張雅祺

1 前言

激活后增強(qiáng)效應(yīng)（postactivation potentiation，PAP）是指某種特定條件的收縮刺激后，人體肌肉收縮及低頻強(qiáng)直性力量的增加的現(xiàn)象。其原理是通過給予肌肉較強(qiáng)的刺激，在短時(shí)間內(nèi)可以募集更多的運(yùn)動(dòng)單位，從而使肌肉產(chǎn)生更大的張力，有助于在隨后的運(yùn)動(dòng)中表現(xiàn)出更強(qiáng)的收縮能力。有研究表明，PAP可以通過提高肌肉收縮的力或者速度，進(jìn)而提高相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)PAP的研究多在常氧下進(jìn)行。

低氧訓(xùn)練已經(jīng)成為現(xiàn)如今高水平運(yùn)動(dòng)員們提高運(yùn)動(dòng)能力的訓(xùn)練方式之一，研究表明，在低氧環(huán)境中進(jìn)行抗阻訓(xùn)練會(huì)使肌肉圍度、肌肉力量提高。加壓訓(xùn)練是通過在人體的四肢近心端使用加壓帶等環(huán)繞后進(jìn)行抗阻練習(xí)，在練習(xí)的過程中增加肌肉的局部壓力，導(dǎo)致血流量的降低而造成局部缺血狀態(tài)，產(chǎn)生四肢局部缺氧的一種訓(xùn)練方法，已經(jīng)證明加壓訓(xùn)練可以通過使肌肉圍度與力量迅速增長(zhǎng)，進(jìn)而促進(jìn)肌纖維募集。急性低氧練習(xí)與加壓訓(xùn)練相同，均是將人體置于急性缺氧的狀態(tài)，急性低氧訓(xùn)練也可能對(duì)下肢肌肉募集和PAP產(chǎn)生影響。因此，本研究將在模擬海拔4 000 m環(huán)境中進(jìn)行急性抗阻練習(xí)，研究其是否產(chǎn)生PAP以及是否對(duì)肌肉募集程度產(chǎn)生影響。

2 研究對(duì)象與方法

2.1 研究對(duì)象

招募有力量訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn)的男性短跑運(yùn)動(dòng)員19名，但在參加本實(shí)驗(yàn)前2個(gè)月內(nèi)未進(jìn)行規(guī)律的力量訓(xùn)練。且這些受試者均世居平原，在參與本研究之前的1年中未暴露于超過海拔1 500 m或相當(dāng)海拔的人工低氧環(huán)境中。在參與本研究之前所有受試者均無可以影響本研究計(jì)劃完成的疾病、損傷。且19人分為兩組，第1組12人先進(jìn)行訓(xùn)練及測(cè)試；第2組為補(bǔ)充組共7人，進(jìn)行與第1組相同訓(xùn)練、測(cè)試，并進(jìn)行補(bǔ)充測(cè)試（表1）。

表1 受試者基本情況Table 1 Basic Situation of the First Group of Subjects

2.2 研究方法

2.2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

第1組實(shí)驗(yàn)的4次低氧練習(xí)均在北京體育大學(xué)科研中心低氧訓(xùn)練室中進(jìn)行。低氧環(huán)境由德國(guó)Low Oxygen公司的低氧系統(tǒng)（L.O.S. LOWOXYGEN SYSTEMS GmbH，Germany）提供。低氧訓(xùn)練室每小時(shí)會(huì)進(jìn)行6次空氣循環(huán)更新，原理是通過過濾系統(tǒng)產(chǎn)生99%的氮?dú)鈦硐♂屖覂?nèi)的O2和CO2濃度，并一直與外界新鮮空氣流通以保持室內(nèi)預(yù)定氧氣濃度的恒定。下蹲跳（CMJ）測(cè)試采用Kistler三維測(cè)力臺(tái)（瑞士 9290CD）進(jìn)行測(cè)試；積分肌電（iEMG）采用MEGA 6000肌電測(cè)試儀進(jìn)行測(cè)試并計(jì)算。

第2組實(shí)驗(yàn)的4次低氧練習(xí)、測(cè)試設(shè)備與第1組設(shè)備相同。增加的等長(zhǎng)肌力（MVC）測(cè)試項(xiàng)目使用等速肌力測(cè)試訓(xùn)練系統(tǒng)（IOSMED 2000）進(jìn)行測(cè)試，并與肌電進(jìn)行同步。

