跳深练习的激活后增强效应对优秀男子短跑运动员加速跑和肌肉-肌腱硬度的影响

2024-10-31 00:00刘瑞东张军鑫曾子辰麦吾兰江·吐尔洪江张俊杰
首都体育学院学报 2024年5期

摘 要 激活后增强效应(PAP)是一种通过特定的高负荷训练来急性提高运动员爆发力的策略。通过随机交叉控制实验设计,共招募了24名一级男子短跑运动员,分别在无负重(DJ组)和20%体重负重(WDJ组)条件下进行跳深练习,并在不同恢复时间(4 min、8 min、12 min)对其0~20 m加速跑成绩和肌肉-肌腱硬度进行测试,旨在评估不同负重条件下跳深练习如何有效利用PAP,从而提高优秀男子短跑运动员的加速跑表现。结果显示,2种条件下的跳深练习均显著提高了20 m加速跑成绩, DJ组与WDJ组在8 min时分别提高了0.061 s(p<0.05)与0.050 s(p<0.05),在12 min时分别提高了0.061s(p<0.01)与0.054 s(p<0.01)。WDJ组显著增加了步长(平均增加2.290~3.040 cm, p<0.01)和延长触地时间(平均增加0.008~0.015 s,p<0.01),DJ组显著加快了步频(平均增加0.071~0.084 Hz,p<0.05)。此外,WDJ组在提高股二头肌硬度方面表现更佳(平均增加10.708~16.875 N/m,p<0.001)。研究结论:1)DJ组和WDJ组均能有效诱导PAP,在4~12 min的恢复时间内显著改善了加速跑表现和增加了肌肉-肌腱硬度,肌肉-肌腱硬度增加可能是PAP改善运动表现的多个机制之一;2)无负重跳深练习更有助于加快运动员的步频,而20%负重跳深练习则更有助于增加步长和延长触地时间,这表明2种练习在优化加速跑的运动参数上各有优势。教练员在制定个性化训练计划时可根据运动员的具体需求与短板,灵活选择无负重跳深练习或20%负重跳深练习,以实现运动参数的全面优化,进而提高运动员的加速跑能力。

关键词 激活后增强效应;跳深;热身活动;加速跑;肌肉-肌腱硬度

中图分类号:G804.6 学科代码:040302 文献标志码:A

DOI:10.14036/j.cnki.cn11-4513.2024.05.011

Abstract Post-activation potentiation (PAP) is a strategy aimed at acutely enhancing athletes’explosive power through specific high-load training. A randomized crossover controlled trial was conducted, recruiting 24 elite male sprinters. They performed drop jump (DJ) exercises under two conditions: without load (DJ group) and with a 20% bodyweight vest load (WDJ group), with measurements taken at different recovery times (4, 8, and 12 min) to assess their 0~20m acceleration performance and muscle-tendon stiffness. The aim was to evaluate how drop jumps under different loading conditions effectively utilize PAP to improve acceleration performance in elite male sprinters. The results showed that both conditions significantly improved0~20m acceleration performance. At 8 minutes, the DJ group and WDJ group improved by 0.061 s (p<0.05) and 0.050 s (p<0.05), respectively, while at 12 minutes, they improved by 0.061s (p<0.01) and 0.054 s (p<0.01). The WDJ group significantly increased step length (by an average of 2.290~3.040 cm, p<0.01) and ground contact time (by an average of 0.008~0.015ss, p<0.01), while the DJ group significantly improved step frequency (by an average of 0.071~0.084 Hz , p<0.05). Additionally, the WDJ group demonstrated greater improvement in biceps femoris stiffness (average increase of 10.708~16.875 N/m, p<0.001). Conclusions: 1) Both DJ and WDJ exercises effectively induced PAP, significantly improving acceleration performance and muscle-tendon stiffness within the 4~12 minute recovery period. The enhancement of muscle-tendon stiffness may be one of the mechanisms by which PAP improves performance; 2) DJ exercises are more effective in improving step frequency, while WDJ exercises are better at increasing step length and ground contact time. This suggests that the two exercises have different advantages in optimizing acceleration parameters. Coaches can choose between DJ and WDJ exercises based on individual athlete needs and weaknesses to fully optimize performance parameters and enhance acceleration ability.

