邢聰 陳建強(qiáng) 項(xiàng)賢林 王震 花妙林 孔繁輝 吳瑛

1 復(fù)旦大學(xué)體育教學(xué)部（上海200433）

2 上海體育學(xué)院體育教育訓(xùn)練學(xué)院（上海200438）

腰伸肌群主要包括豎脊肌腰段和腰方肌，以及筋膜等腰椎周圍肌肉附屬組織，是人體核心肌肉群的重要組成部分[1]。腰部生理結(jié)構(gòu)獨(dú)特，在剝離了肌肉組織的脊椎結(jié)構(gòu)中，只要施加2 kg 或20 N 的壓力，人體脊柱就會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的彎曲和變形[2，3]。因此，腰椎在人體運(yùn)動(dòng)時(shí)要保持時(shí)刻穩(wěn)定，就依賴于包括腰伸肌群在內(nèi)的腰部周圍肌肉收縮產(chǎn)生力來(lái)支持。腰伸肌群的解剖結(jié)構(gòu)和功能的特殊性，使腰伸肌群相比于其他肌肉從疲勞中恢復(fù)的周期更長(zhǎng)。在以上肢鞭打技術(shù)為主要特征的隔網(wǎng)對(duì)抗項(xiàng)目中，常有多拍相持階段，運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出長(zhǎng)時(shí)間大強(qiáng)度的連續(xù)上肢鞭打運(yùn)動(dòng)，這會(huì)造成腰伸肌群疲勞。因此，在日常訓(xùn)練和比賽中，存在運(yùn)動(dòng)員腰伸肌群疲勞尚未及時(shí)恢復(fù)就又進(jìn)行大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)的情況?，F(xiàn)有對(duì)腰伸肌群疲勞的研究主要集中于人體做靜止站立或腰椎屈伸這一類簡(jiǎn)單身體活動(dòng)時(shí)脊柱的穩(wěn)定性及平衡狀態(tài)變化等[4]。但在競(jìng)技運(yùn)動(dòng)中，運(yùn)動(dòng)技術(shù)表現(xiàn)為沖擊力大、人體多環(huán)節(jié)參與的特點(diǎn)。腰伸肌群疲勞會(huì)對(duì)這一類運(yùn)動(dòng)技術(shù)產(chǎn)生怎樣的影響尚不明確。

鑒于上述，本研究運(yùn)用運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)測(cè)量及分析手段，探討運(yùn)動(dòng)員在腰伸肌群疲勞狀態(tài)下上肢鞭打動(dòng)作的生物力學(xué)特征變化及其對(duì)上肢鞭打效果的影響。此外，通過(guò)對(duì)比疲勞前后上肢鞭打動(dòng)作主要肌肉的表面肌電活動(dòng)情況，從神經(jīng)-肌肉層面分析腰伸肌疲勞對(duì)上肢鞭打動(dòng)作產(chǎn)生影響的生理學(xué)機(jī)制。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

以16 名羽毛球運(yùn)動(dòng)員為研究及測(cè)試對(duì)象。其中包括5 名國(guó)家一級(jí)運(yùn)動(dòng)員和11 名國(guó)家二級(jí)運(yùn)動(dòng)員，年齡在19～26歲之間。受試者無(wú)嚴(yán)重腰部損傷經(jīng)歷，且實(shí)驗(yàn)前3天沒(méi)有進(jìn)行過(guò)大負(fù)荷運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。

1.2 研究方法

1.2.1 實(shí)驗(yàn)步驟

具體步驟包括：（1）受試者熟悉實(shí)驗(yàn)流程并熱身；（2）借助多關(guān)節(jié)等速肌力測(cè)試及訓(xùn)練系統(tǒng)（Con-Trex，瑞士產(chǎn)）對(duì)受試者未疲勞狀態(tài)下的腰伸肌群最大自主收縮（maximal voluntary contractions，MVC）力矩進(jìn)行測(cè)量，這一步驟的數(shù)據(jù)用于評(píng)定腰伸肌群力矩下降程度；（3）腰伸肌群未疲勞狀態(tài)下的上肢鞭打動(dòng)作生物力學(xué)信息采集；（4）受試者進(jìn)行腰伸肌群疲勞活動(dòng)，使腰伸肌群疲勞；（5）腰伸肌群疲勞狀態(tài)下的上肢鞭打動(dòng)作生物力學(xué)信息采集。