2.2.2 1RM深蹲測(cè)試（第1組與第2組測(cè)試方法相同）

所有受試者在實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)和熟悉深蹲技術(shù)，1周后進(jìn)行正式的1RM深蹲測(cè)試。要求受試者在測(cè)試前48 h內(nèi)避免大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)，避免攝入酒精類和含咖啡因類飲品。所有受試者先進(jìn)行10 min熱身活動(dòng)，然后以預(yù)估的50%～80%1RM進(jìn)行5～10次深蹲，要求深蹲深度為大腿上緣與地面平行。隨后負(fù)荷逐漸升高，兩次深蹲間隔至少3 min，以充分恢復(fù)磷酸原系統(tǒng)，在4～5次后確定最大深蹲重量（蔣國(guó)樂，2015）。

2.2.3 第1組下蹲跳與肌電同步測(cè)試

1. 12名受試者在常氧環(huán)境中實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行CMJ測(cè)試。

2. 受試者在常氧下進(jìn)行抗阻練習(xí)（負(fù)重深蹲90%1RM，3個(gè)/組，共3組，組間間歇90 s）后分別在訓(xùn)練后即刻、4 min、8 min、12 min進(jìn)行CMJ測(cè)試。

3. 1周后，受試者進(jìn)行低氧下實(shí)驗(yàn)（模擬海拔4 000 m），并進(jìn)行CMJ測(cè)試。

受試者在低氧（模擬海拔4 000 m）的環(huán)境下進(jìn)行抗阻練習(xí)（負(fù)重深蹲90% 1RM，3個(gè)/組，共3組，組間間歇90 s）后分別在訓(xùn)練后即刻、4 min、8 min、12 min進(jìn)行CMJ測(cè)試。

4. 1周后，受試者進(jìn)行低氧下實(shí)驗(yàn)（模擬海拔4 000 m），并進(jìn)行CMJ測(cè)試。

受試者在低氧（模擬海拔4 000 m）的環(huán)境下進(jìn)行抗阻練習(xí)（負(fù)重深蹲45% 1RM，6個(gè)/組，共3組，組間間歇90 s）后分別在訓(xùn)練后即刻、4 min、8 min、12 min進(jìn)行CMJ測(cè)試。

在所有CMJ測(cè)試時(shí)（除即刻）使用MEGA 6000記錄雙腿股直肌、股外側(cè)肌以及股內(nèi)側(cè)肌肌電，后計(jì)算iEMG。

2.2.4 第2組等長(zhǎng)肌力與肌電同步測(cè)試

1. 7名受試者進(jìn)行常氧下實(shí)驗(yàn)，首先使用Isomed 2000儀器測(cè)試受試者最大MVC測(cè)試（關(guān)節(jié)角度為60°，無重力補(bǔ)償）。同時(shí)使用MEGA 6000實(shí)時(shí)記錄雙腿股直肌、股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌的肌電，計(jì)算iEMG、力量發(fā)展速率（RFD）和電機(jī)械延遲（EMD）。

受試者在常氧下進(jìn)行抗阻練習(xí)（負(fù)重深蹲90% 1RM，3個(gè)/組，共3組，組間間歇90 s）后分別在4 min、8 min、12 min進(jìn)行MVC測(cè)試，并實(shí)時(shí)監(jiān)控股四頭肌肌電（同上）。計(jì)算iEMG、RFD和EMD。

2. 1周后，受試者進(jìn)行低氧下實(shí)驗(yàn)（模擬海拔4 000 m），首先進(jìn)行使用Isomed 2000儀器測(cè)試受試者最大MVC（關(guān)節(jié)角度為60°，無重力補(bǔ)償）。同時(shí)使用MEGA 6000實(shí)時(shí)記錄下股四頭肌肌電，計(jì)算iEMG、RFD和EMD。

受試者在低氧（模擬海拔4 000 m）的環(huán)境下進(jìn)行抗阻練習(xí)（負(fù)重深蹲90% 1RM，3個(gè)/組，共3組，組間間歇90 s）后分別在4 min、8 min、12 min進(jìn)行MVC，并實(shí)時(shí)監(jiān)控股四頭肌肌電（同上）。計(jì)算iEMG、RFD和EMD。

3. 1周后，受試者進(jìn)行低氧下實(shí)驗(yàn)（模擬海拔4 000 m），首先進(jìn)行使用Isomed 2000儀器測(cè)試受試者最大MVC（關(guān)節(jié)角度為60°，無重力補(bǔ)償）。同時(shí)使用MEGA 6000實(shí)時(shí)記錄下股四頭肌肌電，計(jì)算iEMG、RFD）和EMD。

受試者在低氧（模擬海拔4 000 m）環(huán)境下進(jìn)行抗阻練習(xí)（負(fù)重深蹲45% 1RM，6個(gè)/組，共3組，組間間歇90 s）后分別在4 min、8 min、12 min進(jìn)行MVC測(cè)試，并實(shí)時(shí)監(jiān)控股四頭肌肌電（同上）。計(jì)算iEMG、RFD和EMD。

