摘 " "要 " 延迟性增强效应(DLP)作为一种通过比赛或训练前预激活诱导特定生理反应改善运动表现的新策略,国内鲜见有相关文献。运用文献研究法、专家访谈法、数理统计法等方法,厘清DLP的作用机制、影响因素和应用策略,为我国相关体育运动理论研究与训练实践提供新视角。经研究发现:1)诱导DLP改善运动表现的最佳时间段是比赛或训练前6~33 h;2)睾酮日节律变异、刚度调控、体温调节、高阶运动单位募集、肌球蛋白调节轻链磷酸化和心理准备是DLP改善运动表现的主要机制;3)力量水平、激活方式、负荷强度、负荷量、恢复时间和肌纤维类型是影响DLP改善运动表现的主要因素;4)设计专项化的激活方式、施加最佳的激活负荷和选择合适的激活时间是DLP实践应用的优化策略。深化DLP的理论认识对于优化运动训练方案、改善运动员竞技表现以及推动我国体育科技创新具有重要的借鉴价值和引领作用。未来可着重从DLP与PAP(激活后增强效应)的关系、DLP“窗口期”的精准把控、DLP的效益转换等方面展开研究。
关键词 " 激活后增强效应;PAP;力量和爆发力;体能训练;专项表现;预激活
中图分类号:G804.2 " " " " "学科代码:040302 " " " " " 文献标志码:A
DOI:10.14036/j.cnki.cn11-4513.2024.06.008
Abstract " Delayed Potentiation (DLP) is an emerging strategy designed to enhance athletic performance by inducing specific physiological responses through pre-competition or pre-training muscle activation. However, research on DLP has been limited in China. This study utilized a combination of literature review, expert interviews, and statistical analysis to elucidate the mechanisms, influencing factors, and practical applications of DLP, aiming to offer new perspectives for both theoretical research and training practices in China. The findings are as follows: 1) the optimal time frame for DLP-induced performance enhancement is between 6 and 33 hours before competition or training; 2) primary mechanisms by which DLP enhances performance include testosterone’s circadian variation, stiffness modulation, thermoregulation, recruitment of higher-order motor units, phosphorylation of myosin light chain, and psychological readiness; 3) factors influencing DLP efficacy include strength level, activation method, loading intensity, recovery time, and muscle fiber type; 4) optimal strategies to maximize DLP’s effectiveness involve selecting appropriate activation methods, adjusting activation load, and timing activation precisely. Deepening the theoretical understanding