1.2.2 動(dòng)作階段劃分

為了更加深入地了解及分析技術(shù)動(dòng)作的細(xì)節(jié)，同時(shí)便于分析上肢鞭打動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)學(xué)特征，我們將羽毛球鞭打擊球動(dòng)作分為兩個(gè)階段：第1 階段為側(cè)身準(zhǔn)備階段，從受試者靜止準(zhǔn)備狀態(tài)到側(cè)身、右腳后撤接觸地面一刻為止；第2階段為揮拍擊球階段，從受試者右腳接觸地面到擊球完成后雙腳都離開(kāi)測(cè)力臺(tái)為止。動(dòng)作階段劃分如圖1所示。

圖1 羽毛球殺球動(dòng)作階段劃分

1.2.3 測(cè)量指標(biāo)

（1）運(yùn)動(dòng)學(xué)指標(biāo)

計(jì)算揮拍擊球階段，腰伸肌群疲勞前、后受試者鞭打側(cè)手部線速度的峰值以及髖、肩、肘、腕四關(guān)節(jié)的峰值角速度。上肢鞭打動(dòng)作具有人體各環(huán)節(jié)按照一定的順序依次加速及制動(dòng)產(chǎn)生并傳遞動(dòng)量矩，使末端環(huán)節(jié)獲得最大速度的一般規(guī)律[10，11]。因此，我們可以通過(guò)對(duì)比腰伸肌群疲勞前、后環(huán)節(jié)速度的變化來(lái)研究腰伸肌群疲勞對(duì)鞭打效果的影響。

此外，我們記錄側(cè)身準(zhǔn)備及揮拍擊球兩階段，肩軸與髖軸在人體水平面上投影所形成的角度差（下文中簡(jiǎn)稱肩、髖相對(duì)角度差）。揮拍擊球階段肩、髖相對(duì)角度差的峰值就是揮拍擊球時(shí)人體“超越器械”狀態(tài)的最大幅度。上肢鞭打動(dòng)作中人體“超越器械”幅度越大，為末端環(huán)節(jié)加速蓄積的彈性勢(shì)能越大，鞭打效果也越好。

（2）肌電指標(biāo)

記錄揮拍擊球階段，受試者16 塊主要肌肉每0.125 s 等距時(shí)長(zhǎng)中的均方根（root mean square，RMS），取揮拍擊球時(shí)段內(nèi)RMS 均值及峰值（由于揮拍擊球段是一段持續(xù)的時(shí)間，此時(shí)間段內(nèi)有n 多個(gè)0.125 s 內(nèi)的RMS 值，此時(shí)段內(nèi)的n 個(gè)RMS 的均值及峰值，可以反映揮拍擊球時(shí)段內(nèi)軀干肌肉的總體激活情況）進(jìn)行腰伸肌群疲勞前、后的對(duì)比，用以研究揮拍擊球時(shí)腰伸肌群疲勞對(duì)軀干及上肢主要肌肉激活程度的影響。所測(cè)16塊肌肉如表1所示。

表1 16塊測(cè)量肌肉名稱

1.2.4 生物力學(xué)信息采集與處理

使用Vicon 紅外攝像頭的運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)（Vicon T4，Oxford，UK）對(duì)受試者進(jìn)行原地殺球過(guò)程中的52個(gè)Mark 標(biāo)記點(diǎn)進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)軌跡追蹤，采樣頻率為200 Hz。并利用Noraxon 遙測(cè)肌電測(cè)量系統(tǒng)（Noraxon U.S.A）對(duì)受試者在上肢鞭打過(guò)程中的16 塊主要肌肉進(jìn)行sEMG數(shù)據(jù)收集，采樣頻率3000 Hz。利用同步器將Vicon和Noraxon兩系統(tǒng)進(jìn)行時(shí)間同步。

