梅 濤,李曉霞,吳 劍,李燕春,楊曉琳,晏 冰,梁 妍,梁麗娟,何子紅
(1.北京體育大學(xué),北京 100084;2.山東體育學(xué)院,山東 濟(jì)南 250102;3.首都體育學(xué)院,北京 100191;4.國家體育總局體育科學(xué)研究所,北京 100061)
久坐少動(dòng)成年人骨骼肌質(zhì)量每10年下降3%~8%(Westcott,2012),并伴隨不同程度的肌肉力量下降(Volkers et al.,2012)。低肌肉質(zhì)量和低肌肉力量水平是全因死亡率的重要(Nascimento et al.,2019)或獨(dú)立(Li et al.,2018)危險(xiǎn)因素。力量訓(xùn)練是改善肌肉質(zhì)量和肌肉力量的首選方法(Garber et al.,2011)。頻率為每周2次、負(fù)荷為1~5最大重復(fù)次數(shù)(repetition maximum,RM)的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練可使肌肉力量得到顯著提升,6~12RM的訓(xùn)練可使肌肉顯著肥大,超過12RM的訓(xùn)練可使骨骼肌在肌肉力量和肌肉肥大上同時(shí)得到提升(ACSM,2009;Schoenfeld et al.,2016),而持續(xù)6周以上的訓(xùn)練即可使肌肉力量、肌纖維橫截面積增加(Schoenfeld et al.,2017),8~12周的訓(xùn)練可在增加肌肉力量的同時(shí)使神經(jīng)肌肉適應(yīng)性得到增強(qiáng)(Hughes et al.,2018)。
在運(yùn)動(dòng)健身實(shí)踐過程中,不同強(qiáng)度的力量訓(xùn)練方案產(chǎn)生的訓(xùn)練效果不同,6周高強(qiáng)度(75%1RM)力量訓(xùn)練后1RM可提高19.9%,低強(qiáng)度(30%1RM)力量訓(xùn)練后1RM可提高8.7%(Yasuda et al.,2011)。由于受試者身體素質(zhì)、運(yùn)動(dòng)經(jīng)歷等背景不同,進(jìn)行相同訓(xùn)練方案的力量訓(xùn)練后,訓(xùn)練效果存在著顯著的個(gè)體差異:肌肉厚度相對值的個(gè)體反應(yīng)在-11%~30%,1RM相對值的個(gè)體反應(yīng)在-8%~60%,肌肉大小和肌肉力量的高反應(yīng)者(>1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差)比例分別為14%和12%,低反應(yīng)者分別占29%和7%(Ahtiainen et al.,2016);其他指標(biāo)如肘屈肌的肌肉體積變化在-2%~59%,最大等長收縮(MVC)變化在-32%~149%(Hubal et al.,2005),股四頭肌最大等長肌力變化在-1%~44%,肌橫截面積變化在-3%~18%,比張力變化在-5%~39%(Erskine et al.,2010)。因此,明確不同背景的受試者進(jìn)行不同干預(yù)方案或相同干預(yù)方案訓(xùn)練后的效果差異,是進(jìn)一步分析個(gè)體差異影響機(jī)制的基礎(chǔ),并可進(jìn)一步探討相同干預(yù)方案中的無效或低反應(yīng)者提高肌肉力量的方法。
個(gè)體差異的存在使健身人群獲得的訓(xùn)練收益不同。訓(xùn)練效果的個(gè)體差異是制定個(gè)性化指導(dǎo)方案時(shí)必須考慮的因素(Ross et al.,2019),分析其影響因素,建立力量訓(xùn)練效果預(yù)測模型,并納入個(gè)性化指導(dǎo)方案的制定中是目前“主動(dòng)健康”亟須解決的問題。然而,已有研究主要是通過肌肉橫截面積、胸圍、體成分、肌力等指標(biāo)的變化對1RM 初始值進(jìn)行預(yù)測(Macht et al.,2016;Picerno et al.,2016;Sayers et al.,2018),鮮有對運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練干預(yù)后1RM變化百分比(Δ1RM)進(jìn)行預(yù)測的研究。此外,各種原因的停訓(xùn)(detraining)也是運(yùn)動(dòng)健身中面臨的難題。訓(xùn)練效果在停訓(xùn)2~4周后便可被逆轉(zhuǎn)(Sousa et al.,2019),但有研究提示,停訓(xùn)后的再訓(xùn)練只需較短的時(shí)間便能恢復(fù)訓(xùn)練效果(Psilander et al.,2019;Sakugawa et al.,2019;Taaffe et al.,1997)。