赵汝童,李笋南,赵梦楠
(北京师范大学 体育与运动学院,北京 100875)
随着社会经济的不断发展人民生活水平的提高, 儿童青少年健康形势不容乐观, 体质健康主要指标连续20 多年下降,33%的儿童青少年存在不同程度的健康隐患, 小眼镜、小胖墩、小糖人和心理卫生等问题较为突出。 加强青少年体育锻炼、增强青少年体质已迫在眉睫、刻不容缓。2016 年发布的《健康中国2030 规划纲要》,其中就有针对青少年进行干预的“青少年体育活动促进计划”。 《中共中央国务院关于加强青少年体育增强青少年体质的意见》明确指出增强青少年体质,促进青少年健康成长,是关系国家和民族未来的大事[1]。
整合性神经肌肉训练(Integrative Neuromuscular Training,INT)是指一般功能性训练结合特定的力量、平衡、灵敏、速度以及快速伸缩复合训练的综合性身体练习, 旨在增强身体健康,预防神经肌肉缺陷,同时提高运动能力,尤其是在运动技能水平较低的青少年中[2]。整合性神经肌肉训练对提升运动员在专项竞技运动中的本体感觉、 空间定位与认知能力都具有良好的综合性效果[3]。Fort-Vanmeerhaeghe 将整合性神经肌肉训练分为6 个部分,分别为动态稳定训练、力量训练、快速伸缩复合训练、速度/灵敏训练、协调训练以及抗疲劳训练[4]。 此外,最近的文献表明,在青春期之前或期间缺乏这种训练可能会导致不平衡和不正确的运动模式, 从而加大了运动损伤的风险[5-7],特别是在年轻女性运动员[8]和那些涉及大量着陆或改变方向的运动中,如足球或篮球[9]。 INT 首先应该通过发展基本动作技能(FMS)来奠定必要的基础。 通常被分类为运动(奔跑、跳跃)、操纵或物体控制(接球和投掷)以及稳定技能(平衡和旋转)[10]。 这些技能为更复杂的运动奠定了必要的基础,包括专项运动的动作(网球发球、高尔夫挥杆、篮球运球)。强调运动技能的正确发展以提高青少年的参与是很重要的,因为运动中不正确的运动模式的发展可能增加运动损伤的潜在风险[11]。 此外,FMS 应在儿童时期得到最佳发展,然后在专项运动技能(SSS)发展过程中得到完善。 贯穿儿童和青少年时期的整合性神经肌肉训练将可能增强体质,增进健康,改善运动生物力学,减少运动相关损伤的风险,并在成年期促进积极的健康生活方式[12]。
目前关于整合性神经肌肉训练对青少年运动能力及损伤预防综述较少,大多以外文文献为主,其中部分整合性神经肌肉训练的时间较短,干预效果也存在差异,原因尚不明确。 且对神经肌肉训练中不同部分的效益贡献、训练量、训练强度没有明确定论, 鉴于整合性神经肌肉训练对儿童青少年运动能力及损伤预防的系统评价尚存局限性, 且干预效果呈现不一致性, 本文对整合性神经肌肉训练对青少年运动能力及损伤预防进行系统评价, 并对整合性神经肌肉训练的干预现状进行补充分析,探讨整合性神经肌肉训练的相关因素(不同训练部分贡献效益、训练量、训练强度等),从而为后续相关研究提供借鉴和参考。
①包含确定检索词及自数据库建立到2020-05-01 的中英文文献;
②包含原始数据(全文发表);
③儿童青少年概念界定与年龄划分: 儿童青少年包括儿童期与青少年期,WHO 将儿童期确定为 5~9 岁,青少年期确定为 10~19 岁[13](即包括 5~19 岁的运动参与者);
④INT 与对照组(其他类型训练或无训练)对比;
⑤包括两项或两项以上的INT 部分(基本运动技能、专项运动技能、力量、快速伸缩复合训练、速度/灵敏、协调、动态稳定、抗疲劳能力)与控制组对比;
⑥具有详细运动方案、运动参数,包括运动强度、运动量;
⑦试验为随机对照试验或前瞻性试验。
①未实施神经肌肉训练干预;
②研究人群不完全是19 岁以下的儿童青少年体育参与者或未评估19 岁以下人群;
③综述类、未发表的论文,信息不全的论文等。