of DLP plays a crucial role in optimizing sports training programs, improving athletes’competitive performance, and fostering the innovative development of sports science in China. Future research should focus on the relationship between DLP and post-activation potentiation (PAP), precision in controlling the DLP“window period,” and methods to sustain DLP benefits.
Keywords " post-activation potentiation; PAP; strength and explosiveness; strength and conditioning training; specialized performance;pre-activation
肌肉力量和爆发力是众多运动项目提高成绩的主要因素,如何利用有效策略在比赛或训练前诱导其达到最优状态,改善随后的运动表现一直备受学界关注。由此,激活后增强效应(PAP)成为当前的研究热点,PAP是骨骼肌进行大运动负荷抗阻练习后,短时间内产生最大力量和输出功率增大的生理现象,可以从肌肉肌球蛋白调节轻链的磷酸化、神经系统高阶运动单位募集、肌纤维羽状角的改变等方面解释其机制[1]。对PAP“窗口期”的精确把握是成功诱导运动表现的重要因素[2]。相关研究表明,PAP在休息4~12 min后达到峰值,而当恢复时间小于3 min或大于20 min时,肌肉的PAP效应将会消失[3-4]。由于PAP影响运动成绩的窗口期较短,对许多运动员来说很难在实际比赛中应用[5]。例如,集体性球类运动中场休息期间一般需要进行二次准备活动,由于运动员中场休息时需要进行伤病治疗、战术布置等,可用时间通常只有3 min[6]。
近些年,有研究者发现,采用低负荷量诱导后1~48 h内可能存在另一个引起肌肉力量和爆发力增大的“窗口期”[7-8]。该现象被称为延迟性增强效应(DLP)[9]。DLP首次于1995年在举重项目中被发现[10],此后20年间对DLP的研究扩展到排球[11]、投掷[12]、橄榄球[8]、足球[13]等项目中,虽然各研究中使用的术语并不一致[8,10,14-17],但是各学者对诱导后存在的DLP已逐步形成共识。通过梳理文献进行证据总结,从中发现DLP能有效提升运动员的冲刺速度、跳跃表现和动力学参数指标(如峰值冲量、峰值功率、最大地面反作用力、力的生成速率等)。由此可见,DLP是运动员赛前热身和调整训练状态的重要方法,但目前国内鲜见对该方法的研究。因此,本研究从DLP的作用机制、影响因素、应用策略等方面对其进行研究,旨在为科学地认识和促进该方法在运动训练实践及赛前热身活动中应用提供理论支撑和实践指导。
1 " 研究方法
1.1 "文献研究法
在国内外7个数据库检索了相关文献,检索时间为建库至2023年12月26日。其中:中文文献以“延迟性增强效应”“力量或爆发力训练”“激活后增强效应”“准备活动”“预激活”“骨骼肌”“运动表现”等为主题词进行布尔逻辑检索;外文文献以“Delayed Potentiation”“Morning Priming Exercise”“Pre-competition Training”“Morning Preconditioning Exercise”“Pre-activation”“Post-activation Potentiation”“DLP”“PAP”“Skeletal Muscle”等为主题词进行布尔逻辑检索。此外,还对收录重点文章的参考文献列表进行了手动追踪检索,以收集核心期刊和最新的相关研究。通过梳理与DLP相关的中英文研究成果,归纳当前国内外研究的现状、热点与趋势,为本研究收集基础数据以及提供理论支撑。
1.2 "专家访谈法
为了获得更加权威、可靠、可信的资料,以电话咨询和面对面访谈的形式对6位从事体能训练、运动训练方面研究的专家进行了访谈。访谈主要内容包括DLP的选题价值、DLP的应用前景、DLP提升运动表现的影响因素和实践应用策略等,为本研究积累了相关资源。