停訓(xùn)對訓(xùn)練效果的洗脫以及恢復(fù)訓(xùn)練方案是否存在個(gè)體差異,目前尚缺乏探究。因此,本研究通過比較不同力量訓(xùn)練方案以及停訓(xùn)、復(fù)訓(xùn)后力量相關(guān)的表型指標(biāo)的個(gè)體差異變化,分析影響訓(xùn)練效果個(gè)體差異的因素,建立力量訓(xùn)練個(gè)體差異的預(yù)測模型,為進(jìn)一步分析力量訓(xùn)練健康促進(jìn)效果個(gè)體差異的生物學(xué)機(jī)制研究奠定基礎(chǔ),也為精準(zhǔn)的健身指導(dǎo)方案的制定提供依據(jù)。
研究對象納入標(biāo)準(zhǔn):1)經(jīng)體力活動(dòng)調(diào)查問卷確定的非規(guī)律運(yùn)動(dòng)人群(每周少于2次,每次少于20 min,或者一周總運(yùn)動(dòng)時(shí)長少于 75 min)(Garber et al.,2011;Tian et al.,2015);2)身體健康,無重大疾病,經(jīng)運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)問卷調(diào)查后,無不適合進(jìn)行力量訓(xùn)練干預(yù)的損傷或疾病史;3)經(jīng)膳食回顧問卷調(diào)查后,無不良飲食習(xí)慣,并在干預(yù)期間保持規(guī)律飲食。本研究低強(qiáng)度力量訓(xùn)練(low-intensity strength training,LIST)階段共納入 193名受試者,停訓(xùn)階段(detraining period,DP)共納入53名受試者,復(fù)訓(xùn)時(shí)的高強(qiáng)度力量訓(xùn)練(high-intensity strength training,HIST)階段共納入29名受試者(表1)。本研究經(jīng)北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)倫理委員會(huì)審查批準(zhǔn),所有受試者均為自愿參加本研究并填寫知情同意書。
表1 受試者基本信息Table 1 Basic Information of Subjects
全部受試者完成12周的LIST(LIST12)后,力量指標(biāo)提高無效者(1RM深蹲、1RM臥推或等速蹬踏峰值力變化值的Cohen’sd<0.2)納入到停訓(xùn)階段(DP)和高強(qiáng)度力量訓(xùn)練(HIST)干預(yù)中。LIST與HIST之間經(jīng)歷36周DP,一方面以充分洗脫訓(xùn)練效果,另一方面使2次干預(yù)在相同的時(shí)間(9~12月)開始。研究技術(shù)路線如圖1所示。
圖1 技術(shù)路線Figure 1.Protocol of Experiment
按照課題組編寫的技術(shù)手冊對干預(yù)人員進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn),經(jīng)考試合格后開展干預(yù)。依據(jù)美國運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)(ACSM,2009)推薦方案以及Schoenfeld等(2017)和Hughes等(2018)的研究制定的力量訓(xùn)練方案如表2所示。受試者充分熱身后開始正式訓(xùn)練,訓(xùn)練按組進(jìn)行,每組由1位干預(yù)人員控制/監(jiān)督動(dòng)作完成質(zhì)量,并統(tǒng)計(jì)受試者出勤率,要求受試者100%完成干預(yù)計(jì)劃。LIST和HIST方案均每4周進(jìn)行1次1RM測試來重新確定新的訓(xùn)練負(fù)荷,以適應(yīng)力量增長的變化。受試者在DP階段不進(jìn)行規(guī)律的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練。
表2 力量訓(xùn)練干預(yù)方案Table 2 Strength Training Intervention Program
身體成分測試采用GE lunar iDXA型雙能量X射線骨密度儀(美國,通用電氣);深蹲/臥推1RM采用標(biāo)準(zhǔn)化杠鈴桿、杠鈴片;等速/等長肌力測試采用isomed 2000肌力測試儀(德國,ISOMED);超聲肌肉厚度采用GE便攜式彩色超聲診斷系統(tǒng)LOGIQ e(美國,通用電氣)。