本文检索以 Web of Science(WOS)、PubMed、MEDLINE、SPORTDiscus、中国知网(CNKI)、万方数据库和维普期刊等7个数据库进行文献检索。 不同的文献数据库在检索式存在差异,本文采用以下条件检索:
英文检索词 :intergrative neuromuscular training、children OR adolescent、sport performance、injury prevention 等。 中文检索词:整合性神经肌肉训练、儿童、青少年、运动表现、损伤预防等。
两位评估人通过标题对检索结果进行第 1 轮筛选。 根据标题无法确定是否纳入,则对摘要进行筛选。 接下来对全文进行筛查。并根据纳入标准独立评估纳入本综述。分歧以协商一致的方式解决。流程图如图1 所示。最后对最终纳入的文献进行数据提取,利用Microsoft Word 2016 制作数据列表。提取数据包括:作者、干预与对照组对象的年龄、性别、样本量、运动项目、主要和次要指标、结论、INT 内容、训练时长、每周频率以及训练安排。
图1 文献筛选流程图
参考前人的研究[14-15]对纳入本文的文献进行质量评价和风险评估。 为了确保文献质量评估的有效性,由2 位评估员对每篇文献独立给出评价意见,当 2 人之间意见不一致时,由两人共同商议解决。 评价内容总共有7 项,每项内容的评价结果为“1”(明确含有)或“0”(没有或不确定)。 最终,将 7 项中评分为“1”的累加总评分作为研究设计的质量评分值。
英文文献 911 篇 (其中:WOS 为 386 篇;PubMed 为 124篇;SPORTDiscus 为 318 篇;MEDLINE 为 83 篇), 中文文献350 篇(其中:CNKI 为 167 篇;万方数据为 156 篇;维普网为27 篇)。 将以上所有文献导入Endnote 软件,并删除各数据库间重复的文献,得到英文文献744 篇和中文文献 308 篇。再对文献进行 2 轮筛选:①通过题目和摘要进行筛选,得到英文文献 89 篇和中文文献 43 篇; ②通过下载阅读全文进行筛选。最终, 英文文献78 项研究被排除,9 项是由于平均年龄高于19 岁,34 项在他们的训练方案中只包括INT 的一个组成部分,16 项为综述类文章,9 项研究没有包括对照组,10 项无具体训练方案和运动参数。 中文文献41 项研究被排除,其中39项训练方案中只有INT 一个组成部分,2 项平均年龄高于19岁,这导致最终有11 篇英文文献和2 篇中文文献符合要求。
大多数研究的对象是针对女性人群[16-24],仅有1 项研究的对象为男性人群[25],同时有3 项研究分析了男性运动员和女性运动员[26-28]。 关于运动项目,7 项研究项目为足球,此外我们在不同的运动项目中(篮球[18],排球[22])各 1 项研究,网球项目[23,25]有 2 项研究,此外 2 项研究是以普通学生[27-28]。 有研究表明,Pre-PHV 是青少年迎来身高增长峰值之前的阶段,PHV的平均年龄预测显示Pre-PHV 在6~11 岁, 而女性的PHV 通常发生在 12 岁左右,男性在 14 岁左右[29]。 关于年龄特征,11项研究[16-21,23-26,28]的年龄在 12 岁之后,只有 2 项研究[22,27]参与者的平均年龄在12 岁之前。
表1 干预研究的质量分析
在评估肌肉力量的 5 项研究[19-20,22,25,27]中,有 3 项研究 结果分析肌肉力量有明显改善[22,25,27]。 Fernández[27]发现在 NMT组中的反向运动跳跃(CMJ)有显著提高。 Faigenbaum[20]在体能测试中发现, 体育课上干预组的女孩单脚跳和跳远要优于对照组。 尽管如此,仍有2 项研究[19-20]在干预方案后并未发现力量有明显改善。
在动态稳定性的结果分析中,6 项研究[16,18-19,23-24,27]对动态稳定性指标进行分析,其中,4 项研究[16,18,23-24]的稳定性指标有明显改善,在1 项研究中[16]进一步发现左肢和右肢后外侧方向和左肢后内侧方向的SEBT 均有显著改善。 然而,1 项研究[27]并未说明该项指标在干预后的变化,1 项研究[19]的对照组出现显著提高的现象。