使用Vicon 紅外高速攝像系統(tǒng)配套的Nexus（Version 1.7.1）對(duì)受試者52 個(gè)Mark 點(diǎn)進(jìn)行命名和修補(bǔ)，之后用Visual3D 軟件建立人體環(huán)節(jié)模型，并對(duì)運(yùn)動(dòng)學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、除噪等處理。利用MR3（MyoResearch 3）軟件對(duì)所獲得的肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波、截取等處理，獲得所需要的肌電數(shù)據(jù)。

1.2.5 腰伸肌群疲勞方案

（1）疲勞活動(dòng)

腰伸肌群疲勞活動(dòng)采用腰伸肌群疲勞研究中被廣泛使用的疲勞方案，即改進(jìn)的Sorenson 腰伸肌群疲勞活動(dòng)[5]：使受試者平臥于Roman 椅上，髖關(guān)節(jié)前屈60°。雙腳固定于Roman 椅后端的阻攔板，髂前上棘與Roman椅上端邊緣平齊，上身水平探出與地面平行，雙手放于耳后，如圖2。

圖2 腰伸肌群疲勞方案-肌肉等長(zhǎng)收縮運(yùn)動(dòng)姿勢(shì)

為使腰伸肌群疲勞，受試者完成多組伸腰活動(dòng)。每組伸腰活動(dòng)包括30 s 腰伸肌群伸展運(yùn)動(dòng)及30 s 腰伸肌群等長(zhǎng)收縮。腰伸肌群伸展運(yùn)動(dòng)：使受試者從腰椎自由彎曲狀態(tài)伸展到與地面水平位置，活動(dòng)范圍大約60°。設(shè)定電子節(jié)拍器為60次∕min，受試者跟節(jié)拍器節(jié)奏進(jìn)行伸腰活動(dòng)，持續(xù)30 s。腰伸肌群等長(zhǎng)收縮：受試者腰伸肌群靜力性收縮，使軀干與地面保持平行，持續(xù)30 s。每組疲勞活動(dòng)共約1 min，組間休息30 s，從第6組疲勞活動(dòng)開(kāi)始，每完成一組疲勞活動(dòng)即測(cè)量1次腰伸肌群MVC 力矩。當(dāng)腰伸肌群瞬時(shí)MVC 力矩值下降到未疲勞時(shí)的MVC 力矩值的60%及以下時(shí)，停止疲勞活動(dòng)。

（2）腰伸肌群疲勞指標(biāo)

運(yùn)動(dòng)疲勞的概念是：機(jī)體不能保持其機(jī)能在某一特定水平上，或者機(jī)體不能維持某一預(yù)定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的生理現(xiàn)象[6]。因此，肌肉收縮力量下降意味著肌肉疲勞產(chǎn)生。此外，在肌肉疲勞的研究中發(fā)現(xiàn)，肌肉疲勞收縮時(shí)，肌電頻率譜會(huì)向更低的頻率偏移，因此，對(duì)中值頻率（median frequency，MF）的分析可以用作評(píng)估肌肉疲勞[7-9]。綜上，我們通過(guò)測(cè)量受試者腰伸肌群最大自主收縮（MVC）力矩的下降程度以及受試者在Sorensen 測(cè)試中豎脊肌腰段肌電中值頻率隨時(shí)間變化的斜率，來(lái)判定腰伸肌群是否達(dá)到疲勞狀態(tài)。