按照課題組編寫的指南對測試、干預(yù)人員進(jìn)行統(tǒng)一培訓(xùn),經(jīng)考試合格后開展研究,同一指標(biāo)由同一測試人員采用同一品牌型號(hào)的儀器進(jìn)行測試。每輪干預(yù)前、后進(jìn)行表型指標(biāo)的測試,包括受試者基本信息(年齡、性別、身高、體重)、腰圍、臀圍、皮褶厚度(腹部、三頭肌部、肩胛部和髂部)、體力活動(dòng)問卷、膳食回顧問卷、1RM深蹲/臥推、等速蹬踏、體成分(肌肉質(zhì)量、脂肪含量)、肌肉厚度(股直肌、股直肌-股中間肌、胸大肌厚度)。
1.4.1 身體形態(tài)指標(biāo)
受試者身高、體重等身體形態(tài)學(xué)指標(biāo)按《國民體質(zhì)測定標(biāo)準(zhǔn)手冊》(成年人部分)(2003年版)方法進(jìn)行測量。
1.4.2 問卷
體力活動(dòng)問卷(global physical activity questionnaire,GPAQ)(Bull et al.,2009)、膳食回顧問卷《中國居民營養(yǎng)與健康狀況監(jiān)測食物頻率調(diào)查問卷》(Liu et al.,2018)和運(yùn)動(dòng)風(fēng)險(xiǎn)問卷(PAR-Q)(Thomas et al.,1992)由受試者集中聽完講解和要求后填寫,具體負(fù)責(zé)人逐一核對完整性、合理性后收集錄入分析。
1.4.3 1RM深蹲/臥推
采用力量訓(xùn)練架、杠鈴桿和標(biāo)準(zhǔn)化鈴片測試1RM深蹲/臥推。測試過程:1)根據(jù)受試者的主觀感覺預(yù)測受試者1RM,以預(yù)測值的40%重量進(jìn)行5~10次蹲起(臥推)作為熱身;2)熱身后間歇1 min;3)在熱身重量上增加15~20 kg,要求受試者完成3~5次深蹲(臥推),作為第1次測試;4)第1次測試完成后休息2~4 min,如進(jìn)行深蹲測試,則在步驟3的負(fù)荷基礎(chǔ)上增加15~20 kg,使受試者最大可完成約2~3次深蹲;如進(jìn)行臥推測試,則在步驟3的負(fù)荷基礎(chǔ)上增加5~10 kg,使受試者最大可完成約2~3次臥推;5)休息2~4 min,重復(fù)步驟4,嘗試1RM;6)如受試者成功完成,按照步驟5流程繼續(xù)增加負(fù)荷,直至負(fù)荷下受試者無法成功完成1次深蹲(臥推);7)休息2~4 min,減小5~10 kg負(fù)荷繼續(xù)測試,此后繼續(xù)增加或減小負(fù)荷直到找到受試者可以以完好的技術(shù)完成1次1RM,應(yīng)該在5次嘗試之內(nèi)確定深蹲/臥推1RM。
1.4.4 下肢等速/等長蹬踏力量測試
采用ISOMED 2000進(jìn)行下肢等速/等長蹬踏力量測試。測試過程:1)測試開始前,測試人員對儀器進(jìn)行校準(zhǔn),受試者進(jìn)行200 m慢跑,2組×10次自身體重深蹲練習(xí),2組×10次弓箭步蹲練習(xí),練習(xí)完成后休息2 min開始正式測試;2)測試時(shí)需固定受試者,要求骨盆與后背緊貼于靠背,使用設(shè)備腰帶固定腰部,腳底緊貼下肢蹬踏單元;在等速蹬踏力量測試時(shí),要求受試者蹬伸最大伸展位置為小腿與大腿夾角呈130°,最大屈曲位置為軀干與大腿夾角呈90°、小腿與大腿夾角呈90°;在等長蹬踏力量測試時(shí),要求受試者軀干與大腿夾角為90°、小腿與大腿夾角為120°,用大型量角器輔助定位;3)固定后記錄靠背、伸膝組件位置;4)正式測試前受試者有3次機(jī)會(huì)嘗試練習(xí)雙腿發(fā)力,練習(xí)后休息3 min后開始正式測試;5)在等速蹬踏力量測試時(shí),雙腿發(fā)力,每次發(fā)力連續(xù)完成3次先離心后向心的等動(dòng)蹬伸,速度為10 cm/s;在等長蹬踏力量測試時(shí),每次發(fā)力連續(xù)完成3次等長蹬伸;測試過程要求受試者全程盡最大可能發(fā)力,每次發(fā)力之間休息2 min。
1.4.5 體成分
采用雙能X射線(DEXA)方法測試體成分。測試之前確保受試者在7日之內(nèi)沒有做過鋇餐檢查、放射性同位素注射及用于CT及MRI檢查的注射或口服造影劑。測試時(shí)提前預(yù)熱并校準(zhǔn)儀器,要求受試者空腹,去除可能會(huì)影響測試結(jié)果的衣服及物品,于平臥位開始檢查。通過enCORE(2011)軟件,輸入受試者基礎(chǔ)參數(shù),掃描架從頭向足側(cè)逐層掃描,獲取受試者體成分?jǐn)?shù)據(jù),包括上肢、下肢、軀干和全身的脂肪含量、肌肉含量等。
1.4.6 肌肉厚度