对于基本运动技能(跳跃和落地技术)与干预前有明显改善[23]。 赵响[23]在干预后 NMT 组发现膝关节屈伸角度以及膝关节内翻和外翻的力矩有明显改善。 相比之下,Klugman[17]观察组间没有显著差异。 在专项运动技能中,2 项研究[20,24]中有 1项[24]专项运动技能有显著提升(p<0.05),1 项[20]经过神经肌肉训练干预后与对照组无明显差异。
在敏捷性指标分析中,2 项研究[23-24]表明灵敏指标与对照组相比有显著性提高(p<0.05),但是,在另外的2 项研究中[19,27],灵敏性测试未见明显改善。 在速度结果的分析中,研究发现 10m 冲刺跑[25]、以及 30m 冲刺跑[24]有显著差异。
在抗疲劳指标分析中,2 项研究[25,27]对其进行分析,1 项研究[27]表明,女孩 800m 跑干预效果优于对照组(p<0.05),另外 1项研究[25]发现,重复冲刺能力(RSA)发生显著变化。 关于损伤监测,2 项研究[26,28]与对照组相比,干预组有显著改善。Emery[26]等人发现 NMT(2.08/1 000h)与 CG(3.05/1 000h)存在显著差异。 Richmond[28]等,干预组中每 100 人损伤率为 7.1,而对照组每 100 人损伤率为 14.5,然而,Steffen[21]等人研究 NMT(3.6 个损伤/1 000h)和CG(3.7/1 000h)的总体损伤率无差异。
在整合性神经肌肉训练干预方案中,2 项研究[21,25]未将力量训练作为干预内容,12 项研究中使用动态稳定训练,8 项研究将快速伸缩复合训练纳入其训练干预计划,然而,值得注意的是 4 项研究[19,23-25]采用了 速度训练、6 项[18-19,23-24,25-26]纳入灵敏训练以及的协调训练[24]。 在所有的研究中,干预的时间从5周到8 个月时间不等, 其中以6 周和8 周干预方案分别为2项[18,14]和 5 项 研 究[16,22-23,25,27],2 项 研 究[17,20]的 持 续 时 间 为 10周,其 余研究的持续时间分别为 11 周[19]、12 周[28]、20 周[16]以及 8 个月[21]。
关于每周训练频率的研究中, 干预频次以2 次和3 次为主,其中,4 项研究的训练频率为每周3 次,每周2 次的干预频率也达到6 项。 与此同时,1 项研究连续干预15 节,之后每周1 次,直到赛季结束。 1 项研究[28]的干预频率为每周 2~3 次。 1项研究[26]没有标明干预频率。 每次训练的干预时间主要集中在两个时间段,5 项研究[19-21,27-28]的每次干预时间在 15~20min,其次,5 项研究的干预时间在 60min 及以上。 此外,1 项研究[26]的时间干预在 30min,其余 2 项研究[17,25]未标明每次干预的时长。 训练时间在60min 及以上的研究大都包括10 到15min 的热身活动和放松练习[23-24]。然而,15 到20min 的整合性神经肌肉训练则是作为热身练习进行干预。
表2 干预研究的基本特征分析
3.1.1 性别和项目特征分析
我们不难发现在上述研究中,研究对象多为女性运动员,缺乏对于男性人群的研究,此外,一种明显的趋势是对足球运动项目的研究较多。 因此,有必要将整合性神经肌肉训练推广到其他项目中。 对于年龄特征的分析, 发现多数研究是针对PHV(女性,12)之后的运动员,5 项研究为PHV 之前的运动员。对于不同年龄阶段的具体训练内容不能一概而论,有研究[30]认为,在早期阶段注重协调性、敏捷性、动态稳定性和力量的训练更为重要,其目的是在可控的速度下提高动作技术。 在进阶的阶段,应该更频繁地接受快速伸缩复合、核心和力量练习的训练。