1.3 "数理统计法
运用“EXCEL2019”对与DLP相关的研究进行整理、统计和分析,具体包括提取各研究性文献的第一作者、发表年份、运动项目、激活方式、诱导方案、间歇时间、测试结果等。运用R语言(版本4.2.0)软件分析不同负荷强度诱导DLP对运动表现的影响,以探索DLP 影响因素,具体是采用标准化均数差(SMD)作为效应尺度指标,选取随机效应模型进行效应量合并分析,并计算95%置信区间。
2 " DLP改善运动表现的作用机制
本研究发现,DLP的作用机制主要包括睾酮日节律变异[14,18-19]、刚度调控[7,15]、体温调节[14,20]、高阶运动单位募集[7,11]、肌球蛋白调节轻链磷酸化[21]和心理准备[22]。
2.1 "睾酮日节律变异
睾酮(T)可促进蛋白合成,增大肌肉力量,并提高神经肌肉工作效率和运动时的功率输出[23]。T浓度变化与运动员的训练状态、肌肉力量、爆发力等密切相关,且可以预测运动员急性运动后的运动表现[24-25]。有研究表明,T浓度变化存在日节律性特征,即清晨最高,傍晚时最低[26]。通过预激活干预可抵消其节律性下降,提高运动员的运动表现[14,18]。Russell等研究者探讨了DLP对橄榄球运动员冲刺和跳跃表现的影响,并发现诱导后5 h实验组受试者唾液T浓度显著高于对照组,且这一变化与实验组运动成绩的变化量基本一致[18]。Cook等研究者发现,诱导后6 h对照组T浓度明显下降,而实验组T浓度略微下降,组间T浓度对比存在显著差异[14],同时,该研究者观察到实验组受试者40 m冲刺成绩明显优于对照组。因此,通过预激活干预影响运动员T浓度日节律性变异可能是DLP改善运动表现的作用机制之一。
2.2 "刚度调控
刚度一词来源于胡克定律,主要描述物体在受载之后的应变能力[27]。跳跃、冲刺、投掷等动作通过肌肉与肌腱拉长-缩短周期(SSC)过程贮存并利用弹性能量,从而可以提高肌肉的收缩能力。为了更加形象地描述这类活动,学者们将神经和肌肉、肌腱、韧带、软骨、骨骼等系统整合为一个弹簧-质量模型,其弹性系数即为刚度[28]。急性或短期力量、爆发力诱导后,会增加机械刚度,从而有利于弹性能量的贮存与释放[29-30]。Comyns等研究者发现,受试者完成1组93% 1RM深蹲休息一段时间后,下肢刚度增加10.9%[31]。另有研究表明,刚度与反应力量指数(RSI)、力的生成速率(RFD)、冲刺速度、跳跃高度、触地时间[32-34]等密切相关。因此,刚度作为一个中介变量会影响运动表现,可能是DLP的作用机制之一[7,15]。在此过程中,SSC肌肉长度改变可能受到相关肌肉活化程度、神经回馈与控制牵张反射、关节力矩、关节角度变化等因素的综合影响[35]。
2.3 "体温调节
人体的温度按照身体部位主要分为核心温度、肌肉温度和皮肤温度,适宜的体温是人体运动能力发挥的重要前提。相关研究表明,肌肉温度和核心温度升高对于人体代谢速率、ATP 转化率、肌纤维传导速率、做功效率等具有积极效果[36],其每升高1 ℃,代谢率提高约13%,运动表现提升2%~5%[37]。Bishop等研究者发现,诱导后1 h 45 min进行测试,实验组受试者肌肉温度比对照组略有增加[38]。Mcgowan等[20]研究者对受试者在游泳训练预激活后6 h进行100 m游泳测试,发现受试者核心温度、肌肉温度和皮肤温度均高于对照组,其中,两组之间的核心温度相差约0.6 ℃[(0.6±0.3)℃,p=0.03,ES=1.83],且存在显著性差异,同时,实验组划水频率和分段计时成绩明显优于对照组。因此,该研究者认为,预激活后由于过量氧耗、能量消耗、通气量增加等原因,人体的代谢率提高了9%,可以使当天训练时的核心温度上升,可能是实验组游泳冲刺能力优于对照组的重要原因之一。但也有研究者认为,体温调节在体内可维持约15 h左右[39],而对于更长时间诱发的DLP尚需其他机制进行解释。
2.4 "高阶运动单位募集