采用美國LOGIQ彩色多普勒超聲儀測試股直肌、股直肌-股中間肌、胸大肌厚度指標(biāo)。股直肌位置標(biāo)記:受試者平躺位,雙腿自然放松,與肩同寬,標(biāo)記髂前上棘至髕骨上緣連線的中點(diǎn)位置。胸大肌位置標(biāo)記:受試者平躺位,使用人體測量尺測量,男生標(biāo)記腋前線至乳頭連線的中點(diǎn)位置,女生標(biāo)記距離腋前線1/3處。測試開始前校準(zhǔn)儀器并錄入受試者信息,采用肌骨超聲12 Mhz線陣列探頭在標(biāo)記處垂直于肌肉纖維走向,獲取超聲圖像。每側(cè)肌肉測試3次取平均值。
分別采用Excel 2016、SPSS 19.0對研究采集到的各項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行錄入、整理和統(tǒng)計(jì)分析。數(shù)據(jù)的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果以平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(M±SD)表示。采用配對樣本t檢驗(yàn)的方法比較力量干預(yù)前、后各組指標(biāo)的變化。計(jì)算Cohen’sd(Jacob,1988)的效應(yīng)量(effect size,ES)大小,根據(jù)Hopkins等(2009)描述的閾值對訓(xùn)練效果進(jìn)行分層(ES<0.20為無效果,0.20~0.60為低效果,0.60~1.20為中效果,1.20~2.0以上為高效果,≥2.0為有極大效果)。采用卡方檢驗(yàn)分析3種方案中效應(yīng)量分布差異。以LIST、HIST受試者(n=251)的Δ1RM深蹲、Δ1RM臥推為因變量,以訓(xùn)練方案[LIST12=1,HIST8(8周的高強(qiáng)度力量訓(xùn)練)=2,HIST12(12周的高強(qiáng)度力量訓(xùn)練)=3]、BMI、性別(男=1,女=0)、體成分(上肢、下肢、軀干、全身肌肉含量和脂肪含量)、肌肉厚度(股直肌、胸大肌、股直肌-股中間?。?、1RM深蹲重量(Δ1RM深蹲為因變量時(shí))、1RM臥推重量(Δ1RM臥推為因變量時(shí))的初始值作為自變量,采用多重線性逐步回歸分析力量訓(xùn)練個(gè)體效果差異的影響因素,通過VIF<5且0<容差<1避免變量之間共線性,構(gòu)建預(yù)測模型。顯著性水平為P<0.05。
LIST12干預(yù)后,受試者1RM深蹲/臥推重量整體均顯著增加(Δ1RM深蹲=46.19%,P<0.01,ES=1.15;Δ1RM臥推=36.25%,P<0.01,ES=0.72)(表3);個(gè)體均存在顯著性差異,1RM深蹲變化范圍-20.00%~196.67%(圖2A),1RM臥推變化范圍-31.25%~176.92%(圖2B);個(gè)體變化百分比分布如表4所示。
表3 LIST12干預(yù)對1RM深蹲/臥推重量的整體影響Table 3 Effect of LIST12 on the 1RM Squat/bench Press Weight n=193
圖2 LIST12干預(yù)后Δ1RM個(gè)體差異Figure 2.Individual Differences in Δ1RM after LIST12
表4 LIST12干預(yù)對Δ1RM深蹲與Δ1RM臥推重量個(gè)體差異分布的影響Table 4 Effect of LIST12 on the Distribution of Individual Differences in Δ1RM Squat and Δ1RM Bench Press Weight n=193
DP干預(yù)后,受試者Δ1RM深蹲/臥推整體均顯著降低(Δ1RM 深蹲=-32.03%,P<0.01,ES=-1.07;Δ1RM 臥推=-19.87%,P<0.01,ES=-0.55)(表5);個(gè)體均存在明顯的差異,1RM深蹲變化范圍-392.16%~0(圖3A),1RM臥推變化范圍-251.57%~0(圖3B);個(gè)體變化百分比分布如表6所示。
圖3 DP后受試者Δ1RM個(gè)體差異Figure 3.Individual Differences in Δ1RM after DP
表5 DP干預(yù)對1RM深蹲/臥推訓(xùn)練效果洗脫的整體影響Table 5 Effect of DP on the Washout of 1RM Squat/Bench Press Training n=53
表6 DP干預(yù)對Δ1RM深蹲與Δ1RM臥推重量個(gè)體差異分布的影響Table 6 Effect of DP on the Distribution of Individual Difference in Δ1RM Squat and Δ1RM Bench Press Weight n=53