2.2.5 CMJ測(cè)試（第2組未采用與肌電同步的方法）

7名受試者CMJ訓(xùn)練及測(cè)試的過程未使用肌電設(shè)備進(jìn)行同步，但訓(xùn)練及測(cè)試的內(nèi)容、時(shí)間和步驟與第1組一致。

2.2.6 電機(jī)械延遲（EMD）計(jì)算方法

電機(jī)械延遲（EMD）=肌電產(chǎn)生信號(hào)的時(shí)間（t1）－產(chǎn)生力量的時(shí)間（t2）（圖1）。

2.2.7 力量發(fā)展速率（RFD）計(jì)算方法

力量發(fā)展速率（RFD）=力矩峰值（PT）/時(shí)間（T）（圖2）。

2.3 統(tǒng)計(jì)分析

采用肌電圖測(cè)試儀自帶的分析軟件對(duì)機(jī)電數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，對(duì)雙腿股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌和股直肌iEMG進(jìn)行分析。在進(jìn)行SW正態(tài)分布檢驗(yàn)后結(jié)果符合正態(tài)分布。

圖1 電機(jī)械延遲示意圖Figure 1. Sketch of Electromechanical Delay

圖2 力量發(fā)展速率示意圖Figure 2. Sketch of the Rate of Force Development

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以為M±SD表示，所有數(shù)據(jù)處理使用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行。所有數(shù)據(jù)使用重復(fù)測(cè)量方差分析，當(dāng)時(shí)間效應(yīng)顯著時(shí)，使用LSD方法進(jìn)行Post Hoc檢驗(yàn)，確定不同時(shí)間點(diǎn)之間的差異；顯著性水平定為P＜0.05。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.1 CMJ測(cè)試結(jié)果

常氧高強(qiáng)度練習(xí)，訓(xùn)練后4 min CMJ高度有顯著性提高，其他時(shí)間點(diǎn)均與前測(cè)無差異，說明，常氧高強(qiáng)度練習(xí)在訓(xùn)練后4 min產(chǎn)生了PAP，在8 min時(shí)PAP消失。低氧高強(qiáng)度練習(xí)在訓(xùn)練后4 min、8 min CMJ高度均比前測(cè)產(chǎn)生了顯著性提高，因此，可以判斷低氧高強(qiáng)度練習(xí)在訓(xùn)練后4 min、8 min時(shí)均有PAP產(chǎn)生且在訓(xùn)練后12 min時(shí)PAP消失。低氧低強(qiáng)度練習(xí)訓(xùn)練后4 min和8 min CMJ高度比前測(cè)均有顯著性提高，可以判斷，低氧低強(qiáng)度練習(xí)在訓(xùn)練后4 min、8 min產(chǎn)生PAP，在訓(xùn)練后12 min PAP消失。綜上所述，本研究常氧高強(qiáng)度、低氧高強(qiáng)度和低氧低強(qiáng)度組均產(chǎn)生了PAP，但效應(yīng)時(shí)間不同，常氧高強(qiáng)度練習(xí)后PAP時(shí)間明顯短于低氧高強(qiáng)度練習(xí)和低氧低強(qiáng)度練習(xí)。低氧低強(qiáng)度練習(xí)后CMJ高度在訓(xùn)練后即刻顯著高于常氧高強(qiáng)度練習(xí)和低氧高強(qiáng)度練習(xí)，低氧低強(qiáng)度聯(lián)系后8 min CMJ高度顯著高于低氧高強(qiáng)度練習(xí)訓(xùn)練后8 min（圖3）。

圖3 第1組CMJ高度Figure 3. CMJ Height Difference Analysis Diagram in First Group

CMJ高度在常氧高強(qiáng)度練習(xí)后即刻、4 min、8 min、12 min均與前測(cè)無顯著性差異，因此，不存在PAP。低氧高強(qiáng)度練習(xí)后CMJ高度在訓(xùn)練后4 min顯著高于前測(cè)，但8 min、12 min均與前測(cè)無顯著性差異，可以判斷，CMJ高度在低氧高強(qiáng)度練習(xí)后4 min產(chǎn)生了PAP，但在8 min后PAP消失。CMJ高度在低氧低強(qiáng)度練習(xí)后4 min、8 min均與前測(cè)產(chǎn)生了顯著性差異，因此，在低氧低強(qiáng)度練習(xí)后產(chǎn)生了PAP，且在8 min時(shí)達(dá)到最高值，在12 min時(shí)消失。低氧低強(qiáng)度練習(xí)后即刻與低氧高強(qiáng)度練習(xí)后即刻相比，CMJ高度明顯更高，且具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖4）。