通過(guò)多關(guān)節(jié)等速肌力測(cè)試及訓(xùn)練系統(tǒng)（Con-Trex，瑞士產(chǎn)）測(cè)量受試者腰伸肌群最大自主收縮力矩。此外，利用肌電儀對(duì)受試者完成第3 組30 s Roman 椅腰伸肌群持續(xù)等長(zhǎng)收縮活動(dòng)時(shí)的豎脊肌腰段肌電信號(hào)進(jìn)行記錄。30 s時(shí)長(zhǎng)中每1 s長(zhǎng)度中截取250 ms等距窗口的MF 均值，利用最小二乘線性回歸計(jì)算腰伸肌群MF隨時(shí)間變化的斜率（MF∕s）。

1.2.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

利用SPSS21對(duì)受試者腰伸肌群疲勞前、后所收集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行配對(duì)樣本t檢驗(yàn)，數(shù)據(jù)顯著性水平設(shè)為P=0.05，非常顯著性水平設(shè)為P=0.01。

2 結(jié)果

2.1 疲勞活動(dòng)中腰伸肌群MVC力矩及MF的變化

表2顯示，16 名受試者在疲勞前腰伸肌群MVC 力矩平均值為392.74 N·m，疲勞后平均值為219.95 N·m，腰伸肌群疲勞后力矩值平均下降到疲勞前平均力矩值的56.03%。且除1 名受試者外，其余15 名受試者腰伸肌群MVC 力矩均下降到未疲勞時(shí)的60%及以下，低于目標(biāo)力矩值。

表2 疲勞前后受試者腰伸肌群MVC力矩下降程度比較（n=16）

如表3所示，16位受試者豎脊肌腰段肌電MF隨時(shí)間的變化斜率都呈現(xiàn)出負(fù)值，斜率平均值左側(cè)豎脊肌約為-0.375 ± 0.181，右側(cè)豎脊肌約為-0.387 ±0.130。說(shuō)明在Sorensen測(cè)試最初的30 s肌肉等長(zhǎng)收縮活動(dòng)中，豎脊肌腰段MF隨時(shí)間的推移均出現(xiàn)逐漸降低的現(xiàn)象。我們?nèi)?6名受試者M(jìn)F在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)的平均值得到圖3，發(fā)現(xiàn)16名受試者豎脊肌腰段MF的平均值隨時(shí)間的延長(zhǎng)而呈現(xiàn)出線性下降的趨勢(shì)，這進(jìn)一步說(shuō)明Sorensen 疲勞活動(dòng)可以造成左右腰椎豎脊肌肌電頻率譜向更低的頻率偏移，能較好地引起腰伸肌群疲勞。

表3 豎脊肌腰段等長(zhǎng)收縮中肌電中值頻率隨時(shí)間變化的斜率（MF/s，n=16）

圖3 左、右側(cè)豎脊肌等長(zhǎng)伸展收縮時(shí)受試者平均肌電中值頻率隨時(shí)間變化的斜率（n=16）

在本次疲勞活動(dòng)中，疲勞方案引起了各個(gè)受試者豎脊肌腰段肌肉肌電中值頻率隨時(shí)間逐漸下降，且腰伸肌群最大自主收縮力矩有明顯下降。綜合以上兩指標(biāo)變化，說(shuō)明腰伸肌群在疲勞方案中無(wú)法維持其力量輸出在初始水平上，腰伸肌群疲勞活動(dòng)引起了受試者腰伸肌群疲勞。

2.2 腰伸肌群疲勞對(duì)手部線速度及髖、肩、肘、腕角速度的影響

通過(guò)分析手部線速度的時(shí)空特征，發(fā)現(xiàn)手部線速度會(huì)在臨近擊球點(diǎn)的時(shí)刻達(dá)到峰值。我們比較了16名受試者在腰伸肌群疲勞前、后揮拍擊球階段鞭打側(cè)手部線速度的峰值，結(jié)果發(fā)現(xiàn)腰伸肌群疲勞后鞭打側(cè)手部線速度的峰值較疲勞前產(chǎn)生了差異（P=0.028）。16名受試者疲勞前，手部峰值線速度均值為14.908 m∕s，疲勞后為14.220 m∕s，下降了0.688m∕s。這說(shuō)明腰伸肌群疲勞后，受試者上肢鞭打動(dòng)作手部線速度峰值較疲勞前普遍下降。由于上肢鞭打的最終目的是使末端環(huán)節(jié)獲得最大速度，因此可知腰伸肌群疲勞降低了上肢鞭打效果。