2.3.1 HIST8干預(yù)后力量訓(xùn)練效果個(gè)體差異
HIST8干預(yù)后,受試者Δ1RM深蹲/臥推整體均顯著增加(Δ1RM 深蹲=19.80%,P<0.01,ES=0.66;Δ1RM 臥推=22.84%,P<0.01,ES=0.68)(表7);個(gè)體均存在明顯的差異,1RM深蹲變化范圍3.57%~43.10%(圖4A),1RM臥推變化范圍-11.76%~60.00%(圖4B);個(gè)體變化百分比分布如表8所示。
表7 HIST8干預(yù)對1RM深蹲/臥推的整體影響Table 7 Effect of HIST8 on the 1RM Squat/bench Press Weight n=29
圖4 HIST8干預(yù)后受試者Δ1RM個(gè)體差異Figure 4.Individual Differences in Δ1RM after HIST8
表8 HIST8干預(yù)對Δ1RM深蹲與Δ1RM臥推重量個(gè)體差異分布的影響Table 8 Effect of HIST8 on the Distribution of Individual Differences in Δ1RM Squat and Δ1RM Bench Press Weight n=29
2.3.2 HIST12干預(yù)后力量訓(xùn)練效果個(gè)體差異
HIST12干預(yù)后,受試者Δ1RM深蹲/臥推整體均顯著增加(Δ1RM 深蹲=33.89%,P<0.01,ES=1.13;Δ1RM 臥推=31.32%,P<0.01,ES=0.93)(表9);個(gè)體均存在明顯的差異,1RM深蹲變化范圍3.03%~71.43%(圖5A),1RM臥推變化范圍-4.41%~72.73%(圖5B);個(gè)體變化百分比分布如表10所示。
圖5 HIST12干預(yù)受試者Δ1RM個(gè)體差異Figure 5.Individual Differences of Δ1RM in HIST12
表9 HIST12干預(yù)對12周1RM深蹲/臥推重量的整體影響Table 9 Effect of HIST12 on the 1RM Squat/bench Press Weight n=29
表10 HIST12干預(yù)對Δ1RM深蹲與Δ1RM臥推重量個(gè)體差異分布的影響Table 10 Effect of HIST12 on the Distribution of Individual Differences in Δ1RM Squat and Δ1RM Bench Press Weight n=29
在完成LIST12的193名受試者以及同時(shí)完成LIST12、DP、HIST8和 HIST12的 29名受試者中,Δ1RM深蹲、Δ1RM臥推的效果效應(yīng)量分布特征(無效果、低效果、中效果、高效果和極大效果)如圖6所示??ǚ綑z驗(yàn)發(fā)現(xiàn),3種方案(LIST12、HIST8和 HIST12)在提升 1RM 深蹲上無顯著性差異(χ2=5.393,P>0.05),在提升1RM臥推上差異顯著(χ2=51.632,P<0.05)(表11)。
圖6 完成LIST12干預(yù)(n=193)和全部完成LIST12、DP、HIST8、HIST12干預(yù)(n=29)后訓(xùn)練效應(yīng)量分布Figure 6.Distribution of Training Effect Size after Completing LIST12(n=193)and Fully Completing LIST,DP,HIST8,HIST12(n=29)
表11 LIST12、HIST8、HIST12干預(yù)后低效/無效者(ES<0.6)的分布特征Table 11 Distribution Characteristics of Low-/Non-responder(ES<0.6)after LIST12,HIST8 and HIST12
在同時(shí)完成 LIST12、DP、HIST8和 HIST12的 29名受試者中,56%(1RM深蹲)和41%(1RM臥推)受試者在3種方案干預(yù)后均獲得中等及以上訓(xùn)練效果,其他受試者在1種或2種方案中為低效者。調(diào)整訓(xùn)練方案對受試者個(gè)體訓(xùn)練效應(yīng)量變化特征的影響見表12,如表中第1行表示Δ1RM深蹲在3種方案中的效應(yīng)量變化特征:LIST12低效果或無效果者有66.67%在HIST8干預(yù)后轉(zhuǎn)為中等以上效果,經(jīng)過HIST12干預(yù)后100%轉(zhuǎn)為中等以上效果。