圖4 第2組CMJ高度Figure 4. CMJ Height Difference Analysis Diagram in Second Group

3.2 iEMG測(cè)試結(jié)果

在常氧高強(qiáng)度練習(xí)后進(jìn)行CMJ測(cè)試時(shí)右腿股內(nèi)側(cè)肌各時(shí)間點(diǎn)均與前測(cè)無顯著性差異。低氧高強(qiáng)度練習(xí)后有腿股內(nèi)側(cè)肌在各時(shí)間點(diǎn)也均與前測(cè)無顯著性差異。在低氧低強(qiáng)度練習(xí)后4 min及8 min時(shí)iEMG與前測(cè)相比顯著性下降。在常氧高強(qiáng)度練習(xí)、低氧高強(qiáng)度練習(xí)以及低氧低強(qiáng)度練習(xí)后進(jìn)行CMJ測(cè)試時(shí)右腿股內(nèi)側(cè)肌的iEMG3組之間并無顯著性差異（圖5）。

常氧高強(qiáng)度、低氧高強(qiáng)度以及低氧低強(qiáng)度練習(xí)后右腿股內(nèi)側(cè)肌iEMG在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)與組內(nèi)、組間各個(gè)時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)均無顯著性差異，不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖6）。

圖5 第1組CMJ右腿股內(nèi)側(cè)肌iEMGFigure 5. CMJ in the Right Leg Femoral Medial Muscle Integral Electromyography Difference Graph in First Group

圖6 第2組MVC測(cè)試右腿股內(nèi)側(cè)肌iEMGFigure 6. MVC Test Right Leg Femoral Medial Muscle Integral Electromyography in Second Group

在常氧高強(qiáng)度練習(xí)、低氧高強(qiáng)度練習(xí)以及低氧低強(qiáng)度練習(xí)后進(jìn)行CMJ測(cè)試時(shí)右腿股外側(cè)肌iEMG均無顯著性變化（圖7）。

圖7 第1組下蹲跳右腿股外側(cè)肌iEMGFigure 7. CMJ Lateral Muscle Integral Electromyography of the Right Leg in First Group

常氧高強(qiáng)度練習(xí)后右腿股外側(cè)肌iEMG12 min與前測(cè)相比有顯著性降低，而低氧高強(qiáng)度、低氧低強(qiáng)度練習(xí)后右腿股外側(cè)肌各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的iEMG與其組內(nèi)及其他兩組間無顯著性差異（圖8）。

在常氧高強(qiáng)度練習(xí)、低氧高強(qiáng)度練習(xí)以及低氧低強(qiáng)度練習(xí)后進(jìn)行CMJ測(cè)試時(shí)，右腿股直側(cè)肌iEMG均無顯著性變化（圖9）。

圖8 第2組MVC測(cè)試右腿股外側(cè)肌iEMGFigure 8. MVC Tests the Lateral Muscle Integral Electromyography of the Right Leg in Second Group

圖9 第1組下蹲跳右腿股直肌iEMGFigure 9. The First Group of CMJ Right Leg Femoral Straight Muscle Integral Electromyography

常氧高強(qiáng)度和低氧低強(qiáng)度練習(xí)后右腿股直肌iEMG雖比低氧低強(qiáng)度練習(xí)后右腿股直肌iEMG略高，但在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)與組內(nèi)、組間各個(gè)時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)均無顯著性差異，不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖10）。

圖10 第2組MVC測(cè)試右腿股直肌iEMGFigure 10. Second Group MVC Test Right Leg Femoral Straight Muscle Integral Electromyography

在常氧高強(qiáng)度練習(xí)、低氧高強(qiáng)度練習(xí)以及低氧低強(qiáng)度練習(xí)后進(jìn)行CMJ測(cè)試時(shí)，左腿股內(nèi)側(cè)肌iEMG均無顯著性變化（圖11）。

圖11 第1組下蹲跳左腿股內(nèi)側(cè)肌iEMGFigure 11. CMJ Medial Muscle Integral Electromyography of the Left Leg Femoralhe in First Group

低氧高強(qiáng)度練習(xí)后4 min左腿股內(nèi)側(cè)肌iEMG明顯低于左腿在常氧高強(qiáng)度練習(xí)后4 min的iEMG；但左腿在常低氧低強(qiáng)度練習(xí)后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的iEMG與低氧高強(qiáng)度練習(xí)、常氧高強(qiáng)度聯(lián)系后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)均無顯著性差異；且左腿在經(jīng)過常氧高強(qiáng)度練習(xí)與低氧高強(qiáng)度練習(xí)后8 min、12 min iEMG均無顯著性差異（圖12）。

圖12 第2組MVC測(cè)試左腿股內(nèi)側(cè)肌iEMGFigure 12. MVC Tests the Integral Electromyography of the Medial Femoral Muscle of the Left Leg in Second Group

在低氧低強(qiáng)度練習(xí)后4 min、8 min左腿股外肌iEMG均比前測(cè)有顯著性降低；常氧高強(qiáng)度練習(xí)和低氧高強(qiáng)度練習(xí)后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)前測(cè)均無顯著性變化，不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異性，且各組間沒有顯著性差異（圖13）。