Villarreal等研究者对比了几种热身方案探讨预激活后6 h的神经肌肉表现,发现采用80%~95% 1RM负荷强度深蹲要明显优于30% 1RM深蹲,负重反向纵跳诱导效果明显优于不负重[11]。该研究者认为,高频运动神经元激活是产生DLP的重要原因,所以诱导后48 h内受试者运动成绩提高,可能是受到神经肌肉机制的影响[7,40]。特定负荷强度诱导后神经系统内会发生H反射增强、运动单位同步增加、拮抗肌交互抑制作用下降等一系列反应,使更多高阈值运动神经单元和肌肉纤维被募集,从而肌肉的收缩力量显著增强。此外,在运动过程中,高阈值动作电位传导减弱或传导失败的现象较为常见。通过预激活骨骼肌不仅可以增加释放神经递质的数量以及提高传输效率,而且可以减少兴奋电位传输失败的可能性[41]。综上所述,高阈值运动单位的募集效率提高、神经递质的数量和传输效率增加以及动作电位传导失败可能性降低,最终可能增强骨骼肌收缩力。
2.5 "肌球蛋白调节轻链磷酸化
肌肉收缩时产生张力的大小主要取决于活化的横桥数目,而肌肉收缩速度的快慢主要取决于能量的释放速度和肌球蛋白ATP 酶的活性。Chiu等研究者也发现,预激活后4~6 h力的生成速率(RFD)变化可能与肌球蛋白作用有关[21]。肌球蛋白含有2条长肽链和2对短肽链,其中短肽链称为轻链,长肽链称为重链,形状呈“Y”,即2个球状头部和1个长杆状尾部[42]。肌肉在收缩时,Ca2+从肌浆网中释放出来可以激活肌球蛋白轻链激酶(MLCK),使肌球蛋白轻链20(MLC20)的第19位的丝氨酸(Ser19)磷酸化,进而激活肌球蛋白头部的Mg2+-ATP酶,ATP酶水解ATP可以产生能量,促使肌球蛋白与肌动蛋白结合为横桥摆动,从而可以提供能量[43]。当大强度运动后,Ca2+会大量增加,结合位点对Ca2+的敏感性增强,ATP 酶总量也会随之增加,可以提高肌球蛋白和肌动蛋白横桥摆动速率,从而可以增强骨骼肌收缩力。
2.6 "心理准备
心理准备被认为可能是DLP发挥积极效果的潜在机制之一[22]。Mason等研究者发现,与对照组相比,受试者在预激活后1.75 h时的情绪得分[(3.8±0.4)vs(3.5±0.5),plt;0.05]有了明显的提高[8]。这一结果与Gill等[44]研究者发现的受试者在预激活后心理愉悦感增强基本一致。其原因可能与预激活干预有助于运动员降低焦虑和集中注意力有关[20,45]。尽管如此,实证研究的证据仍有限,预激活刺激诱导DLP提高运动表现的心理机制还有待于未来更进一步地研究。
3 " DLP改善运动表现的影响因素
本研究发现,DLP改善运动表现的影响因素主要包括力量水平、激活方式、负荷强度、负荷量、恢复时间和肌纤维类型6个方面。
3.1 "力量水平
有研究者发现,出现阳性结果的实验中,选取的受试者均具有一定的肌肉力量基础[14,46],如Villarreal等研究者发现受试者平均最低1RM深蹲力量为158 kg[11]。另有研究表明,受试者在预激活后6 h的半蹲1RM成绩与跳跃高度改变量(r=0.47~0.50)、峰值速度(r=0.48~0.51)和峰值冲量(r=0.30~0.45)显著相关[47]。由此,力量水平可能是影响DLP效果的重要因素。如图1所示,Nishioka等研究者根据相对力量水平将受试者分为强壮组[n=10,相对力量=(2.22±0.23)kg/BM]和虚弱组[n=10,相对力量=(1.76±0.16 )kg/BM],在诱导后24 h,该研究者发现强壮组反向纵跳(CMJ)高度、平均功率(MP)、力的生成速率(RFD)、平均地面反作用力(MF)均显著改善[5],而虚弱组测试指标无明显变化,该结果表明,力量较大者诱导后DLP效果更佳。其原因是:一方面,疲劳是影响增强效应效果的关键因素之一[48],力量较大的受试者抗疲劳能力较强,其神经肌肉表现经过诱导更可能得到改善[47];另一方面,力量较大的受试者的快肌纤维(II型肌纤维)百分比相对较大[49],这可能会诱导产生更强的增强效应[50]。综上所述,本研究认为力量水平是影响DLP诱导效果的因素之一,受试者力量越大,诱导效果可能越佳。
3.2 激活方式
如表1所示,不同运动项目涉及的激活方式有深蹲[8,14,19]、半蹲 [15-16,47]、卧推[8,14,18]、反向纵跳[5,7,11]、跳深[11]、高翻[12]、高拉[10]、抓举[10]、冲刺跑[51-53]、游泳[20]等。本研究统计发现,各类激活方式均能产生DLP,并且可以改善运动表现,但诱导效果存在明显的动作特异性[51,54]。如Cook等[14]研究者以橄榄球运动员为受试者,随机分为深蹲组和速度组,深蹲组在诱导后6 h时40 m冲刺速度和反向纵跳峰值功率均出现明显提高,而速度组只改善了40 m冲刺表现。Nutt等研究者也有类似的发现[53],该研究者将速度滑冰运动员随机分为硬拉组和冲刺跑组,结果发现硬拉组在诱导后5.5 h时的冲刺速度和CMJ均得到显著提高,而速度组仅40 m冲刺时间缩短。