表12 LIST12、HIST8和HIST12干預(yù)后個(gè)體訓(xùn)練效應(yīng)量變化特征Table 12 Variation Characteristics of Individual Training Effect Size after LIST12,HIST8 and HIST12 /%
采用 LIST12(n=193)、HIST8(n=29)、HIST12(n=29)共計(jì)251人次數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)測模型構(gòu)建。
以Δ1RM深蹲為因變量的預(yù)測模型(表13),回歸方程為:Y=0.929-0.009×1RM深蹲重量初始值-0.102×干預(yù)方案+0.000 02×軀干肌肉含量-0.000 005×全身脂肪含量,納入的指標(biāo)能解釋1RM深蹲重量個(gè)體效果差異的40.9%(R2)。指標(biāo)貢獻(xiàn)度大小依次為深蹲初始值、軀干肌肉含量、干預(yù)方案、全身脂肪含量(表14)。
表13 力量訓(xùn)練效果個(gè)體差異逐步線性回歸模型Table 13 Stepwise Linear Regression Model of Individual Differences in Strength Training Effects
表14 力量訓(xùn)練效果個(gè)體差異回歸系數(shù)Table 14 Regression Coefficients of Individual Differences in Strength Training Effects
以Δ1RM臥推為因變量的預(yù)測模型(表13),回歸方程為:Y=0.939-0.014×1RM臥推重量初始值+0.000 09×上肢肌肉含量-0.082×股直肌和股中間肌厚度,納入的指標(biāo)能解釋1RM臥推重量個(gè)體效果差異的42.5%(R2)。指標(biāo)貢獻(xiàn)度大小依次為1RM臥推重量、上肢肌肉含量及股直肌和股中間肌厚度(表14)。
個(gè)性化力量訓(xùn)練方案的制定需考慮訓(xùn)練效果在個(gè)體間的差異。LIST12、HIST8和HIST12干預(yù)后,就同一群體的平均值而言,Δ1RM深蹲和Δ1RM臥推重量整體均顯著提高。Δ1RM深蹲分別增加46%、20%和34%,Δ1RM臥推分別增加36%、23%和31%。但就個(gè)體而言,變化范圍較大:LIST12干預(yù)后,Δ1RM深蹲與Δ1RM臥推的變化范圍分別是-20.00%~196.67%、-31.25%~176.92%;HIST8干預(yù)后,Δ1RM深蹲與Δ1RM臥推變化范圍分別是3.57%~43.10%、-11.76%~60.00%;HIST12干預(yù)后,Δ1RM深蹲與Δ1RM臥推的變化范圍分別是3.03%~71.43%、-4.41%~72.73%,力量訓(xùn)練效果個(gè)體差異與前人研究結(jié)果一致(Erskine et al.,2010;Karavirta et al.,2011;Prestes et al.,2015)。采用12周的高強(qiáng)度(70%1RM負(fù)荷訓(xùn)練6周后遞增至80%1RM)與低強(qiáng)度(20%1RM負(fù)荷訓(xùn)練6周后遞增至70%1RM)2種抗阻方案均可以增加老年人腿部推舉1RM,但均值僅在高強(qiáng)度達(dá)到顯著性(高強(qiáng)度:約54%,P<0.001;低強(qiáng)度:約 17%,P=0.067)(Vechin et al.,2015)。在25歲的青年男子進(jìn)行20%1RM、40%1RM、60%1RM和80%1RM 4種強(qiáng)度均為12周的抗阻訓(xùn)練后,腿部最大力量均顯著增加,但60%1RM和80%1RM強(qiáng)度的干預(yù)方案的干預(yù)效果均顯著高于20%1RM和40%1RM強(qiáng)度方案的干預(yù)方案,60%1RM和80%1RM強(qiáng)度的干預(yù)方案之間的干預(yù)效果沒有達(dá)到顯著性差異(Lasevicius,et al.,2018)。在本研究中,受試者經(jīng)過 LIST12、HIST8或 HIST12干預(yù)后,Δ1RM深蹲與Δ1RM臥推均顯著提高,Δ1RM深蹲效應(yīng)量分布在此3種干預(yù)方案中沒有顯著性差異,但Δ1RM臥推差異顯著。造成研究結(jié)果不同的原因可能是受試者年齡和力量評價(jià)指標(biāo)不同。此外,本研究顯示,對部分受試者,進(jìn)行8周高強(qiáng)度訓(xùn)練可以達(dá)到12周低強(qiáng)度訓(xùn)練的效果,由于縮短了訓(xùn)練時(shí)間,可能會(huì)提高受試者的依存性。
