视频影像。在CMJ动作测试过程中，与动力学、运动学数据同步采集腓肠肌内/外侧头、比目鱼肌、胫骨前肌表面肌电信号，将胫骨前肌作为跖屈肌离心收缩时的拮抗肌。胫神经刺激部位及表面电极粘贴部位见图3。

图3 胫神经刺激点及表面电极位置Figure3 Tibial Nerve Stimulating Point and Surface Electrode Placement

1.6 数据处理与分析

1.6.1 神经反射 比目鱼肌诱发电位H-反射特征以H-反射肌电图峰值（Hmax）和M波最大值（Mmax）的比值表示；T-反射特征以T-反射肌电图峰值（Tmax）和Mmax的比值表示，即Hmax/Mmax和Tmax/Mmax。

1.6.2 跖屈肌生物力学 跖屈肌等张测试过程的角速度（△θ/△t）、等长测试测试过程的力矩变化率（△TQ/△t）和MVC过程峰值力矩（TQmax）数据结果均取多次测量结果的平均值。

踝关节自跖屈位20°被动拉伸至最大背屈过程中，跖屈肌及其并联、串联弹性元产生的被动力矩随踝关节背屈角度逐渐增加而上升。P.W.MARSHALL等[21]在其研究中确定被动力矩-关节角度关系曲线的意义相当于应力-应变曲线，一定关节角度范围内曲线斜率定义为被动弹性刚度，曲线下的面积则为被动弹性能。本研究根据相关文献，将背屈位15°～25°范围内曲线斜率计为跖屈肌的被动刚度[22-23]。

经simi motion二维运动图像解析系统，对跖屈肌等长收缩-放松过程动态超声影像数据进行后期处理，获得筋膜标记点与皮肤标记点相对应的筋膜位置之间的直线距离变化，将筋膜标记点的动态变化量计为跖屈肌长度变化L（见图2-B）。将MVC%-L曲线中，加载应力时上升期曲线斜率计为跖屈肌主动刚度，代表其弹性特征；加载和卸载应力时，曲线中形成空白区域的面积，计为跖屈肌的滞后，代表其粘性特征[24]。

1.6.3 CMJ腿刚度 将CMJ动作所产生的三维GRF数据，采用100 Hz的截止频率进行滤波，经BioWare Version5.3.0.7Export软件采集并输出文本文档，导入EXCEL表格进行后期处理获得CMJ动作动力学数据。经simi motion二维运动图像解析系统，对视频影像数据进行后期处理获得CMJ动作下肢运动学数据。用EXCEL表格进行CMJ下肢刚度计算和采用Origin7.5作图软件对CMJ下肢刚度作图过程中，将运动学数据和动力学数据频率统一插值为100 Hz。

将人体质量中心和下肢看做弹簧-质量模型，CMJ动作腿刚度的计算方法为[25-26]：

式中：Fz指峰值VGRF；△z指髋关节中心自CMJ动作开始至离心收缩结束时的最大垂直位移（本研究要求受试者CMJ过程中，穿着统一品牌运动鞋袜和无束身效果的短裤，装备弹性影响忽略不计）。

1.6.4 肌肉活性 于静态拉伸训练开始前测得每位受试者腓肠肌内/外侧头、比目鱼肌、胫骨前肌在MVC条件下的表面肌电信号（EMG）振幅峰值，以此数据作为基础值，对CMJ动作离心收缩过程中所测得的各肌表面肌电数据进行标准化处理。经dazy-lab8.0EMG信号分析系统，处理EMG原始信号，滤波范围10～400 Hz，计算CMJ离心收缩期积分肌电（integrated electromyograph，iEMG）。各肌标准化的肌肉活性数据结果以iEMG除以EMG振幅峰值之商值表示。

1.7 数据统计

用SPSS19.0统计软件对试验结果数据进行双因素（训练×时间）方差分析，采用一般线性模型方差分析2因素的主效应（即训练和对照分组因素、训练前后时间因素独立作用）及2因素交互效应（即训练因素与时间因素共同作用）对比目鱼肌诱发电位、踝关节动力学参数、腿刚度、肌电活性等因变量的影响。当训练、时间、交互3种影响因素分析结果中出现P<0.05时，经post-hoc Student-Newman-Keuls过程比较2组间及组内各参数差异性。统计结果以均数±标准差（M±SD）表示，显著性水平为0.05。