此外,本研究还发现半蹲和深蹲是最多用于DLP的激活方式[11-12,15-16,19,46],但是下蹲角度在各文献中的呈现并不一致[7,19]。因此,在相同负荷下诱导产生的效果可能也存在一些差异。其原因是,不同深蹲角度下所做的机械功和臀大肌发力模式均不同[54]。此外,下蹲动作模式也会影响运动表现,如单腿下蹲和双腿下蹲[55],但是目前鲜有涉及DLP的研究,未来应该加以探究。高翻、高拉、抓举等举重类动作对神经和肌肉的激活程度更强,同样能诱发DLP,目前相关研究中受试者仅限于国家级运动员水平以上的精英运动员[10,12]。由于存在动作特异性,冲刺跑对跳跃表现的诱导效果欠佳[53],但将其与蹲式动作结合诱导后,跑、跳动作表现均得到改善[51]。
3.3 "负荷强度
练习强度与神经-肌肉系统的反应密切相关。根据文献,可将诱导DLP的负荷强度分为高强度(≥80%1RM)[9-12,14-16,19,47]、中等强度(~65% 1RM)[16,18-19,46]和低强度(≤45% 1RM)[7-8,52]。本研究发现,中、高强度抗阻练习均能诱导出DLP,且练习强度越大,募集的快肌纤维越多,诱导效果越好(SMD=0.44,95%CI:0.15~0.73,I2=2%,plt;0.05,如图2所示)。Jaime等研究者探究了最佳功率负荷强度(60.9% 1RM)和高强度(80% 1RM)抗阻练习的DLP效果[9],结果发现高强度组在诱导后6 h时的反向纵跳高度(CMJ)、平均功率(MP)、平均速度(MV)明显优于最佳功率负荷强度组。Bartolomei等研究者的研究结果[19]与Jaime等[9]研究者的研究结果基本一致,该研究者发现与中等负荷强度相比,受试者在高强度诱导后24 h时的峰值力矩(PT)、反向纵跳峰值功率(CMJP)和大腿中部提拉(MTP)成绩更好。
本研究发现,低强度(≤45% 1RM)抗阻练习可能无法诱导出DLP。Villarreal等研究者以3组×5次30% 1RM深蹲进行诱导,6 h后未发现跳跃高度有明显变化[11]。其原因可能是过低的刺激强度不能有效地动员快肌纤维参与收缩[8]。但低负重结合弹振式练习后,提高了刺激强度,则可以有效激发出DLP。Tsoukos等研究者以5组×4次40% 1RM蹲跳进行诱导,受试者反向纵跳高度在24 h和48 h后分别提高了5.1%和3.0%,力的发展速率在24 h和48 h后分别提高了18.3%和9.8%,反应力量指数在24 h后提高了10.7%[7]。
因此,本研究认为高强度(≥80% 1RM)诱导DLP的效果优于中等强度(45%~70% 1RM),低强度(<45% 1RM)可能无法诱导出DLP,但低强度结合冲击式的神经肌肉训练对改善运动表现有益。
3.4 "负荷量
在抗阻负荷刺激下,肌肉收缩会同时出现疲劳和增强2种效应[21]。当增强效应起主导作用时,肌肉收缩会改善随后的运动表现,而当疲劳起主导作用时,则表现出较差的运动能力。因此,重复次数、组数、冲刺持续时间等因素是影响肌肉疲劳和DLP 的重要因素。
在探讨负荷量时,一般要以负荷强度为基础。本研究发现以下几个结果。1)以高强度抗阻练习进行诱导时,如果负荷量大,易诱发肌肉过度疲劳和损伤,可能会延缓肌肉恢复速度,在48 h内并不会诱导出DLP。例如,Raastad等研究者以3组×3次100% 1RM背蹲、3组×3次100% 1RM前蹲、3组×6次100% 1RM腿部蹬伸进行诱导,分别休息3 h、11 h、22 h、33 h后均未观察到蹲跳高度的变化[46](见表2)。相反,Villarreal等研究者以高强度低负荷量进行预激活后发现,受试者蹲跳高度明显增高[11]。这与Jaime等[9]研究者的研究结果基本一致,该研究以1组×4次80% 1RM和1组×5次80% 1RM进行诱导,受试者在诱导6 h时的反向纵跳高度显著增高。2)中等强度时,较大的负荷量可能会推迟出现DLP。如在Raastad的研究中,负荷量相同时,以中等强度(70% 1RM)进行诱导,33 h后可以观察到蹲跳高度的增高。3)如果负荷量过大,也可能不会诱导出DLP。例如,Bartolomei等研究者以8组×10次70% 1RM深蹲进行诱导,在24 h、48 h和72 h后均未发现反向纵跳峰值功率的提高,运用肌酸激酶(CK)、乳酸脱氢酶(LDH)和肌红蛋白(Mb)作为标志物进行检测时,发现肌肉内部出现损伤[19]。