表3 干预措施的基本特征分析
3.1.2 年龄特征分析
我们观察到,在特定的研究中,对PHV 前干预的运动员只采用了力量和动态稳定性训练[22,27],而对 PHV 后的运动员进行干预的内容包括快速伸缩复合训练。 这与上述研究一致,然而,在青春期之前的研究相对较少,男女运动员之间的差异可能出现在青春期。 虽然青春期后期的女运动员受伤的风险最大, 但 ACL 损伤的发生率在 10 到 12 岁之间开始增加[31]。10 岁的儿童在着陆任务中表现出“危险”的运动模式,其中包括膝关节屈曲减少和膝关节外翻增加[32]。 青春期前实施的训练可能会降低受伤的风险[33],但只有少数研究调查了13 岁以下儿童在伤害预防计划后生物力学的变化。 Brent 和他的同事们证明了臀部外展力量相对于男性在随后的每个年龄组(11到17 岁)都有所改善。 相反,臀部外展力量在相同年龄段的女性中没有变化。 这些发现可能表明,整合性神经肌肉训练方案应该包括臀部外展强化练习,并且应该在11 岁之前的年轻女性中实施,当相对臀部力量的性别特异性下降出现差异时[34]。因此,在青春期前开始,整合各种旨在增强健康和与技能相关的基本动作的神经肌肉训练计划可能是最有益的。
3.1.3 力量特征分析
正如上述分析所述,整合性神经肌肉训练干预后,关于肌肉力量的 5 项研究中[19-20,22,25,27],有 3 项[22,25,27]发现力量有积极变化,而其余2 项[19-20]未报告有显著差异,原因可能是由于训练刺激轻度较低以及对训练计划的依从性较低有关。
3.1.4 动态稳定特征分析
动态稳定性主要集中在下肢和核心动态稳定性训练上。下肢动态稳定性, 目前的文献描述了训练以提高动态关节稳定性时的 3 个阶段:静态平衡、动态平衡和动态稳定[35]。 核心动态稳定对于在运动过程中保持脊柱完整性和下肢控制至关重要[36]。 Panjabi[37]描述了 3 个可以协同工作以保持核心完整性的子系统:(a)中枢神经子系统(控制子系统)、(b)骨骼子系统(被动子系统)和(c)肌肉子系统(主动子系统)。 通过平衡训练干预会导致伤害风险因素减少,运动成绩提高。 因此,在发育过程中培养本体感觉对于促进运动和健康至关重要。 对于动态稳定的分析存在争议, 大多数研究的动态稳定性都发生显著改善,但是,仍有 2 项研究[19,27]没有发生显著变化,可能是由于训练的原因, 一方面是由于未达到训练所需的强度和刺激,另一方面可能是由于球员的出勤率较低造成的。
3.1.5 基本运动技能特征分析
针对基本运动技能的评估,仍然存在矛盾的地方,虽然1项研究[23]在 INT 后表现出显著变化,但 1 项研究[24]显示干预后组间无显著变化, 我们发现训练中没有包括基本运动技能在内的训练方案。 观察专项运动技能,发现1 项研究[20]表明组间无显著差异,进一步分析,INT 训练时间为15min,训练内容主要集中于力量、动态稳定及增强式的练习,文中给出建议训练的量和强度太低以至于无法提高运动成绩,至少需要20min的整合性神经肌肉训练干预计划。
3.1.6 灵敏和速度特征分析
在敏捷性和速度测试方面,再次发现了相互矛盾的结果。速 度[19-20]与灵 敏[19,27]分 别 有 2 项 研 究 没 有 表 明 干 预 后 的 显 著变化。 有人建议,每周进行两次15min 的INT 计划,只进行力量和动态稳定性内容的训练[19,27],是不足以提高灵活性和速度的。
3.1.7 抗疲劳特征分析
抗疲劳训练同样是整合性神经肌肉训练的重要组成部分。 两项研究[25,27]对其进行分析,两项研究中抗疲劳能力均得到有效提高。 因此,整合性神经肌肉训练对抗疲劳能力的提高具有良好的效果。 这些训练一般持续时间为10 到12 周,每周2 到3 次,训练内容为力量训练和动态稳定训练[27]或快速伸缩复合训练、速度训练以及灵敏训练[25]。
3.1.8 损伤监测特征分析