2 试验结果

双因素方差分析训练、时间、交互3种自变量因素，对比目鱼肌诱发电位、踝关节动力学参数、腿刚度、肌电活性等因变量的影响，结果显示：训练（2组）×时间（3种时间）交互作用的P值大于0.05，不具有统计学意义，2种因素的交互作用不显著；训练因素及时间因素作用的P值小于0.05，具有统计学意义，2因素各自独立作用效果显著。因交互作用分析无统计学意义，在模型中去除交互影响作用分析，将2独立因素对因变量的影响经post-hoc Student-Newman-Keuls过程进行组内及组间数据均数进行两两比较。

训练前、停训后第1周、停训后第5周试验组及对照组比目鱼肌诱发电位结果见图4。训练前，试验组和对照组Hmax/Mmax比值分别为 99.98±44.21和 98.10±37.78，Tmax/Mmax比值分别为100.01±45.11和99.99±27.56，组内比较（P=0.273）及组间比较（P=0.304）均不存在显著性差异。

停训后第1周，试验组Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值分别为62.33±15.28和78.11±21.28，均显著低于训前的99.98±44.21（P=0.000）和 100.01±45.11（P=0.000）及对照组的 102.03±57.81（P=0.000）和99.82±39.19（P=0.001）；停训后第5周，试验组Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值分别为96.41±31.21和96.54±32.11，与训练前的99.98±44.21（P=0.273）和 100.01±45.11（P=0.242）及对照组的 98.90±28.29（P=0.177）和101.33±52.26（P=0.251）相比均不存在显著性差异。

训练前、停训后第1周、停训后第5周，对照组内比较Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值没有显著性差异（P>0.05）。

图4 Hmax/Mmax和Tmax/Mmax比值比较Figure4 Comparison of Hmax/Mmaxand Tmax/MmaxRatio

训练前，试验组和对照组组间比较踝关节跖屈肌生物力学各参数之间没有显著差异（P>0.05）。训练前、停训后第1周、停训后第5周组间及组内比较踝关节跖屈等张收缩△θ/△t、等长收缩△TQ/△t、等长随意MVC、MVC峰值力矩TQmax、跖屈肌长度的最大变化量Lmax、跖屈肌主动刚度均没有显著差异（P>0.05）（见表2）。

停训后第1周、停训后第5周试验组踝关节最大背屈角度分别为30.02±9.55和28.79±11.22，显著大于训练前的25.22±3.97（P=0.011，0.020）及相应对照组的25.40±7.67（P=0.008）和25.05±11.90（P=0.013）；停训后第1周、停训后第5周试验组跖屈肌被动刚度分别为0.68±0.02和0.88±0.02，显著小于训练前的1.14±0.01（P=0.017，0.018）及相应对照组的1.17±0.11（P=0.014）和1.16±0.10（P=0.013）；停训后第1周、停训后第5周试验组等长收缩加载和卸载应力产生的滞后环面积分别为13.07±7.82和12.66±3.75，显著小于训练前的22.31±9.17（P=0.006，0.004）及相应对照组的21.23±12.10（P=0.007）和22.03±7.67（P=0.002）（见表2）。

训练前、停训后第1周、停训后第5周对照组内比较踝关节最大背屈角度、跖屈肌被动刚度、滞后均没有显著性差异（P>0.05）。

表2 踝关节跖屈肌生物力学参数（M±SD）Table2 Biomechanical Parameters of Plantar-flexors（M±SD）

训练前、训练后第1周、训练后第5周，试验组自踝关节跖屈位20°开始逐渐向背屈位被动拉伸过程形成的被动力矩-踝关节角度曲线见图5。跖屈肌柔韧指数分别以图5中踝关节背屈位15°～25°区间3条曲线斜率表示。其中，纵坐标被动力矩（以最大被动力矩做标准化）增加的过程代表对跖屈肌逐渐加载应力，横坐标踝关节角度自跖屈位向背屈位增加的过程代表跖屈肌随着加载应力而逐渐增加的应变。背屈位15°～25°区间曲线斜率值（曲线斜率的值等于跖屈肌被动力矩/踝关节角度）即为跖屈肌被动刚度值，可观察到训练后第1周及第5周应力-应变曲线呈现右移现象。