本研究在同一群體中比較了LIST12、HIST8 和HIST12 3種干預(yù)訓(xùn)練后,Δ1RM深蹲與Δ1RM臥推效應(yīng)量分布特征。僅56%(1RM深蹲)和41%(1RM臥推)受試者在3種方案干預(yù)后均獲得中等以上訓(xùn)練效果,其他受試者在1種或2種方案中為低效者。當(dāng)前,大多數(shù)的力量健身指導(dǎo)方案多聚焦于對人群的整體推薦(類型、強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間)(Kraemer et al.,2004;Lee et al.,2017),缺乏基于個(gè)體差異認(rèn)識(shí)基礎(chǔ)上的運(yùn)動(dòng)促進(jìn)健康精準(zhǔn)指導(dǎo)方案(Ross et al.,2019),影響了主動(dòng)健康效果。因此,迫切需要將個(gè)體差異納入個(gè)性化健身指導(dǎo)方案的制定中,根據(jù)受試者自身個(gè)體差異選擇最佳訓(xùn)練方案而減少無效或低效果率。本研究所建立的力量訓(xùn)練隊(duì)列將與后續(xù)基因組、代謝組特征研究結(jié)合,共同構(gòu)建運(yùn)動(dòng)健身效果預(yù)判模型,制定精準(zhǔn)化力量健身運(yùn)動(dòng)指導(dǎo)方案,以提升主動(dòng)健康效果。
各種原因?qū)е碌耐S?xùn)是運(yùn)動(dòng)健身實(shí)踐過程中經(jīng)常遇到的瓶頸問題之一,且停訓(xùn)后訓(xùn)練效果洗脫也存在個(gè)體差異。停訓(xùn)后是否能夠使訓(xùn)練效果洗脫至訓(xùn)練前水平,與干預(yù)前的負(fù)荷強(qiáng)度無關(guān),主要與停訓(xùn)的時(shí)間有關(guān)(Van Roie et al.,2017)。對受試者進(jìn)行12周訓(xùn)練、16周停訓(xùn)和8周再訓(xùn)練的干預(yù)后發(fā)現(xiàn),上斜腿舉1RM呈現(xiàn)12周訓(xùn)練后升高(39%±18%,P<0.01,ES=1.29)、停訓(xùn)后降低(?14%±9%,P<0.01,ES=0.74)、再訓(xùn)練后升高(37%±16%,P<0.01,ES=1.43)的變化趨勢,停訓(xùn)16周后的指標(biāo)仍高于第1次訓(xùn)練的基線值(Sakugawa et al.,2019)。訓(xùn)練方案為10周的單腿訓(xùn)練、20周的停訓(xùn)和5周的雙腿再訓(xùn)練的研究發(fā)現(xiàn),20周停訓(xùn)后,受試者的肌肉厚度和肌纖維的橫截面積恢復(fù)到基線值,但力量仍高于初始值60%,5周復(fù)訓(xùn)后訓(xùn)練腿的1RM增加9%,對照腿的1RM增加15%(Psilander et al.,2019)。另有研究顯示,經(jīng)過12周抗阻力量訓(xùn)練干預(yù)、12周停訓(xùn)階段和12周恢復(fù)訓(xùn)練后,不僅1RM蹬腿會(huì)出現(xiàn)升高—降低—再升高的變化趨勢,骨骼肌的肌纖維橫截面積、Ⅱ型衛(wèi)星細(xì)胞數(shù)和Ⅱ型肌核細(xì)胞數(shù)同樣表現(xiàn)出相同的趨勢;12周停訓(xùn)后,除1RM指標(biāo)外,其余指標(biāo)均消退至初始值,且消退過程中存在著個(gè)體差異,表現(xiàn)為停訓(xùn)后肌肉力量的損耗在-5%~-15%間(Blocquiaux et al.,2020)。本研究中,受試者經(jīng)過LIST12、DP、HIST8、HIST12干預(yù)后,1RM深蹲和1RM臥推整體上表現(xiàn)出先升高、再下降、再升高的趨勢變化,且DP階段后(停訓(xùn)36周)基本消退到LIST12干預(yù)前的初始值,停訓(xùn)36周后力量干預(yù)效果整體完全被洗脫。但就個(gè)體而言,Δ1RM深蹲變化范圍在-392.16%~0,79%的受試者完全洗脫甚至低于干預(yù)前水平;Δ1RM臥推變化范圍在-251.57%~0,25%的受試者完全洗脫甚至低于干預(yù)前的水平。提示,經(jīng)過36周的洗脫,部分受試者保持了一定的前期訓(xùn)練效果。