同時(shí)我們對(duì)疲勞前、后揮拍擊球階段，髖、肩、肘、腕四關(guān)節(jié)峰值角速度進(jìn)行了比較，結(jié)果如表4。腰伸肌群疲勞后的揮拍擊球階段，受試者髖、肩、肘三個(gè)關(guān)節(jié)的角速度峰值與疲勞前產(chǎn)生了差異。且三關(guān)節(jié)的角速度峰值在腰伸肌群疲勞后相比于疲勞前分別下降了46.340°∕s、293.598°∕s、91.773°∕s。這說(shuō)明腰伸肌疲勞降低了揮拍擊球過(guò)程中髖、肩、肘三關(guān)節(jié)的活動(dòng)速度。

表4 疲勞前后四關(guān)節(jié)峰值角速度變化（°/s，n=16）

2.3 腰伸肌群疲勞對(duì)髖、肩相對(duì)角度差的影響

表5是腰伸肌群疲勞前、后受試者側(cè)身準(zhǔn)備及揮拍擊球兩個(gè)階段，肩、髖相對(duì)角度差峰值的比較。由表5可知，側(cè)身準(zhǔn)備階段和揮拍擊球階段的肩、髖相對(duì)角度差峰值相比于腰伸肌群疲勞前均產(chǎn)生了差異。側(cè)身準(zhǔn)備階段肩、髖相對(duì)角度差峰值在疲勞后相比于疲勞前平均下降0.94°。揮拍擊球階段肩、髖角度差峰值，即“超越器械”，疲勞后相比于疲勞前平均下降了2.61°。從以上數(shù)據(jù)來(lái)看，腰伸肌群疲勞后側(cè)身準(zhǔn)備時(shí)肩、髖相對(duì)活動(dòng)幅度較疲勞前更?。粨]拍擊球過(guò)程中，肩軸與髖軸角度差比疲勞前更低，即“超越器械”幅度更小?！俺狡餍怠狈葴p小會(huì)引起揮拍擊球過(guò)程中同側(cè)腹內(nèi)斜肌、對(duì)側(cè)腹外斜肌、腹直肌等使軀干向?qū)?cè)旋轉(zhuǎn)及屈曲的肌肉預(yù)先拉長(zhǎng)效果下降，不能為鞭打擊球蓄積更多彈性勢(shì)能。

2.4 腰伸肌群疲勞對(duì)軀干及上肢肌肉肌電RMS 的影響

表5 疲勞前后肩、髖相對(duì)角度差峰值對(duì)比（°，n=16）

將16 塊肌肉在揮拍擊球時(shí)段內(nèi)的RMS 均值及峰值進(jìn)行腰伸肌群疲勞前、后的對(duì)比，結(jié)果如表6及表7所示。表6顯示疲勞前、后RMS 均值產(chǎn)生差異的肌肉都集中于軀干部分，主要包括左、右豎脊肌、左右腹直肌、左右腹內(nèi)斜肌、左側(cè)腹外斜肌、左側(cè)背闊肌。腰伸肌群疲勞后，左右豎脊肌RMS均值較疲勞前有所增加，分別增加17.660 μV 和28.320 μV；左右腹直肌，左右腹內(nèi)斜肌，左側(cè)腹外斜肌，左側(cè)背闊肌這6塊肌肉RMS均值均較疲勞前有所下降，分別下降28.420 μV、11.500 μV、36.830 μV、16.880 μV、85.510 μV、8.270 μV。表7顯示，右側(cè)豎脊肌、左側(cè)腹直肌、左側(cè)腹內(nèi)斜肌、左側(cè)腹外斜肌、左側(cè)背闊肌、斜方肌，這6塊肌肉在揮拍擊球階段的RMS峰值在疲勞后相比于疲勞前產(chǎn)生了差異。右側(cè)豎脊肌RMS峰值相比于疲勞前平均增加111.25 μV。左側(cè)腹直肌、左側(cè)腹內(nèi)斜肌、左側(cè)腹外斜肌、左側(cè)背闊肌、斜方肌等5塊肌肉的RMS峰值相比于疲勞前分別下降90.120 μV、87.560 μV、261.020 μV、35.490 μV、128.070 μV。