停训后第1周和停训后第5周，试验组踝关节跖屈肌被动刚度均显著小于训练前（P<0.05），斜率越小，表明加载相同应力时应变越大，即柔韧性越高。

图5 试验组跖屈肌被动力矩%-踝关节角曲线图Figure5 Passive torque%-ankle joint angle graph of plantar-flexors in training group

试验组MVC%-L曲线（纵坐标以MVC值做标准化）见图6，跖屈肌等长收缩至MVC过程中，随着收缩力量的加载，跖屈肌可收缩成分逐渐变短，肌腱逐渐拉长；当力量逐渐卸载，肌肉可收缩成分逐渐放松变长，肌腱逐渐恢复至静息长度。增加载荷与减小载荷过程中，因曲线斜率不同而不能重合，由于热能等能量散失而产生滞后环，散失能量的多少以加载和卸载应力曲线之间所包围区域面积的大小表示。

停训后第1周（B）和停训后第5周（C）试验组滞后环面积%显著小于训练前（A）（P<0.05）；试验组，训练前、停训后第1周、停训后第5周3个时期测试加载应力产生的MVC%-L曲线上升阶段斜率没有显著差异（P>0.05）。

训练前，试验组和对照组2组间比较CMJ动作峰值VGRF（Fz）、髋关节最大垂直位移（△z）、腿刚度（Stiffnessleg）、离心时间长度、踝关节跖屈-背屈肌标准化iEMG没有显著差异（P>0.05）（见表3）。

训练前、停训后第1周、停训后第5周2组间及组内比较△z、各肌标准化iEMG均没有显著差异（P>0.05）（见表3）。

停训后第1周、停训后第5周试验组离心收缩时间分别为0.59±0.06和0.58±0.09，显著大于训练前的0.47±0.02（P=0.011）及相应对照组的0.48±0.02（P=0.005）和0.47±0.02（P=0.002）；停训后第1周、停训后第5周试验组CMJ动作Fz分别为2.16±0.72和2.17±0.87，显著小于训练前的2.51±1.61（P=0.010）及相应对照组的2.48±1.03（P=0.011）和2.49±1.02（P=0.014）；停训后第1周、停训后第5周试验组Stiffnessleg分别为7.71±1.77和8.04±3.42，显著低于训练前的9.30±3.21（P=0.011）及相应对照组的9.19±2.77（P=0.007）和9.19±2.24（P=0.002）（见表3）。

训练前、停训后第1周、停训后第5周对照组内比较各参数间没有显著差异（P>0.05）（见表3）。

试验组训练前、停训后第1周、停训后第5周，CMJ动作过程由开始下蹲至脚尖离地支撑期内VGRF-髋关节垂直位移曲线，O点表示开始下蹲时刻，此时刻髋关节垂直位移计为0，VGRF（BW）计为1；A、B、C点分别表示训练前、停训后第1周、停训后第5周测试CMJ动作支撑期峰值Fz。线段O-A、O-B、OC的斜率分别代表训练前、停训后第1周、停训后第5周CMJ动作过程中的Stiffnessleg（见图7）。

线段O-B、O-C斜率均显著小于线段O-A斜率，即停训后第1周、停训后第5周Stiffnessleg显著低于训练前（P<0.05）。

表3 CMJ动作离心收缩相关生物力学参数（M±SD）Table3 Biomechanical Parameters of Leg Spring-mass Model During CMJ（M±SD）

图6 试验组跖屈肌等长收缩MVC%-L曲线Figure6 MVC%-L Graph of Plantar-flexors During Isometric Contraction in Training Group

3 讨 论

本研究结果表明，对试验组跖屈肌进行静态拉伸停止训练后第1周，踝关节背屈活动范围显著增加，柔韧性提高，伴有此时期比目鱼肌Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值显著降低的现象，但第5周测定时已恢复至训练前水平。提示，在跖屈肌静态拉伸训练后急性期内，神经反射活动参与跖屈肌拉长过程的调节。