在损伤监测部分,有研究[26]表明训练干预后损伤率有明显改善。 然而,1 项研究[21]显示 INT 组与对照组无差异,这可能是在58 个干预小组中,只有14 个完成了20 个以上的干预训练,因此,结果可能是依从性较低造成的。
肌肉力量的发展已经被认为是男性和女性所有生长阶段的优先事项[38]。 先前的研究已经表明,肌肉力量与跑步速度、方向速度变化、爆发力和耐力密切相关[39]。 在这项系统回顾中,在INT 计划中包括力量训练的研究降低了损伤率[26]。 然而,这些变化也伴随着动态稳定性[16,18,23-24]、力量[27]、敏捷性[23-24]、速度[24-25]或抗疲劳性[25,27]的改善。 在使用力量训练的 21 项研究中,有 4 项[17,19-21]在测量的任何结果中都没有发现积极的变化。 进一步分析训练干预方案,这些干预措施的特性与那些干预后显著改善的干预措施非常相近,这也有较大争议,原因目前尚不明确。
动态稳定性训练是干预训练方案的重要组成部分[18,24],研究表明,动态稳定性训练可以改善神经肌肉控制,提高关节的动态稳定性,因此,减少了损伤风险[40]。 事实上,运动损伤风险因素的增加, 主要是由于青少年运动员在静态和动态动作中无法保持姿势平衡。 在综述的文章中,整合性神经肌肉训练中包括动态稳定性训练案也包括力量训练[16-21,24,26-28]。 因此,我们认为, 动态稳定性和力量训练可能是提高成绩和防止年轻运动员受伤的一个很好的方案。 与此同时,有研究表明,通过整合两个或多个训练部分的综合训练, 可以成功地改变高风险下肢着陆机制并最终降低ACL 损伤率[41]。 这与先前的研究结论一致。 文献表明,应以下肢和核心[22]为重点进行动态稳定性训练,同时前馈控制是提高动态稳定性的重要因素[42],因此,以改进运动中的前馈控制机制为目标, 训练计划中应该引进各种渐进式的训练任务, 这些任务也要结合非预期的动作和条件。 尽管如此,这些类型的练习在纳入文章[16-28]的训练方案描述中较为缺乏。
快速伸缩复合训练已经被证明可以提高年轻运动员的肌肉力量,提高运动表现,减少受伤的风险[43]。 在整合性神经肌肉训练中包含快速伸缩复合训练的研究可以有效的提高力量[23-24,28]、动态稳定性[18,23-24]、速度[21,23-25]、灵敏[22]、基本运动技能[23]并且降低了损伤的风险[26]。 值得注意的是运动员应该从低强度和低速度的训练开始, 逐步发展到高强度和快速度的练习[43]。
协调训练同样是整合性神经肌肉训练的组成部分, 但在综述文献中仅有1 篇包括协调训练[24],从这些研究中,我们发现在基本运动技能和动态稳定性测试方面有改善。1 项研究[22]没有发现明显的变化,可能是因为训练计划的遵从性较低。 协调能力应该在早期阶段进行训练,因为这个年龄段的儿童具有更大的神经可塑性[44]。 此外,鼓励儿童在这个年龄段参与各种运动,以便在运动专业化之前发展对不同技能的神经适应[45]。
敏捷性训练是青少年神经肌肉训练的重要组成部分,可以被认为是在高速度运动时协调能力的一种表现[46]。 它被定义为允许全身快速运动,同时改变方向以响应刺激的能力[47]。在敏捷性训练的方案中,发现力量[25]、动态稳定性[18,23-24]、抗疲劳[25]、以及损伤预防[26]有明显改善。 然而,快速减速也被定义为一项与敏捷性和多向运动训练密切相关的基本技能[48]。 在INT 项目中,在训练高速变向能力时,应特别注意下肢生物力学的训练。 具体地说,在切割动作过程中,对额状面膝关节生物力学控制的改变被认为是膝关节损伤(如前交叉韧带断裂)的主要危险因素[49]。 Lloyd 等[50]认为青春期前的儿童,主要的重点应该是基本运动技能(FMS)的发展,其次是变速变向能力(CODS)和反应性灵敏训练(RAT);而对于技术熟练的青少年,可以更多地强调RAT 的发展,同时保持FMS 和CODS 的能力。 然而,强调敏捷训练(速度随方向改变)胜过直线短跑是很重要的,因为大多数运动需要快速、多方向的运动[51]。