Keywords post-activation potentiation; drop jump; warm up; acceleration; muscle-tendon stiffness

在竞技体育特别是短跑项目中,运动员的表现极大地依赖于其赛前热身的质量。激活后增强效应(PAP)作为一种生理策略[1],是通过高负荷训练暂时增强运动员的爆发力,已在多种运动项目中显示出提高运动表现的潜力。PAP涉及复杂的生化和神经生理机制,包括肌肉活化状态的提升和运动单元的更高效利用。

尽管PAP已被广泛研究,但如何最有效地激活PAP以改善短跑表现仍存在争议。当前研究主要集中于传统的重量训练,如半蹲和背蹲,这些训练虽然能够增强力量和爆发力,但其在赛前实施的可行性受到设备条件和潜在疲劳程度的影响。PAP通常通过复合式训练产生。在这种训练中,先进行大负荷抗阻训练(负荷通常超过85%1RM,1 Repetition Maximum,1次重复最大力量),然后再进行相应的更快速度的爆发式训练,以增强后续收缩时的力量和爆发力[2]。例如Chatzopoulos等研究者发现,完成10次非连续重复的90%1RM半蹲5 min后,运动员的30 m加速跑成绩显著改善[3];也有研究者发现,在完成3次90%1RM强度的背蹲练习4 min后,英式橄榄球运动员的加速跑成绩明显提高[4]。虽然使用深蹲能显著提高短跑成绩,但在短跑的赛前进行高负荷训练的可行性可能会受到质疑。这些练习需要更重的力量训练设备(通常接近于运动员体重的2倍)和更重的大型设备,例如深蹲架[5]。除了需要重型设备以外,还有1个内在的潜在风险,即与高负荷训练相关的疲劳或运动损伤。此外,田径项目的运动员在比赛前需要到等候区报到,这通常会使这些练习无法进行。

uBTfYFh3i4HgZJdXVKk7SQ==近期的研究开始关注更简便、风险较低的PAP训练方法,例如跳深训练(DJ)。跳深练习通过其固有的拉长-缩短周期(SSC)激活肌肉[6],能够有效地诱导PAP,从而在不需要重型设备的情况下完成赛前热身。此外,这种训练形式对增加肌肉-肌腱组织硬度尤为重要,这一点在短跑等需要快速力量转换的运动中至关重要。下肢肌肉硬度的优化可以显著影响运动表现,特别是在需要快速启动和加速的短跑项目中,适当的肌肉和肌腱硬度不仅可以提高力量的传导效率,还可以通过增加肌肉的预张力使其反应速度加快和动力输出增加。

因此,本研究旨在通过科学的实验设计和严谨的数据分析,验证不同负重跳深练习在诱导PAP、改善短跑运动员20 m加速跑表现方面的有效性以及提出最佳实施策略。本研究将为短跑运动员及其教练团队提供科学的热身策略,帮助他们更好地利用跳深练习提高赛前准备质量,从而在比赛中发挥出最佳水平。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

本研究将在北京高校招募的24名一级运动水平的男子短跑运动员作为研究对象(见表1)。在测试开始时,记录运动员的年龄、身高、体重、运动年限等数据。本实验招募受试者时要求无运动伤病,在测试前1天避免高强度训练,并且未摄入咖啡因、酒精等。受试者在测试前均签署了《知情同意书》,并积极配合完成实验。

1.2 研究方法

本研究通过随机交叉实验,采用数字化肌肉功能评估系统、光学智能运动测试系统、分段计时训练系统等设备采集运动员下肢肌肉-肌腱硬度、20 m加速跑成绩和运动学数据。

在进行热身之前,用数字化肌肉功能测试仪采集运动员股直肌、股二头肌、胫骨前肌和腓肠肌外头及肌腱的硬度特征数据。肌肉测量位置位于每块肌肉肌腹处,肌腱测量位置位于跟骨正上方5cm处。在测量过程中,要求受试者完全放松肌肉,使肌肉活动标准化。在测试过程中,数字化肌肉功能测试仪的探头垂直于每个测量点表面,直至指示灯变绿。