常氧高強(qiáng)度和低氧低強(qiáng)度練習(xí)后左腿股外側(cè)肌iEMG雖比低氧低強(qiáng)度練習(xí)后左腿股外側(cè)肌iEMG略高，但在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)與組內(nèi)、組間各個(gè)時(shí)間點(diǎn)相對(duì)應(yīng)均無顯著性差異，不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖14）。

常氧高強(qiáng)度練習(xí)、低氧高強(qiáng)度練習(xí)和低氧低強(qiáng)度練習(xí)后，組內(nèi)iEMG均無顯著性差異。低氧高強(qiáng)度練習(xí)后4 min左腿股直肌iEMG顯著低于常氧高強(qiáng)度練習(xí)后4 min；低氧低強(qiáng)度練習(xí)后4 min左腿股直肌積分肌電顯著高于低氧高強(qiáng)度練習(xí)后4 min；低氧低強(qiáng)度練習(xí)后12 min左腿股直肌iEMG顯著高于低氧高強(qiáng)度練習(xí)后12 min左側(cè)股直肌的iEMG（圖15）。

圖13 第1組CMJ左腿股外側(cè)肌iEMGFigure 13. CMJ Muscle Integral Electromyography of Left Leg Femoral Muscles in First Group

圖14 第2組MVC測(cè)試左腿股內(nèi)側(cè)肌iEMGFigure 14. MVC Tests the Integral Electromyography of the Medial Femoral Muscle of the Left Leg in Second Group

圖15 第1組CMJ左腿股直肌iEMGFigure 15. CMJ Integral Electromyography of Left Leg Femoral Rectus Muscle in First Group

iEMG反映了肌肉的募集程度，低氧低強(qiáng)度練習(xí)后4 min、12 min的左腿股直肌的肌肉募集程度顯著高于低氧高強(qiáng)度練習(xí)后。

左腿股直肌在常氧高強(qiáng)度練習(xí)后4 min iEMG顯著高于低氧高強(qiáng)度練習(xí)后4 min；左腿股直肌在低氧低強(qiáng)度練習(xí)后4 min、8 min及12 min分別顯著高于低氧高強(qiáng)度練習(xí)后4 min、8 min和12 min的iEMG（圖16）。

圖16 第2組MVC測(cè)試左腿股直肌iEMGFigure 16. MVC Test the Integral Electromyography of the Left Leg Femoral Rectus Muscle in Second Group

由此可推斷，在低氧低強(qiáng)度練習(xí)后的各個(gè)時(shí)間點(diǎn)左腿股直肌肌肉募集都顯著高于低氧高強(qiáng)度練習(xí)后對(duì)應(yīng)時(shí)間的肌肉募集程度。而常氧高強(qiáng)度練習(xí)后4 min左腿股直肌肌肉募集程度顯著高于低氧高強(qiáng)度練習(xí)后對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)的肌肉募集程度。

3.3 第2組MVC測(cè)試力矩結(jié)果

低氧低強(qiáng)度練習(xí)后測(cè)試等長(zhǎng)肌力（MVC），練習(xí)后4 min、8 min以及12 min雙腿力矩均顯著高于前測(cè)的雙腿力矩；而常氧高強(qiáng)度練習(xí)和低氧高強(qiáng)度練習(xí)后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)對(duì)應(yīng)前測(cè)均無顯著性差異，不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖17）。

圖17 第2組MVC測(cè)試力距結(jié)果Figure17. Equal Length Torque in Second Group

由此可見，只有低氧低強(qiáng)度練習(xí)后產(chǎn)生了PAP，而其他兩種練習(xí)方式均未產(chǎn)生PAP。

3.4 第2組RFD結(jié)果

低氧低強(qiáng)度練習(xí)后12 min RFD顯著低于低氧高強(qiáng)度RFD；而常氧高強(qiáng)度練習(xí)后RFD與低氧高強(qiáng)度、低氧低強(qiáng)度相比沒有顯著性差異（圖18）。

圖18 不同練習(xí)后RFD結(jié)果Figure 18. RFD Results under Different Exercises

3.5 第2組EMD結(jié)果

低氧低強(qiáng)度練習(xí)后12 min EMD顯著低于常氧高強(qiáng)度練習(xí)后EMD；低氧高強(qiáng)度各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的EMD與低氧低強(qiáng)度和常氧高強(qiáng)度練習(xí)后各個(gè)時(shí)間點(diǎn)的EMD相對(duì)應(yīng)無顯著性差異，不存在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（圖19）。