表6 疲勞前后揮拍擊球階主要肌肉RMS均值比較（μV，n=16）

表7 疲勞前后揮拍擊球階段主要肌肉RMS峰值比較（μV，n=16）

3 討論

本研究結(jié)果顯示，腰伸肌群疲勞改變了上肢鞭打動(dòng)作中人體的生物力學(xué)特征，使軀干及上肢主要關(guān)節(jié)的活動(dòng)速度下降，同時(shí)在揮拍擊球時(shí)人體“超越器械”的幅度明顯降低，且末端環(huán)節(jié)的峰值線速度也明顯下降。這說(shuō)明腰伸肌群疲勞抑制了上肢鞭打動(dòng)作效果的發(fā)揮。那么腰伸肌群疲勞是如何導(dǎo)致上肢鞭打效果下降的？我們從生物力學(xué)和生理學(xué)兩個(gè)層面進(jìn)行分析。

3.1 生物力學(xué)原因分析

腰伸肌群疲勞后髖、肩、肘三關(guān)節(jié)在揮拍擊球階段的角速度相比于疲勞前下降，且差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說(shuō)明腰伸肌群疲勞使軀干及上肢部分關(guān)節(jié)的活動(dòng)速度下降；同時(shí)，腰伸肌群疲勞使肩軸與髖軸形成“超越器械”動(dòng)作的最大幅度降低，引起軀干旋轉(zhuǎn)擊球的主動(dòng)肌預(yù)先拉長(zhǎng)效果下降，不能為軀干旋轉(zhuǎn)擊球蓄積更多彈性勢(shì)能。

腰伸肌群疲勞引起的以上兩方面人體生物力學(xué)特征的變化，會(huì)導(dǎo)致人體在揮拍擊球階段軀干各環(huán)節(jié)及上肢部分環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)速度降低。由于環(huán)節(jié)動(dòng)量矩等于環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量與環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度的乘積[12]，因此，在環(huán)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量相對(duì)恒定的情況下，環(huán)節(jié)旋轉(zhuǎn)角速度降低，會(huì)影響環(huán)節(jié)產(chǎn)生動(dòng)量矩的大小。以往對(duì)上肢鞭打動(dòng)作的研究認(rèn)為，人體在運(yùn)動(dòng)中表現(xiàn)出的所謂鞭打動(dòng)作與真實(shí)鞭打動(dòng)作最大的差別在于，人體各環(huán)節(jié)不僅傳遞來(lái)自于上一環(huán)節(jié)的速度或動(dòng)量矩，在本環(huán)節(jié)內(nèi)肌肉收縮產(chǎn)生環(huán)節(jié)速度及動(dòng)量矩也是使末端環(huán)節(jié)獲得最大速度的重要因素[10]。所以在上肢鞭打動(dòng)作中，腰伸肌群疲勞引起的人體軀干活動(dòng)幅度減小以及關(guān)節(jié)活動(dòng)速度降低，會(huì)導(dǎo)致軀干及上肢各環(huán)節(jié)產(chǎn)生動(dòng)量矩的效率下降，最終損害末端環(huán)節(jié)產(chǎn)生最大速度的能力。

3.2 生理學(xué)原因分析

有研究發(fā)現(xiàn)，腰伸肌群疲勞后，左右豎脊肌的RMS值均增加。這主要是由于疲勞干預(yù)方案使豎脊肌腰段產(chǎn)生了疲勞，造成肌肉運(yùn)動(dòng)單位募集增加，從而使肌肉放電量增加[7，13，14]。這一現(xiàn)象即肌電振幅平均值的增加，也常被用作評(píng)價(jià)肌肉疲勞的重要指標(biāo)[15-17]。