运动员在15 min的标准化常规热身之后,休息3min,开始进行20 m加速跑测试,测试时用光学智能运动测试系统和光电分段计时系统实时采集0~5 m、0~10 m和0~20 m分段成绩和运动学数据。在完成20 m加速跑后,1名测试人员用数字化肌肉功能测试仪采集下肢肌肉-肌腱硬度数据。在实验前测数据采集完成后,被试运动员被随机分在无负重跳深组(DJ组)、20%体重负重跳深组(WDJ组)和控制组,3个组分别被安排在3 d完成测试,每名受试者每天只进行1组测试。其中:DJ组诱导练习为运动员在45 cm高的跳箱上进行连续5次无负重的最大跳深练习;WDJ组诱导练习为运动员在45 cm高的跳箱上进行连续5次施加20%体重负重的最大跳深练习,要求落地时尽可能地缩短触地时间并快速反弹,尽最大能力跳起到最高高度;控制组的运动员为坐立休息。目前的研究共识是PAP诱导练习刺激应在随后运动前的4~12 min进行[5,7]。因此,本研究选择将诱导练习干预后的4 min、8 min和12 min作为PAP效应的评测节点[8-9],并由此时间节点进行后测。本研究的诱导练习为顺序随机选择,避免顺序对实验结果的影响。跳深练习均由同一教练监测,以确保技术的一致性,实验流程如图1所示。

1.3 数据处理

采集的数据通过“Microsoft Excel”进行整理,用描述性统计方法记录每个测试参数。通过“Shapiro-Wilk”检验正态分布。采用软件“GraphPad Prism 8.3.0”进行3×4(诱导练习形式×恢复时间)双因素重复测量方差分析。首先进行“Mauchly”球形检验,如果不符合球形检验,则通过“Greenhouse-Geisser”方法进行校正,显著水平设为p<0.05。如果只有1个变量产生了主效应,则进行“Bonferroni Post-hoc”检验。如果组间×恢复时间存在交互效应,则进行简单效应分析。

2 研究结果

2.1 加速跑成绩在诱导练习前后的变化

如表2所示,可以得出如下结果。

1)0~5m加速跑成绩存在诱导练习形式与恢复时间的交互效应(F(6,207)=3.170,p<0.01)以及恢复时间的主效应(F(2.495,172.2)=3.695,p<0.001),3组的诱导练习形式的主效应无显著差异[F(2,69)=1.160,p>0.05]。DJ组测试结果显示:与基线值相比,4 min时的0~5 m加速跑成绩显著提高(MD=-0.021 s,p<0.05),12 min时的加速跑成绩相较 4 min 时的加速跑成绩则显著下降(MD=0.020 s,p<0.01);与控制组相比,0~5 m加速跑成绩在4min时显著提高(MD=-0.035 s,p<0.01)。

2)0~10 m加速跑成绩存在诱导练习形式与恢复时间的交互效应[F(6,207)=4.460,p<0.001],并且恢复时间的主效应显著(F(2.519,173.8)=11.090,p<0.001),但是未出现诱导练习形式的主效应(F(2,69)= 1.070,p>0.05)。从测试结果发现:DJ组在4 min时(MD=-0.030,p<0.001)和8 min时(MD=-0.027,p<0.001)的加速跑成绩与其基线值相比显著提高,然而与4min 时(MD=0.022,p<0.001)和8min 时(MD=0.019,p<0.001)相比, 12 min时的加速跑成绩显著下降;WDJ组0~10 m加速跑成绩在8 min时(MD=-0.034,p<0.01)和12 min时(MD=-0.044,p<0.001)与其基线值相比同样显著提高。

3)0~20 m加速跑成绩存在诱导练习形式和恢复时间的交互效应[F(6,207)=2.840,p<0.05],并且恢复时间的主效应显著(F(2.146,148.1)=16.800,p<0.001),3组的诱导练习形式的主效应无显著差异(F(2,69)=0.230,p>0.05)。测试结果表明:与基线值相比,DJ组在4 min、8 min和12 min时的加速跑成绩均显著提高(MD=-0.052~-0.061,p<0.01),WDJ组加速跑成绩在8 min时(MD=-0.050,p<0.05)和12 min时(MD=-0.054,p<0.05)也均显著提高。

4)0~20 m平均步长存在诱导练习形式与恢复时间的交互效应(F(6,207)=4.190,p<0.001),并且恢复时间的主效应显著(F(2.749,189.7)=4.750,p<0.01),未出现诱导练习形式的主效应(F(2,69)= 0.910,p>0.05)。测试结果显示,WDJ组在4 min、8 min和12 min时的平均步长与其基线值相比均显著增加(MD=2.290~3.040,p<0.01)。