EMD反映了力電同步時(shí)，從產(chǎn)生電信號(hào)到產(chǎn)生力信號(hào)之間的時(shí)間差，是反映肌肉疲勞程度的指標(biāo)，本研究中低氧低強(qiáng)度練習(xí)后12 min EMD顯著低于常氧高強(qiáng)度練習(xí)說明，低氧低強(qiáng)度練習(xí)后12 min肌肉疲勞程度顯著低于常氧高強(qiáng)度練習(xí)后12 min的肌肉疲勞程度。

圖19 不同練習(xí)后EMD結(jié)果Figure 19. EMD Results under Different Exercise

4 分析與討論

4.1 PAP產(chǎn)生的原因

本研究?jī)山M受試者的測(cè)試結(jié)果均顯示為低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后PAP優(yōu)于常氧高強(qiáng)度及低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)的效果。在低氧的狀態(tài)下，細(xì)胞膜的通透性增加，細(xì)胞內(nèi)鉀、鈣、鈉等離子的跨膜轉(zhuǎn)運(yùn)及釋放增速。從生理學(xué)角度來看，PAP的生理機(jī)制是肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈的磷酸化。肌肉收縮時(shí)產(chǎn)生張力的大小主要取決于活化的橫橋數(shù)目，而肌肉收縮速度的快慢主要取決于能量的釋放速度和肌球蛋白ATP酶的活性。在肌肉收縮過程中，當(dāng)鈣離子從肌質(zhì)網(wǎng)中釋放出來后，會(huì)與鈣調(diào)節(jié)蛋白結(jié)合，一方面這激活了肌球蛋白輕鏈激酶，催化肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈的磷酸化，進(jìn)而激活肌球蛋白頭部 ATP酶活性，使肌球蛋白水解ATP，迅速釋放能量，供橫橋擺動(dòng)之用（Hodgson，et al.，2008）；另一方面，這也改變了肌鈣蛋白和原肌球蛋白的構(gòu)型，使肌動(dòng)蛋白分子活性位點(diǎn)暴露，增加橫橋與肌動(dòng)蛋白之間的相互作用，拉動(dòng)粗、細(xì)肌絲相互滑行，最終引起肌肉收縮（Ebben et al.，1998；Kilduff et al.，2008；Lim et al.，2013；Mangus et al.，2006）。強(qiáng)烈的肌肉收縮可以增加肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白結(jié)合位點(diǎn)對(duì) Ca2+的敏感性，增加流向肌質(zhì)網(wǎng)的 Ca2+量，隨著Ca2+量在細(xì)胞膜上的增加，被激活的ATP酶總量也隨之增加，ATP釋放能量的速度加快，最終引起肌肉的收縮速度增大（Ebben et al.，1998；Kilduff et al.，2008；Lim et al.，2013；Mangus et al.，2006）。

PAP可以從力、時(shí)間、高度等方面進(jìn)行比較，本實(shí)驗(yàn)采用測(cè)試CMJ高度和等長(zhǎng)力矩大小的方式評(píng)價(jià)。

本研究第1組受試者的測(cè)試結(jié)果表明，在常氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)及低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后CMJ高度測(cè)試有PAP產(chǎn)生，這與前人研究結(jié)果一致，PAP在高強(qiáng)度負(fù)荷后爆發(fā)力有所提高（張新，2012）。但在本研究第1組受試者的測(cè)試結(jié)果中可以看出來，低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后也出現(xiàn)了PAP，且從相同的環(huán)境中（海拔4 000 m）進(jìn)行高強(qiáng)度抗阻練習(xí)和低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后CMJ測(cè)試高度來看，低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)的高度顯著高于低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)，因此，從本研究第1組受試者的測(cè)試結(jié)果可以判斷，低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)的效果更顯著。從圖1可以看出，低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后的CMJ測(cè)試高度同時(shí)也顯著性高于常氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)的結(jié)果，那么在低氧環(huán)境中進(jìn)行低強(qiáng)度的抗阻練習(xí)在低強(qiáng)度的刺激后的效果大于常氧環(huán)境中進(jìn)行高強(qiáng)度，這種訓(xùn)練方法在節(jié)省了運(yùn)動(dòng)員體力消耗的同時(shí)，達(dá)到的激活狀態(tài)和運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)也更好。

本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)顯示，常氧高強(qiáng)度練習(xí)后CMJ的高度在4 min有顯著性提高，但時(shí)間相對(duì)較短，這對(duì)于一些比賽前熱身的運(yùn)動(dòng)員來說較不適用，每個(gè)人PAP的時(shí)間不一致，且比賽時(shí)一些客觀因素?zé)o法主觀控制，例如，在短跑比賽中，前一輪次選手搶跑、發(fā)令槍出現(xiàn)故障或天氣原因都會(huì)延長(zhǎng)比賽輪次的等候時(shí)間。因此，在賽前進(jìn)行充分的準(zhǔn)備活動(dòng)，激活身體的各個(gè)部位和肌肉等，使其達(dá)到超量恢復(fù)的狀態(tài)再進(jìn)行比賽，但其所需時(shí)間較長(zhǎng)，因而，常氧高強(qiáng)度練習(xí)的激活方式并不十分適用于一些大型比賽。而低氧高強(qiáng)度練習(xí)和低氧低強(qiáng)度練習(xí)能很好的解決時(shí)間不充分的問題。