左、右腹直肌，左、右腹內(nèi)斜肌，左側(cè)腹外斜肌，左側(cè)背闊肌是使軀干腰段屈及軀干旋轉(zhuǎn)的肌肉，即揮拍擊球時(shí)軀干旋轉(zhuǎn)的主動(dòng)肌。這些肌肉在腰伸肌群疲勞后的肌肉放電量相比于疲勞前產(chǎn)生了明顯下降。肌肉放電量下降說(shuō)明肌肉募集運(yùn)動(dòng)單位的數(shù)量下降，動(dòng)員程度降低，相應(yīng)的肌肉輸出功率會(huì)受到一定影響。上述肌肉輸出肌力下降必然導(dǎo)致鞭打動(dòng)作揮拍擊球時(shí)，軀干屈曲及旋轉(zhuǎn)的速度下降。這也是在腰伸肌群疲勞后髖、肩、肘關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)角速度下降的原因。

上肢鞭打動(dòng)作在腰伸肌群疲勞后產(chǎn)生的軀干主要活動(dòng)肌肉激活程度下降，與前人對(duì)腰伸肌群疲勞后軀干肌肉募集策略改變的研究結(jié)果相似。Hoseinpoor 等[18]在軀干伸肌疲勞的研究中發(fā)現(xiàn)，腰伸肌群疲勞后，當(dāng)受試者承受相當(dāng)于自身25%重量的軸對(duì)稱負(fù)荷時(shí)，受試者腹部肌肉激活活動(dòng)相比于疲勞前產(chǎn)生了顯著差異。分析認(rèn)為當(dāng)局部疲勞導(dǎo)致肌肉無(wú)法保持完成動(dòng)作的功率輸出時(shí)，中樞神經(jīng)系統(tǒng)會(huì)選擇不同的肌肉募集策略來(lái)維持一定的動(dòng)作水平，從而導(dǎo)致外周肌肉活動(dòng)的改變[19-22]。肌肉募集策略改變的目的是通過(guò)這種復(fù)雜的肌肉重新募集策略來(lái)分擔(dān)負(fù)荷，從而為疲勞肌肉提供一段恢復(fù)時(shí)期[23]，這也是人體運(yùn)動(dòng)鏈功能性補(bǔ)償?shù)囊环N特性[24]。軀干肌肉激活策略改變引起的人體各環(huán)節(jié)生物力學(xué)特征的變化，體現(xiàn)了疲勞引起人體“保護(hù)性抑制”現(xiàn)象?！氨Ｗo(hù)性抑制”的發(fā)展是疲勞的基礎(chǔ)，主要是由于神經(jīng)細(xì)胞長(zhǎng)期興奮或能量物質(zhì)消耗到一定程度時(shí)，大腦皮層相應(yīng)細(xì)胞由興奮轉(zhuǎn)為抑制，以防止細(xì)胞過(guò)度耗損[25]。這種“保護(hù)性抑制”在腰伸肌群疲勞后的上肢鞭打動(dòng)作的揮拍擊球階段表現(xiàn)為使軀干屈曲及旋轉(zhuǎn)的肌肉激活程度下降，從而減小人體在運(yùn)動(dòng)中的消耗，降低人體損傷的可能性。

根據(jù)上述分析，腰伸肌群疲勞使軀干肌肉激活策略改變，進(jìn)而使軀干活動(dòng)表現(xiàn)出“保護(hù)性抑制”，是造成軀干各環(huán)節(jié)動(dòng)量矩產(chǎn)生效果下降的最根本原因。在保護(hù)性抑制的影響下，人體關(guān)節(jié)活動(dòng)速度及軀干活動(dòng)幅度下降，導(dǎo)致軀干各環(huán)節(jié)產(chǎn)生及傳遞動(dòng)量矩的效率降低，從而影響末端環(huán)節(jié)速度。