5)0~20 m平均触地时间存在诱导练习形式与恢复时间的交互效应(F(6,207)= 9.210,p<0.001),并且还存在恢复时间(F(2.794,192.8)= 3.480,p<0.05)与诱导练习形式的主效应(F(2,69)=11.790,p<0.001)。测试结果显示,WDJ组在4 min时、8 min时和12 min时的加速跑的平均触地时间与其基线值相比均显著延长(MD=0.008~0.015,p<0.01)。

6)0~20 m平均步频和腾空时间未出现交互效应(p>0.05)。进一步分析发现:DJ组在4 min时、8 min时和12 min时在步频上与其基线值相比均显著加快(MD=0.071~0.084,p<0.05);WDJ组在4 min时的平均腾空时间与其基线值相比显著延长(MD=0.001,p<0.01),而在8min时则显著缩短(MD=-0.001,p<0.01)。

2.2 肌肉-肌腱硬度在诱导练习前后的变化

如表3所示,得出如下结果。

1)股直肌硬度存在诱导练习形式与恢复时间的交互效应(F(6,207)=9.950,p<0.001),并且还存在恢复时间的主效应(F(1.989,137.2)=23.400,p<0.001)。测试结果显示:DJ组在4 min时、8 min时和12 min时的股直肌硬度与其基线值相比显著增加(4 min时、8 min时和12 min时依次为MD=22.250N/m、MD=19.708N/m和MD=17.167 N/m,p<0.01);WDJ组在4 min、8 min和12 min时的股二头肌硬度与其基线值相比显著增加(4 min时、8 min时和12 min时依次为MD=16.875N/m、MD=10.708N/m和MD=13.458 N/m,p<0.001)。

2)胫骨前肌硬度存在诱导练习形式与恢复时间的交互效应(F(6,207)= 3.830,p<0.001),并且存在恢复时间的主效应(F(2.353,162.46)= 89.860,p<0.001),但是未出现诱导练习形式的主效应(F(2,69)=0.240,p>0.05)。测试结果显示,DJ组和WDJ组在各时间节点的胫骨前肌硬度均显著增加(MD=18.708~31.041,p<0.001),但是WDJ组在12 min时的胫骨前肌硬度相较8 min时显著下降(MD=-5.459,p<0.001)。除此之外,控制组在4 min时、8 min时和12 min时的胫骨前肌硬度也显著增加(MD=13.375~15.583,p<0.001)。

3)腓肠肌硬度存在诱导练习形式与恢复时间的交互效应(F(6,207)=9.480,p<0.001),并且存在恢复时间的主效应(F(2.755,190.1)=98.110,p<0.001),3组诱导练习形式的主效应无显著差异(F(2,69)=0.170,p>0.05)。测试结果显示:DJ组和WDJ组在4 min时、8 min时和12 min时的腓肠肌硬度显著增加(MD=20.458~35.209,p<0.001),控制组在相同时间点的腓肠肌硬度同样显著增加(MD=9.327~10.497,p<0.001)。

4)肌腱硬度未出现诱导练习形式与恢复时间的交互效应(F(6,207)= 1.160,p>0.05),也存在诱导练习形式的主效应(F(2,69)=0.110,p>0.05),3组的恢复时间的主效应则有显著差异(F(1.827,126.0)=28.030,p<0.001)。测试结果显示,DJ组肌腱硬度在4 min时、8 min时和12 min时均显著增强(MD=32.792~46.208,p<0.001)。

3 分析与讨论

本研究主要探讨了不同负荷条件下基于跳深练习的PAP对男子短跑运动员在0~20 m加速跑阶段的成绩及相关运动学参数的影响,试图确定诱导出PAP的最佳恢复时间与最佳诱导练习形式。通过分析0~5 m、0~10 m 和0~20 m加速跑成绩发现,在特定的恢复时间内,运动员的运动表现得到了改善。在0~20 m加速跑中,DJ组和WDJ组在8 min和12 min时的成绩均显著提高,说明2组在这些时间点均能有效诱导出PAP,然而未发现2组在诱导最佳PAP时间上的显著差异,表明随着距离的增加,2组对PAP的影响效果相似。