在本研究第2組受試者的測(cè)試中，MVC和CMJ測(cè)試受試者所采用的動(dòng)作模式不同，利用的關(guān)節(jié)、肌肉也都有所差異，等長(zhǎng)伸膝動(dòng)作是一個(gè)單關(guān)節(jié)活動(dòng)的動(dòng)作，而CMJ則是由多關(guān)節(jié)共同工作進(jìn)行活動(dòng)的。可以看出，在低氧低強(qiáng)度練習(xí)后，單一關(guān)節(jié)和多關(guān)節(jié)不同工活動(dòng)模式的測(cè)試都會(huì)產(chǎn)生PAP。低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)更好的利用了機(jī)體整體缺氧的狀態(tài)，缺氧導(dǎo)致肌肉處于酸性環(huán)境中，機(jī)體內(nèi)荷爾蒙分泌，使肌肉的圍度與力量更快的增長(zhǎng)（Takano，2005）。

研究普遍認(rèn)為高強(qiáng)度、少量的負(fù)荷刺激更容易誘導(dǎo)PAP，而本研究的結(jié)果顯示，在低氧下進(jìn)行低強(qiáng)度抗阻練習(xí)產(chǎn)生PAP的效果好于常氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)和低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)。

4.2 不同肌肉募集程度不同的原因

有研究表明，股四頭肌是下肢肌群中最重要的肌肉之一，且在力量訓(xùn)練時(shí)為了發(fā)展下肢整體肌力，會(huì)對(duì)股四頭肌進(jìn)行有針對(duì)性及專門的訓(xùn)練（楊曉曄 等，2004）。本實(shí)驗(yàn)選取了股四頭肌中的股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌以及股直肌來做專門的iEMG分析。

本研究的19名受試者均為短跑項(xiàng)目二級(jí)及以上的運(yùn)動(dòng)員，短跑項(xiàng)目運(yùn)動(dòng)員的雙腿分為主動(dòng)腿和發(fā)力腿，通過實(shí)驗(yàn)前了解受試者情況得知，19名受試者中有17人左腿為發(fā)力腿，2人右腿為發(fā)力腿，因此，可以解釋本實(shí)驗(yàn)兩組受試者測(cè)試結(jié)果中左腿股直肌有顯著性差異的現(xiàn)象。

本實(shí)驗(yàn)第1組受試者測(cè)試中，在進(jìn)行CMJ測(cè)試時(shí)使用肌電測(cè)量雙腿股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌以及股直肌的iEMG，這6塊肌肉在運(yùn)動(dòng)時(shí)收縮時(shí)間不同，作用也不同，肌肉募集的程度也有所差異。低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后左腿股直肌iEMG顯著性高于低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后，表明，在相同的環(huán)境中（模擬海拔4 000 m）低強(qiáng)度的抗阻練習(xí)對(duì)左腿股直肌的刺激更大。因此，在相同的低氧環(huán)境中，低強(qiáng)度的抗阻練習(xí)對(duì)左腿股直肌肌肉的大量募集有顯著性效果。而左腿股外側(cè)肌、股內(nèi)側(cè)肌以及右腿股直肌、股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)肌在常氧高強(qiáng)度、低氧高強(qiáng)度、低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后肌肉募集程度并無明顯差異性，但CMJ高度卻有顯著性差異，說明，在CMJ測(cè)試時(shí)，所有肌肉協(xié)同發(fā)力，在其他肌肉募集程度沒有顯著性變化的同時(shí)，只有左腿股直肌的肌肉募集程度大量增加，可以判斷，左腿股直肌肌肉募集程度的大量增加是CMJ高度顯著增加的原因之一。有研究表明，不同運(yùn)動(dòng)的股外側(cè)肌和股直肌的iEMG值之間存在非常顯著性差異，向心運(yùn)動(dòng)時(shí)的iEMG大于離心運(yùn)動(dòng)，而等長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)時(shí)被測(cè)肌肉的iEMG最小（楊曉曄 等，2004）。

通過第2組受試者測(cè)試的等長(zhǎng)力矩測(cè)試時(shí)同步肌電后得到的雙腿股直肌、股外側(cè)肌以及股內(nèi)側(cè)肌的iEMG基本與第1組受試者CMJ測(cè)試時(shí)同步肌電后的iEMG結(jié)果相近。第2組受試者測(cè)試結(jié)果中，左腿股直肌iEMG在低氧低強(qiáng)度練習(xí)后明顯高于低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后。這說明，在低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后，左腿股直肌的肌肉募集程度顯著高于低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后的肌肉募集程度。同樣，雙腿其他肌肉并無顯著性差異。