值得注意的是没有一项研究方案中包括抗疲劳训练,然而,神经肌肉疲劳被认为是运动损伤的高危因素之一,这种能力不仅在运动中起着重要的作用, 而且在损伤预防中也起着重要的作用[52-53]。高强度间歇训练(HIIT)已成为改善青少年和成年运动员心肺、 代谢和神经肌肉的最有效和最常用的方法之一[54]。 HIIT:典型的短间歇 HIIT(例如,15s 高强度-30s 积极恢复)、重复短跑训练(RST)(例如,10 组 30s-恢复 30s),或小型比赛(SSG)(例如,5 组 3min 3v3 篮球半场)[55]。因此,在未来整合性神经肌肉训练中应注重抗疲劳训练。
核心稳定和平衡训练以及增强式训练与抗阻训练相结合时,都产生了良好的生物力学适应性[23]。 在双边跳跃着陆期间,重心的快速下降和在上半身沿运动链(即,从较大的近端到较小的远端)向下传递时的控制惯性可以在两个肢体[25]之间共享。但是,由于单边着陆的要求完全放在单一的肢体上,与双边练习相比,可能需要更大的核心力量和激活度,即更强的支撑基础。 由于核心稳定性/平衡训练提高了腰椎骨盆力量[20],因此,这些练习可能最终会增强支撑基础,并有可能在单侧着陆时提供更大的屈曲姿势。 在未来研究中有必要进行进一步的研究来评估核心稳定性和平衡训练方案是否确实可以改善单侧着陆期间的屈曲姿势。 研究表明,髋关节内收和内旋,膝外翻,胫骨外旋和踝关节外翻综合存在;同时,这些会造成“动态膝外翻”并增加 ACL 受伤的风险[56]。 综述文献表明,整合性神经肌肉训练可以有效的使髋关节内收减少、 踝关节外翻力矩和膝关节外翻有所改善以及膝关节屈曲的角度增加。 增强式训练促进了双侧跳跃过程中膝关节屈曲角度的增加, 而核心稳定性和平衡练习减少了髋关节的内收。
对干预总时长的分析,有研究表明[57]整合性神经肌肉训练至少需要4 周的时间才能产生适应性。 各方案干预时长基本处于 6 周到 8 个月之间不等,多数研究[16,22-23,25,27]持续 8 周,尽管如此,INT 的目标将是实现运动员的长期发展,通过多年的训练方法,遵循青少年运动员[25]发展阶段的生长规律。 此外,训练的频率在每周1~3 次,次数最多的频率是每周2 次训练[16,18-19,22,25,27],其次是每周 3 次[17,20,23-24]。 研究发现,整合性神经肌肉训练应每周2 / 3 天,非连续天的训练可以产生良好的适应[58]。此外,关于每次干预的时间5 项研究在60min 及以上,5 项在 15~20min。 关于这一结果,有研究建议 60min[59]或青少年运动员干预时长应在30~90min[60]。然而,需要注意的是对于体育课来说有所不同, 科学也证明15min 的训练课能有效降低受伤风险[60]。 在今后的研究中需要进行进一步的分析。
本文的优势在于分析了整合性神经肌肉训练的不同训练内容、 对不同性别年龄儿童青少年的运动能力及损伤预防的干预研究,并分析了整合性神经肌肉训练不同部分贡献效益、训练量及强度对干预效果的影响。 但依然存在局限性:文献收录不全,缺少对纳入研究训练方案的详细描述。
大多数研究显示, 整合性神经肌肉训练对儿童青少年运动能力及损伤预防干预有效, 但是仍然少量研究的干预效果呈现不一致现象。 原因可能为训练量及强度较低、训练的依从性和出勤率较低造成的。
整合性神经肌肉训练中运用最多的是力量训练、 动态稳定训练和快速伸缩复合训练,其次是灵敏训练、速度训练与协调训练,在所有研究中仅有1 项包括以上6 项训练内容,同时较少的研究分析抗疲劳与专项技能的训练。 在未来研究中应更深入的分析不同年龄阶段整合性神经肌肉训练对儿童青少年的效果,本文表明PHV 之前的干预研究较少同时多数研究为青少年运动员,应更关注PHV 之前的训练,同时注重非精英运动人群的训练干预。 未来的整合性神经肌肉训练研究应更注重大众青少年的运动能力及损伤预防。