为了整体分析负荷量和负荷强度对DLP的影响,以便在实践中操作应用。本研究使用任意单位(AU)对负荷强度和负荷量进行量化处理[56],结果显示,在48 h内有效诱导DLP的训练量介于480~2 286 AU[9,14],说明过小的训练量不足以诱发疲劳产生DLP,而训练量过大时又可能导致肌肉损伤、炎症反应等,进而会延长疲劳恢复时间。Zatsiorsky等研究者发现,传统周期性抗阻训练引起肌肉力量有效增强的训练量一般要超过4 000 AU[57]。显然,这一数值要大于诱导出DLP的训练量。
综上可知,负荷量过大易导致过度疲劳或肌肉损伤,负荷量过小又不足以诱发疲劳,所以适宜的负荷量是诱导DLP的重要因素之一。本研究以AU对负荷进行量化处理,并认为干预负荷在480~2 286AU时能最大化诱导出DLP。
3.5 "恢复时间
疲劳是诱发增强效应的主要原因[58]。进行预先收缩刺激后,肌肉的DLP表现出一定的延迟性特征,这是由于受到疲劳效应的影响。前期研究表明,DLP在1~48 h内的不同时间点都对运动表现产生了一定程度的积极影响[7,19]。本研究发现,预激活后6 h的测试方案在各研究中应用得最多[9,11,14,20,47],其次是24~33 h[7,16,46],这些激活方式都可以显著改善受试者的运动表现。但诱导后1~5 h产生的DLP的效果仍存争议[51]。例如:Mason等[8]研究者发现诱导后1.75 h时,卧推的动力学参数虽有提高,但CMJ无明显变化;Russell等[18]研究者发现休息5 h 后,受试者冲刺速度加快,但CMJ无显著变化。此外,预激活后48 h时也能诱导出DLP,但似乎效果有限[46]。Tsoukos等研究者研究了诱导后的24 h和48 h的DLP,结果显示增强作用在48 h时仍存在,但前24 h时达到最大[7]。综上可见,预激活后休息6~33 h产生的DLP效果较佳。未来应该进行更多的横向比较,进一步探讨出现DLP的时间点。
与PAP相比,DLP方案可能会产生更强的神经肌肉刺激,这种刺激可能会延长疲劳时间和恢复时间,进而也解释了延迟性增强效应。然而,还有研究者发现,PAP和DLP方案中诱导运动表现改善的负荷量和负荷强度刺激差异似乎并不大[59]。例如,在有关PAP的研究中:Weber等研究者以2组×4次85% 1RM杠铃深蹲(680 AU)进行诱导后,受试者在3 min时反向纵跳成绩显著提高[60];Cormie等研究者以3组×3次90% 1RM 和4组×3次80% 1RM杠铃半蹲(1 770 AU)诱导后5 min时发现,受试者反向纵跳高度和峰值功率明显提高[61]。鉴于先前研究认为PAP的神经肌肉益处在恢复后20 min将会消失[3-4]。因此,推测它可能存在2个神经肌肉增强的窗口,即分别为PAP和DLP[59],如图3所示。这一猜想在一些研究中已得到证实,如Villarreal等研究者以2组×4次80% 1RM和2组×3次85% 1RM深蹲(1 150 AU)诱导后5 min和6 h时都观察到了增强效应[11](如图4所示)。但是由于现有研究中关于1~5 h内产生的DLP的效果尚存争议(见图5虚线部分)[59],所以目前尚不清楚运动表现在整个运动过程中是否能够持续增强(如图5所示),或者仅仅在某个时段产生(如图3所示)。未来应该再深入研究进一步判断1~5 h后预激活干预的效果,这可能有助于确定增强效应持续的时间。
综上所述,本研究认为预激活干预后6~33 h可能是DLP改善运动表现的最佳时间段。此外,肌肉激活后可能同时存在PAP和DLP 2种增强效应,但两者是发生在某个时段还是贯穿于整个运动过程还有待进一步检验。
3.6 "肌纤维类型