在低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后，等長(zhǎng)力矩和CMJ測(cè)試高度均有顯著性增長(zhǎng)，這和左腿股直肌肌肉募集程度呈現(xiàn)一致的結(jié)果。如前文所述，本實(shí)驗(yàn)受試者中左腿為發(fā)力腿的人數(shù)占了總?cè)藬?shù)的89.47%，因此，可以推斷左腿股直肌肌肉募集程度的顯著性差異是導(dǎo)致等長(zhǎng)力矩和CMJ高度在低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)和低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后呈現(xiàn)顯著性差異的原因之一。

4.3 EMD、RFD與肌肉募集的關(guān)系

通過第2組受試者測(cè)試的數(shù)據(jù)分析可以判斷，在低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后做MVC測(cè)試，EMD時(shí)間顯著低于常氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后的EMD時(shí)間。有研究表明，在短時(shí)間高強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)中，股外側(cè)肌EMD增加，并認(rèn)為EMD變化的原因是肌肉的乳酸堆積（Horita，1987）。周石等（1983）對(duì)疲勞過程中EMD變化規(guī)律做了進(jìn)一步研究，他指出：受試者進(jìn)行25次最大等長(zhǎng)運(yùn)動(dòng)后，肌肉力量下降，且肌肉產(chǎn)生了一定程度的疲勞。EMD在疲勞過程中隨疲勞程度加深而延長(zhǎng)，疲勞后EMD時(shí)間延長(zhǎng)了20 ms（馬力宏，1955）。EMD可隨疲勞加深而逐漸延長(zhǎng)，它主要反映了肌肉本身的技能變化。Norman等（1979）提出，EMD的變化可能主要與肌肉中前行與案件的變化有關(guān)，并可能受快熟運(yùn)動(dòng)換氣的動(dòng)力定型、快肌纖維百分比、肌肉中的壓力使橫管受阻等因素影響（Norman et al.，1979）。胡揚(yáng)等（1983）曾發(fā)現(xiàn)，受試者服用咖啡因后，反應(yīng)時(shí)間縮短，但EMD不變。肌肉被動(dòng)加強(qiáng)后，EMD延長(zhǎng)。這表明，EMD是反映肌肉本身技能特性的指標(biāo)，不受中樞神經(jīng)系統(tǒng)的影響（胡揚(yáng)，1983）。因此，本實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果中，低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后12 min的肌肉疲勞程度顯著低于常氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后對(duì)應(yīng)時(shí)間的肌肉疲勞程度。但從圖10中可以發(fā)現(xiàn)，低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后12 min的力矩與常氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后12 min的力矩并無顯著性差異。從而可以判斷出，力矩大小相似，但低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后12 min肌肉疲勞程度更低，低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)的效果優(yōu)于常氧高強(qiáng)度抗組練習(xí)。

4.4 EMD與力矩對(duì)肌肉狀態(tài)的評(píng)價(jià)

EMD是反映肌肉疲勞程度的指標(biāo)，且EMD值越低肌肉疲勞程度越低。但在本研究中進(jìn)行短時(shí)間的低氧抗阻練習(xí)，肌肉并未完全達(dá)到疲勞狀態(tài)，那么這時(shí)EMD則反映了肌肉興奮性的產(chǎn)生或傳導(dǎo)過程中的狀態(tài)。從第2組受試者測(cè)試的力矩結(jié)果可以看出，低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后產(chǎn)生了激活后增強(qiáng)效應(yīng)，力矩值從圖中可以發(fā)現(xiàn)均略高于常氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后和低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后，且EMD與常氧相比有顯著性降低，在力矩增加的情況下EMD降低，說明，肌肉在產(chǎn)生興奮和電信號(hào)傳導(dǎo)的過程中明顯快于常氧高強(qiáng)度練習(xí)，且略快于低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)。在3種不同方法練習(xí)后，低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)后肌肉產(chǎn)生興奮傳導(dǎo)的過程更快，力矩峰值增加，表明低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)對(duì)PAP具有更好的效果。

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)、常氧高強(qiáng)度抗組練習(xí)和低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)后均可產(chǎn)生PAP，且低氧低強(qiáng)度抗阻練習(xí)對(duì)于PAP及肌肉募集的效果明顯大于常氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)和低氧高強(qiáng)度抗阻練習(xí)。

5.2 建議

低氧低強(qiáng)度抗組練習(xí)可以有效地引起PAP并促進(jìn)肌纖維的募集，可以作為急性提高爆發(fā)力輸出的有效方法。