对0~20 m的分段成绩进行分析发现,DJ组在0~5m加速跑成绩与基线值相比在4min时显著提高,而在12min时则显著下降。WDJ组的0~10 m加速跑在8 min时(MD=-0.034,p<0.01)和12 min(MD=-0.044,p<0.001)时的成绩均显著提高。WDJ组的0~20 m加速跑在8 min时(MD=-0.050,p<0.05)和12 min(MD=-0.054,p<0.05)时的成绩均显著提高。这表明WDJ组诱导出的PAP的延续时间较长,WDJ组在8 min和12 min时的加速跑成绩提高似乎更为持久和稳定,尤其在较长时间段的恢复中表现更佳。DJ组和WDJ组的0~20 m加速跑成绩在8 min和12 min时均显著提高,说明2组在这些时间点均能有效诱导出PAP。DJ组的0~20 m加速跑成绩在4min、8min和12 min时显著提高(MD=-0.052~-0.061,p< 0.01),WDJ组的0~20 m加速跑成绩在8min和12 min时显著提高(MD=-0.05,p<0.05)。对比2种练习形式,DJ组诱导出PAP的时间要早于WDJ组,这可能与WDJ组较大的负荷强度导致的短暂疲劳有关。由于本研究中缺乏肌电图记录,WDJ组和DJ组负荷刺激引起的PAP的机制尚不清楚。有研究表明,适当的负重可以延长PAP的持续时间,可能是由于较大负重提高了肌肉的预激活水平和神经机能的利用效率[10]。Turner等研究者发现,进行3组×10次的反弹跳练习后4min会导致10 m加速跑成绩显著提高[11],同样的反弹跳练习,在10%体重负重时,10 m加速跑成绩和20 m加速跑成绩分别在恢复时间为4 min和8 min后有了显著的提高,说明10%体重负重练习对加速跑能力的提高优于无负重练习。

不同负重条件下跳深练习的运动学参数(如步长、步频和触地时间)的差异表明,运动员的身体适应性和运动表现能力被不同程度地激活。WDJ组在4 min、8 min和12 min时的步长显著增加(MD=2.290~3.040,p<0.01),触地时间也有所延长(MD=0.008~0.015,p<0.01)。这与Hunter等研究者的研究结果[12]一致,他们发现这些参数在最大化水平推力时,有助于提高初速度,不同负重的跳深练习对触地时间和腾空时间具有不同的影响,对于那些需要提高瞬时力量输出的运动员而言,增加跳深练习的负重可以延长触地时间,从而产生更强的推力。Turner等研究者在其研究中发现,执行有负重的跳深练习可以在短跑运动员中显著提高加速能力[11],并且认为,这一改善主要是由于神经肌肉激活水平提高和步长增加。对于田径运动员而言,冲刺中5~10 m的距离可以看作是初始加速度和峰值速度之间的过渡期,可能需要通过产生大力量的训练方案(负重增强式训练)来改善田径运动员从加速到最大速度过渡的表现[13]。

此外,DJ组与控制组相比在12 min时的步频显著加快(MD=0.054,p<0.05),与WDJ组相比在12 min时的步频也显著加快(MD=0.075,p<0.01),说明无负重跳深练习在加快步频方面可能更具优势,这可能与肌肉的快速收缩能力有关,反映了不同训练模式对肌肉反应性的不同影响。Zisi等研究者也发现,与基线冲刺相比,进行交替腿水平跳跃后,运动员在 0~5 m的加速跑平均步频明显更快[14],说明0~5 m加速跑速度的加快主要是运动员步频显著加快产生的结果。DJ组运动员在练习后表现出更快的步频,这可能与肌肉反应性变得灵敏和更高效的神经肌肉协调有关[15],说明PAP可以通过不同的机制影响短跑时的肌肉加速功能。最近的1项研究[16]也支持了本研究的结果,即适当的PAP训练可以通过改变运动学参数来改善运动表现,特别是在短跑运动中。