比目鱼肌H反射和T反射属于脊髓单突触反射，其中枢位于骶髓1-2节。本研究中，比目鱼肌H反射是直接刺激胫神经Ia类传入神经纤维，兴奋经后根传入脊髓直接与前角小型α运动

图7 试验组CMJ动作VGRF-髋关节垂直位移曲线（“-”表示运动方向向下）Figure7 VGRF-hip Vertical Displacement During CMJ in Training Group

比目鱼肌H反射和T反射属于脊髓单突触反射，其中枢位于骶髓1-2节。本研究中，比目鱼肌H反射是直接刺激胫神经Ia类传入神经纤维，兴奋经后根传入脊髓直接与前角小型α运动神经元通过突触联系，引起所支配的跖屈肌和其协同肌兴奋发生收缩反射。T反射是牵拉跟腱，肌梭感受到长度变化后经胫神经Ia类传入神经纤维引起跖屈肌反射性收缩。当Ia类传入神经纤维的兴奋性和肌梭敏感性降低时，α运动神经元的兴奋性、运动终板后膜的兴奋性均会随之降低，最终由于横小管兴奋降低而导致终池钙离子的释放量减少，肌肉可收缩成分的紧张性减弱[27]。本研究结果中，跖屈肌静态拉伸训练后急性期内比目鱼肌Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值显著降低，充分说明在训练后的初始阶段对H反射、T反射具有明显的抑制作用，通过降低Ia类胫神经传入纤维的兴奋性和肌梭敏感性，抑制肌紧张性反射，从而使跖屈肌可收缩成分得以放松而易被拉长[28]。

α运动神经元还接受肌肉-肌腱交界处高尔基腱器兴奋的传入，当MTC受牵拉时，高尔基腱器兴奋经Ib类传入神经纤维进入脊髓后角，经中间神经元突触联系后，发出纤维抑制α运动神经元的兴奋性，降低MTC可收缩成分肌膜的兴奋性，引起舒张反射而避免过度收缩引起损伤[29-30]。

Hmax/Mmax、Tmax/Mmax比值在停训后第5周与训练前没有差异，说明在静态拉伸训练后的慢性适应期内，神经反射对跖屈肌被动拉伸过程的调节作用已经减弱。但踝关节背屈角度在此时期依然保持在比训练前显著增加的状态，继续保持较高柔韧性。提示，静态拉伸训练后慢性期内跖屈肌MTC本身所固有的生物力学属性特征的适应性改变，是维持踝关节较高柔韧性的主要因素。

跖屈肌被动刚度，是由踝关节被动拉伸时的背屈角度及各个角度时的拉伸阻力（被动力矩）确定的[31]。被动刚度是MTC及其并联、串联弹性元对被动拉伸产生的生理效应，是被动力矩-关节角度曲线（意义等同于应力-应变曲线）斜率，文献中还将这一指标看做“柔软指数”，指数越低，越容易被动拉长[32]。结果中，跖屈肌被动刚度在停止训练后第1周和第5周均降低，意味着训练后较长时间内跖屈肌被动拉伸时产生的阻力均较小，更容易被拉长。跖屈肌滞后现象表明其粘性特征的存在，停训后第1周和第5周跖屈肌等长收缩滞后环面积变小，代表着MTC可收缩成分收缩增加载荷时，拉长肌腱储存的弹性势能，在减小载荷松弛回弹过程中以热能等形式散失的能量减少，即跖屈肌粘性减小。由试验结果可以看出，静态拉伸慢性适应期内，主要依靠降低了的跖屈肌被动刚度和滞后，维持较大的踝关节背屈活动范围。从另外一个角度看，跖屈肌应变相同时，训练后的应力是降低了的，这对于预防跖屈肌运动损伤有着积极意义[33-34]。