在生理学中,将骨骼肌分为快肌(II型)肌纤维和慢肌(I型)肌纤维。目前,诱导后DLP改善跳跃高度、冲刺速度、投掷远度等运动表现的证据主要有II 型肌纤维起主导作用的肌肉力量和爆发力类运动项目[7,10,14]。而I型肌纤维起主导作用的运动项目经诱导后产生的DLP现象并不明显。例如,Bjarne等研究者以越野滑雪运动员为实验对象诱导后5 h时,受试者的反向纵跳高度、30 m冲刺和最大摄氧量均无明显变化[15](如图6所示);Dahl等研究者以中长跑运动员为实验对象诱导后5.5 h时,受试者最大摄氧量和跑步经济性并未改善[17]。因此,本研究认为肌纤维类型可能是影响运动表现的因素之一。其原因可能是II 型肌纤维具有更高的肌球蛋白轻链激酶活性和更多的磷酸化数量,所以其调节轻链的磷酸化作用会比I型肌纤维强,激活后产生的增强作用也更大[62]。
4 " DLP改善运动表现的应用策略
4.1 "聚焦运动项目:设计专项化的激活方式
不同运动项目的生物力学特征不同,运动时各肌群参与方式和比例的需求也不同。有研究表明,当激活练习在生物力学特征上与专项动作不一致时,就会破坏上一环节中专项练习的神经肌肉效益,往往达不到最佳的诱导状态[60]。举重、深蹲、跳跃、冲刺跑、卧推等各类激活方式均能产生DLP,并提高运动能力,但是诱导效果有明显的动作特异性[51,53]。因此,为了实现不同运动项目在训练或比赛中达到最佳DLP,则应设计专项化的激活方式。
目前,力量和爆发力训练逐步由单一的、低效率的训练手段转向复合的、高效率的训练手段。复合式训练是在力量训练中穿插跑、跳、投等训练,能充分利用DLP改善多种运动表现。例如,冲刺跑对诱导跳跃表现的效果欠佳[53],但将其与下肢力量训练动作结合诱导后,冲刺速度、跳跃高度、跑动距离等表现均得到改善[51]。由于受速度特异性的影响,弹振式训练能在完整动作过程中实现全程加速,可避免传统力量训练在动作末端减速的情况[63],是激发DLP的有效手段。例如,以负重蹲跳进行诱导后48 h时,受试者反向纵跳和力的生成速率分别比之前提高3.0%和9.8%[7]。此外,在诱导过程中还应精细化地控制动作质量。例如,短跑、跳跃等项目高度依赖于伸髋肌群的发力,以杠铃进行诱导时,不同下蹲角度所做的机械功和臀大肌发力模式都是不同的[54],诸如杠铃深蹲的激活效果就优于杠铃半蹲[64]。
4.2 "精准调控:施加最佳的激活负荷
受试者进行预激活后,产生DLP的同时还会产生疲劳,DLP的强弱取决于预激活的负荷强度,而负荷量则会影响疲劳的恢复速度[21]。有研究表明,DLP的诱导需要适当的刺激量,如果刺激量过小就无法产生DLP[11],而刺激量过大又会增加疲劳恢复时间,这些都无法使肌肉在DLP高峰期间得到充分恢复[19,46]。因此,在实践中,如何选择与运动员个体特征相匹配的激活负荷是教练员运用DLP改善运动表现的关键问题。
一般而言,高强度(80% 1RM)且负荷量较小(≤6次重复)的预先收缩刺激手段对DLP的诱导效果更好[5,11,14]。例如,以1组×4次80% 1RM和1组×5次80% 1RM 半蹲进行预激活比1组×10次60.9% 1RM和1组×9次60.9% 1RM提高反向纵跳效果更佳[9]。但是由于最佳激活负荷还会受运动员肌纤维类型和比例、力量水平等因素影响,力量水平更高的运动员所能动员的高阶运动单位就更多,预激活强度在一般情况下大于80% 1RM时,相应的练习重复次数、持续时间和练习强度也应相对增加。低强度负重蹲跳比无负重蹲跳能更好地激发DLP并改善运动表现[11],其负荷强度一般在40% 1RM左右[5,7]。
同时,DLP激活效果也会受激活负荷强度和负荷量之间相互作用的影响。因此,本研究以任意单位AU对两者进行了量化处理。结果发现,在48 h内有效诱导DLP的训练量介于480~2 286 AU[9,14]。在日常训练中,教练员应该根据运动员的专项和个体情况,通过反复尝试或测试,以确定能产生DLP峰值的最佳激活负荷,实现训练负荷的精准调控,这也是当前最为切实可行的策略。
4.3 "优化时序:选择合适的激活时间
诱导DLP后并不能即刻改善运动表现,而是存在一段时间的延迟性效应,所以合理安排激活时间调动运动员的竞技状态是应用DLP的重要环节,这也是教练员时常关注的核心问题之一。相关研究文献显示,激活后1~48 h内都会产生一定程度的DLP[7-8]。在此基础上,本研究发现DLP改善运动表现最佳的时间段为在6~33 h,而1~5 h和48 h后的诱导效果证据有限,未来尚需进一步验证。因此,在6~33 h前进行诱导训练可能会达到DLP的最大化。