在加速跑中,冲刺表现依赖于各种运动学、动力学和神经肌肉特征,这些特征要求运动员协调上半身和下半身以获得更快的冲刺速度。运动员步长的增加可以提高加速跑的效率,提高触地发力时间,为运动员持续加速提供最佳的力学条件。加速跑成绩变化的决定因素是步长和步频。在20 m加速跑测试中,运动员具备合理的步长和步频有助于产生更快的加速度以不断提速。运动员在起跑后,从第3步开始,在步频相对稳定的前提下(腾空时间逐渐增加,着地时间逐渐缩短),主要通过逐渐增加步长来提高跑步速度。为了阐明短跑运动员在整个加速阶段的时空结构对肌肉加速功能的影响,Nagahara等研究者对加速跑阶段的每一单步进行了研究,结果发现,起跑加速的前2步,步频与加速跑成绩显著相关,第3步和第4步的步长开始凸显对加速跑成绩的影响,从第5步到第20步,步长成为影响加速表现的主要因素[17]。该研究者的另1项研究将短跑的加速阶段分为3个部分[18],在初始加速阶段,运动员的跑步速度主要来自步长与步频的共同作用,在中间加速阶段和最后加速阶段,步长是影响加速度更加重要的1个因素。因此,运动员在起跑后的前2步应注重步频的稳定性,而之后的步长则决定了整个加速阶段的表现。谢慧松等研究者认为,加速阶段的步长是影响中国短跑选手加速跑成绩的一个重要因素[19]。长期以来,步长一直是研究短跑速度时的1项重要指标,姜自立等研究者发现,2组不同运动水平的运动员按照20 m的等步长或者等步频进行100 m成绩测试,中等水平的短跑运动员通过增加步长测得的100 m成绩要优于通过加快步频测得的100 m成绩[20]。这从侧面说明,步长的增加在加速阶段对成绩的提高比步频更为有效。通过上述结果可以发现,WDJ组通过显著增加步长和延长触地时间,有助于改善加速跑表现,特别是在中后段的加速阶段。这一结果为田径运动员的训练提供了实践指导,即通过加强步长的训练可以有效改善短跑运动员的整体加速表现,而无负重练习则可用于针对性加快步频,从而根据不同的训练需求优化加速表现。

恢复时间的管理也是PAP训练中不可忽视的一环。执行PAP诱导练习后,肌肉疲劳和 PAP在肌肉内共存[14]。Seitz等研究者认为,恢复 5~7 min后,表现会得到最大程度的改善,因而应考虑诱导练习的量和运动员的运动水平[21],以确定适当的休息间隔[22]。Kilduff等研究者发现,在进行跳深练习干预后的8~12 min为最佳间歇时间,而间歇时间在小于4 min或大于12 min时,运动能力则没有显著提高[23]。同样,Lowery等研究者发现,诱发高水平运动员的最佳PAP的恢复时间为4~8 min,当恢复时间长于12 min时,PAP则没有显著效果[24]。这一发现为短跑训练中的热身策略提供了科学依据,强调了恢复时间的重要性。诱导PAP的最佳恢复时间取决于所用负荷的强度和运动员的个体响应。调节PAP的一个重要的变量是诱导练习和后续比赛之间的恢复时间。由于磷酸肌酸的消耗,恢复时间的长短可能会影响工作肌肉再生三磷酸腺苷的能力。有人认为持续7 s的高强度活动会消耗磷酸肌酸[25]。本研究中的运动员在进行5次跳深练习时,每次最大负荷重复大约持续1 s,并且可能不会耗尽磷酸盐存储。然而Tomlinson等研究者发现,在进行2组8次的13%体重负重蹲跳练习后,运动员的10 m和20 m加速跑成绩没有显著提高[26]。这其中的一个可能性解释是:Tomlinson等研究者招募了运动水平较低的女性运动员,可能对跳深练习不敏感。运动员对 PAP方案的反应似乎是高度个性化的,一些运动员在诱导练习后改善了自己的运动表现,而其他运动员的运动表现则不受影响[21,26]。因此,在实际应用中,教练应根据运动员在热身时的反应调整负荷和恢复时间,以达到比赛中的最佳表现。