当进行跖屈肌等张收缩和等长收缩测定时，无论是停止训练后急性期还是慢性期，跖屈肌产生的力量、角速度、缩短程度、主动刚度都不受影响。该结果与前人研究中静态拉伸提高跖屈力矩的[13]结果有所不同，主要原因可能是其跖屈角速度设定为慢速离心和向心收缩，本研究所设定的跖屈动作为快速和爆发性向心收缩。跖屈肌MTC等长收缩产生的刚度为主动刚度，由肌肉力量和跖屈肌长度变化确定，跖屈肌主动刚度代表着其弹性特征[35]。比较跖屈协同肌等长收缩MVC%-L曲线图中加载应力时曲线斜率发现，训练前、停训后第1周、停训后第5周是没有差异的，静态拉伸训练并没有改变跖屈肌的弹性。

为了观察静态拉伸对跖屈肌离心收缩特征的影响，本试验采用了CMJ动作测试。因为髋、膝关节在试验期间未参与拉伸训练，可以认为CMJ动作特征在试验前后产生的变化，是由踝关节周围神经-肌反射传导活性或/和跖屈肌MTC固有生物力学特征变化而引起的。CMJ动作开始前，踝关节跖屈肌及拮抗肌在前馈控制机制下激活α和γ运动神经元[36]，募集运动单位，活化肌丝间横桥，引起离心收缩而下蹲。试验组和对照组CMJ离心期跖屈肌及拮抗肌iEMG训练前后没有明显变化，说明CMJ动作离心收缩前以及离心收缩期内募集运动单位的量，以及跖屈肌及拮抗肌预激活、激活、共激活水平不受静态拉伸训练的影响。

尽管静态拉伸不影响离心收缩肌电信号募集特征，但试验组停训后第1周和第5周CMJ峰值VGRF减小，伴随离心期时间延长的现象。由F=ma理论推知CMJ动作垂直向下的平均加速度降低，刚度曲线斜率减小相当于爆发性用力降低。CMJ是拉长-缩短周期运动，跖屈肌可收缩成分的串联弹性元在下蹲离心期被拉长储存弹性能，向心收缩期回弹。试验结果发现，拉伸训练前、后CMJ动作髋关节垂直位移没有变化，也就是说下蹲过程跖屈肌MTC串联弹性元产生的应变没有发生变化，在应变恒定的情况下，如果离心期时间延长，可能引起MTC串联弹性元应力松弛增加的趋势，回弹率就会受一定程度的影响[37]。这对于CMJ向心期将弹性能及时有效地转化为人体上升的机械能具有削弱作用，最终将会影响向心期爆发力发展。

训练后还使得急性期及慢性期腿刚度下降。腿具有类弹簧特征，刚度下降，则顺应性变大。如果顺应性升高，加载于弱化其他方向额外力量的相关结构的载荷会随之增加[38]。根据人体平衡倒置钟摆理论，踝关节须产生较多垂直方向以外其他方向的力量，用于抵消额外载荷，维持人体平衡，这种情况下MTC一部分弹性能就会转化为其他方向的能，垂直向上的弹性能利用率将会减少，可能成为影响向心期爆发力另一个重要因素。

本研究所采用的间歇性静态拉伸训练，能明显降低急性期和慢性期跖屈肌被动刚度（即提高柔韧性）和减小滞后（即降低粘性），有效防止运动损伤。但训练后急性期和慢性期引起CMJ离心收缩加速度及腿刚度降低，对下肢爆发力发展有一定影响，因此在爆发力项目赛前和备赛期不宜以较大量、长时间的静态拉伸方式进行热身和训练。然而，跖屈肌间歇静态拉伸训练引起下肢刚度的降低，是否与下肢各关节刚度之间存在着必然的联系，是否能够通过增加下肢以及下肢各关节的能量吸收（即关节负功）以预防损伤，还需进一步试验研究证明。

4 结 论

间歇静态拉伸训练不改变跖屈肌等长收缩动力学、等张收缩动力学及离心收缩肌肉活性。训练后急性期主要通过抑制H反射和T反射、降低跖屈肌的被动刚度和滞后，提高踝关节活动范围及柔韧性。慢性适应期主要是通过降低了的跖屈肌被动刚度和滞后继续维持踝关节较大活动范围和较高柔韧性。急性期和慢性期内通过降低离心收缩加速度、延长离心收缩时间、降低腿刚度，降低垂直方向肌腱弹性能利用率，成为影响CMJ向心期爆发力发展的重要因素。