为了提高比赛的可观赏性,多数运动项目的比赛一般会被安排在下午或者晚上进行,这为比赛当天或前一天进行诱导激发训练提供了机会。对于下午的比赛,可在比赛当天上午[12,14,18]或比赛前一天,即比赛前24~33 h[7,46]安排预激活干预。例如,在Mcgowan等研究者的研究中,游泳正式比赛在14:30进行,受试者在比赛当天7:30完成了预激活干预,干预内容为包括出发、转身、划水等动作的1 200 m不同强度的游泳训练[20],结果发现,受试者于当天下午进行100 m游泳测试时在0~50 m内的划水频率以及25~50 m和50~75 m的分段计时成绩均明显优于对照组。对于早晨进行的比赛,理论上在前一天下午进行诱导,会产生DLP,并改善运动员的运动表现,但目前缺乏相关的实证研究进行论证。
5 " 结论与建议
本研究通过对有关DLP的文献进行梳理,分析了DLP的作用机制和影响因素,并提出了DLP的实践应用优化策略。
5.1 "结论
1)DLP是一种通过预先肌肉激活诱导特定生理反应改善运动表现的新策略,在比赛或训练前6~33 h进行干预可实现训练效益最大化。
2)睾酮日节律变异、刚度调控、体温调节、高阶运动单位募集、肌球蛋白调节轻链磷酸化和心理准备是DLP改善运动表现的主要机制。
3)力量水平、激活方式、负荷强度、负荷量、恢复时间和肌纤维类型是影响DLP改善运动表现的主要因素。
4)设计专项化的激活方式、施加最佳的激活负荷和选择合适的激活时间是DLP实践应用的优化策略。
5.2 "建议
目前,主要是国外研究者在做DLP的相关研究,国内尚处于起步阶段,未来具有广阔的研究空间,建议学界着重围绕DLP的以下几个方面展开研究。
1)肌肉预激活后可能同时存在PAP和DLP 2种增强效应,但是由于激活后1~5 h DLP的效果尚存争议。因此,尚不清楚增强效应是在48 h内持续,还是仅在PAP或DLP的某个时段产生,这些都有待将来的研究进一步探究。
2)由于运动员个体和各专项动作的差异性,制定一个精准化和个性化的DLP方案必不可少。因此,使 DLP的影响因素实现可控化,以精准把控DLP的“窗口期”的问题仍需继续探讨。
3)未来应探究如何将DLP嵌入各个专项的日常训练、赛前热身、赛期激活,甚至是康复训练计划中,以及如何将DLP向奥运备战等高水平竞技运动训练迁移等一系列实践问题。
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收稿日期:2024-02-07
基金项目:教育部人文社会科学研究青年基金项目(24YJC890016);湖北省教育厅科学技术研究项目(Q20234103)。
第一作者简介:郭成根(1993—),男,博士,讲师,研究方向为体能训练与运动健康促进。E-mail: guochenggen@mail.bnu.edu.cn。
通信作者简介:陈奥娜(1992—),女,博士,讲师,研究方向为运动训练与运动健康促进。E-mail: chenaona725@163.com。
作者单位:1.武汉体育学院体能教研室,湖北武汉 430079;2.武汉体育学院特色竞技体育高质量发展研究中心,湖北武汉 430079;3.湖南涉外经济学院体育学院,湖南长沙 410205;4.武汉理工大学体育学院,湖北武汉 430070;5.北京师范大学体育与运动学院,北京 100875。
1.Department of Physical Fitness, Wuhan Sports University, Wuhan, Hubei 430079, China; 2. The Research Center for High-Quality Development of Characteristic Competitive Sports, Wuhan Sports University, Wuhan, Hubei 430079, China; 3. School of Physical Education, Hunan International Economics University, Changsha, Hunan 410205, China; 4. School of Physical Education, Wuhan University of Technology, Wuhan, Hubei 430070, China; 5. School of Physical Education and Sports, Beijing Normal University, Beijing 100875, China.