現(xiàn)有文獻(xiàn)分析軀干肌肉募集策略改變的原因時(shí)，認(rèn)為造成這種肌肉募集策略改變的生理機(jī)制是由于肌肉疲勞引起了肌梭激活敏感性降低。肌梭又是涉及本體感受的主要機(jī)械性感受器[26，27]，肌梭激活敏感性的降低會(huì)使肌梭內(nèi)機(jī)械感受器感知運(yùn)動(dòng)刺激的閾值增加[28]。這使得腰伸肌群疲勞后，腰伸肌群肌梭應(yīng)對(duì)動(dòng)態(tài)刺激的本體感覺(jué)傳入神經(jīng)沖動(dòng)數(shù)量及頻率下降，導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)為調(diào)節(jié)軀干肌肉活動(dòng)而發(fā)放的神經(jīng)沖動(dòng)頻率及數(shù)量發(fā)生改變[29，30]。因此，腰伸肌群疲勞引起的上肢鞭打技術(shù)生物力學(xué)特征改變及鞭打效果下降，并非是由于腰伸肌群疲勞使軀干傳遞及整合上下肢發(fā)力的力量削弱引起的，而是由于局部肌肉疲勞引起軀干神經(jīng)—肌肉的協(xié)調(diào)控制能力改變導(dǎo)致的。

4 總結(jié)

4.1 腰伸肌群疲勞會(huì)改變上肢鞭打動(dòng)作的生物力學(xué)特征，使軀干在揮拍擊球時(shí)的活動(dòng)幅度下降，并降低軀干及上肢部分關(guān)節(jié)的活動(dòng)速度，從而影響人體各環(huán)節(jié)在揮拍擊球時(shí)產(chǎn)生動(dòng)量矩的效率，最終使末端環(huán)節(jié)獲得速度下降，影響鞭打效果。

4.2 腰伸肌群疲勞引起上肢鞭打動(dòng)作中關(guān)節(jié)活動(dòng)速度及軀干活動(dòng)幅度的下降，是局部肌肉疲勞引起的人體保護(hù)性抑制現(xiàn)象的結(jié)果。其生理意義是通過(guò)降低人體活動(dòng)強(qiáng)度來(lái)為疲勞肌肉提供一段恢復(fù)時(shí)期，并減小人體損傷的可能性。

4.3 腰伸肌群疲勞引起的上肢鞭打技術(shù)生物力學(xué)特征改變的生理原因并非是由于腰伸肌群疲勞使傳遞及整合上下肢發(fā)力的力量削弱引起的，而是由于局部肌肉疲勞引起的軀干神經(jīng)-肌肉協(xié)調(diào)控制能力改變所導(dǎo)致。

5 展望

本研究發(fā)現(xiàn)，腰伸肌群疲勞引起軀干各主要肌肉在上肢鞭打動(dòng)作中激活程度發(fā)生了改變，即軀干神經(jīng)-肌肉的協(xié)調(diào)控制能力減弱。這也是腰伸肌群疲勞導(dǎo)致上肢鞭打動(dòng)作效果下降的根本原因。因此，想要抑制肌肉疲勞引起的運(yùn)動(dòng)技術(shù)變形及動(dòng)作效果下降，其根本方法是提高人體神經(jīng)-肌肉的協(xié)調(diào)控制能力。國(guó)外提出的功能性力量訓(xùn)練可以在一定程度上提高神經(jīng)-肌肉的協(xié)調(diào)性，而功能性力量訓(xùn)練手段也在不斷更新及探索中。綜上，利用什么樣的訓(xùn)練手段可以有效提高人體的神經(jīng)-肌肉控制能力，從而抑制或緩解運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中肌肉疲勞所引起的動(dòng)作結(jié)構(gòu)改變，是運(yùn)動(dòng)疲勞領(lǐng)域未來(lái)值得探究的重要問(wèn)題。