本研究通过数字化肌肉功能评估系统采集了运动员在诱导练习前后肌肉-肌腱的硬度特征。本研究发现,DJ组和WDJ组在4min、8min和12 min时的下肢肌肉-肌腱刚度均有显著增加。这与Werkhausen等研究者的研究结果[27]相吻合,该研究者提出肌腱的硬度可以通过改善肌肉-肌腱复合体的力量传导效率增大肌肉的力量输出。硬度的增加有助于使肌肉的反应速度加快和力量输出增加,从而对于需要快速力量转换的运动尤为重要,如短跑。Zisi等研究者发现,跳深练习后立即进行短跑可以显著加快运动员的起跑速度,并推测这与肌肉硬度的短期增加有关,这种硬度增加有助于更有效地传导力量[14]。负重跳深通过增加肌肉硬度,尤其是在股后肌群中形成更大的生物力学优势,使运动员在加速跑中得到更大的推进力,这种效应可能与肌肉在接受重负荷后通过其固有的生化和神经适应性机制优化了力量输出的策略相关[28]。在SSC活动中,硬度水平越高的受试者的运动表现越好[29]。有研究表明,肌腱硬度与跳跃运动表现之间呈正相关关系[30]。较大的硬度不仅有利于力量发展速率(RFD)和弹性能量的储存和更快速释放,而且在肌肉发力方面也起着重要作用[31]。Clegg等研究者认为,肌肉-肌腱复合体的硬度在加速跑中产生力量速率时起着重要的作用[32]。本研究评估了运动员的单个肌肉和肌腱硬度与加速跑表现之间的关系。之前关于硬度的评估方法中有许多涉及下肢整体硬度的评估,而忽略了单个肌肉的具体评估。本研究发现,肌腱硬度和股直肌硬度对加速跑成绩的影响较大,并且负重跳深练习能更大程度地增加股二头肌硬度,说明负重跳深能更有效地刺激股后肌群。因此,对于那些后肌群力量较为薄弱的短跑运动员,可以采用20%体重负重跳深练习进行热身。

综上所述,本研究不仅证实了跳深练习诱导PAP的有效性,还揭示了不同负荷条件下的训练对加速跑表现的具体影响,为短跑训练提供了科学依据。基于本研究的发现,建议教练在制定短跑训练计划时,考虑包括不同类型的跳深练习,以适应不同运动员的个体生理和生物特征。对于那些需要提高起跑阶段速度的运动员,推荐使用较大负重的跳深练习,因为这可以增加步长和延长触地时间,从而增强推力[33]。对于需要提高短跑途中跑及后程速度的运动员,则可以使用无负重的跳深练习来加快步频,有助于在比赛后半段维持或加快速度。尽管本研究形成了有关跳深练习影响短跑表现和肌肉硬度的见解,但也存在一些局限性。首先,本研究中的所有运动员使用统一的45cm高跳箱进行无负重跳深练习。这一高度对某些运动员而言可能过低,后续可以考虑采用各运动员的最佳跳深高度进行分析,该高度可通过反应力量指数(即跳跃高度与地面接触时间之比)计算得出[34]。其次,关于PAP的观察时间点,本研究仅观察了4 min时、8 min时和12 min时3个时间节点,后续研究或者在教练员实践过程中应根据运动员的个体表现具体调整。

4 结论

1)DJ组和WDJ组均能有效诱导PAP,在4~12 min的恢复时间内显著改善加速跑表现和肌肉-肌腱硬度,肌肉-肌腱硬度增加可能是PAP改善运动表现的多个机制之一。

2)DJ练习更有助于加快运动员的步频,而WDJ练习则更有助于增加步长和延长触地时间,这表明2种练习在优化加速跑的运动参数上各有优势。教练员在制定个性化训练计划时可根据运动员的具体需求与短板,灵活选择无负重跳深练习或20%体重负重跳深练习,以实现运动参数的全面优化,进而提高运动员的加速跑能力。

5 研究展望

1)未来的研究可以尝试探究使运动员同时增加步长和加快步频的PAP诱导方案,以提高短跑运动员的加速能力。

2)未来的研究应增加样本量,包括不同性别和年龄组、不同水平的运动员,以进一步验证本研究中的这些发现,并考虑个体差异对PAP的影响,从而优化短跑训练策略。

3)研究不同负荷和不同恢复时间对PAP的影响,优化训练负荷和恢复时间,为实际训练和比赛中对恢复时间的管理提供更精确的指导。

4)本研究主要关注短期内产生的PAP,长期的训练效果和生理适应尚未明确。因此,建议未来的研究应关注长期训练对肌肉结构、功能和运动表现的影响。

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