停訓(xùn)后訓(xùn)練效果洗脫的個(gè)體差異影響復(fù)訓(xùn)時(shí)個(gè)性化訓(xùn)練方案的制定。停訓(xùn)后再復(fù)訓(xùn)是否可以從停訓(xùn)前的訓(xùn)練效果中獲得收益是當(dāng)前的研究熱點(diǎn)。有研究提示,經(jīng)過長時(shí)間的力量訓(xùn)練,個(gè)體停訓(xùn)后的再訓(xùn)練可以促進(jìn)骨骼肌質(zhì)量、力量的再獲得,表現(xiàn)為更易提升骨骼肌質(zhì)量和力量(Correa et al.,2016;Seaborne et al.,2018)。12 周的抗阻訓(xùn)練、12周的停訓(xùn)、再訓(xùn)練的第8周就能夠達(dá)到首次訓(xùn)練的效果(Blocquiaux et al.,2020)。運(yùn)動(dòng)干預(yù)后骨骼肌會(huì)產(chǎn)生神經(jīng)肌肉記憶效應(yīng),可能是使停訓(xùn)后再訓(xùn)練更易獲取運(yùn)動(dòng)效果的原因之一(Dungan et al.,2019;Lee et al.,2016)。停訓(xùn)后的復(fù)訓(xùn)可以實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練效果的再增益,但各指標(biāo)恢復(fù)至停訓(xùn)前訓(xùn)練效果的程度不同。有報(bào)道對訓(xùn)練、停訓(xùn)、復(fù)訓(xùn)(均為12周)進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn),停訓(xùn)后上肢和下肢的肌肉力量下降(分別為12%和14%),復(fù)訓(xùn)后增長(分別為7%和10%);體內(nèi)代謝特征分子的變化趨勢表現(xiàn)為停訓(xùn)后睪酮下降了26%,空腹血糖增長了8%,低密度脂蛋白增長了21%,甘油三酯增長了24%;再訓(xùn)練后睪酮增長了20%,空腹血糖下降了6%,低密度脂蛋白降低了14%,甘油三酯降低了24%(Matheus et al.,2020)。在制定個(gè)性化健身指導(dǎo)方案時(shí),一方面,基于健身人群的訓(xùn)練/停訓(xùn)經(jīng)歷,可制定出依存性、增益性更佳的訓(xùn)練方案;另一方面,在運(yùn)動(dòng)健身過程中當(dāng)停訓(xùn)無法避免時(shí)可根據(jù)個(gè)體特點(diǎn)推薦不會(huì)完全消退訓(xùn)練效果的停訓(xùn)周期。但本研究局限在僅53人完成消退階段,因此無法構(gòu)建DP洗脫效果的預(yù)測模型。
力量訓(xùn)練效果個(gè)體差異可通過一些初始指標(biāo)進(jìn)行預(yù)測。本研究結(jié)果表明,影響個(gè)體力量干預(yù)后效果差異的主要因素有力量初始值、肌肉含量、肌肉厚度、脂肪含量以及干預(yù)方案。這些因素構(gòu)成了力量訓(xùn)練效果預(yù)測模型,可以預(yù)測約40%的力量訓(xùn)練健康促進(jìn)效果。
肌肉力量、肌肉質(zhì)量、脂肪含量的適應(yīng)性改變是抗阻訓(xùn)練干預(yù)骨骼肌的主要效果(Hughes et al.,2018;Schoenfeld et al.,2017)。在本研究中,軀干肌肉含量預(yù)測深蹲個(gè)體變化差異的β值為0.278;上肢肌肉含量及股直肌和股中間肌厚度預(yù)測臥推的β值分別為0.425和0.189,是重要的預(yù)測因素。有研究比較了高、中、低3種不同負(fù)荷(通過增加組數(shù)實(shí)現(xiàn)負(fù)荷梯度)的力量訓(xùn)練干預(yù)后受試者1RM深蹲、1RM臥推重量以及肌肉厚度的變化情況,結(jié)果提示,3種干預(yù)方式均能引起肌肉力量和肌肉耐力的顯著提升;肌肉超聲顯示,高負(fù)荷的抗阻訓(xùn)練對肘屈肌、大腿中部(股直肌和股中間?。┖痛笸韧鈧?cè)(大股外側(cè)肌和股中間?。?個(gè)部位的肌肉厚度提升更加明顯(Schoenfeld et al.,2019)。本研究中,脂肪含量可預(yù)測深蹲1RM的訓(xùn)練效果,抗阻訓(xùn)練可以改變體脂百分比已被多項(xiàng)研究證實(shí)(Burrup et al.,2018;Rosenbaum et al.,2018;Sigal et al.,2014)。
力量初始值是本研究中影響力量訓(xùn)練個(gè)體效果預(yù)測的重要指標(biāo)。初始值對于訓(xùn)練效果影響的研究報(bào)道較少。有研究探討了力量初始值、年齡、性別以及候選基因多態(tài)性對最大強(qiáng)度訓(xùn)練效果的影響,但研究結(jié)果提示,腿部推舉1RM初始值與訓(xùn)練干預(yù)后腿部推舉1RM的改善無關(guān)(Kittilsen et al.,2021)。由于未經(jīng)訓(xùn)練和有訓(xùn)練的個(gè)體初始值存在差異,以這兩個(gè)群體為實(shí)驗(yàn)對象的研究可以為解釋初始值影響訓(xùn)練效果提供一定的參考。對有訓(xùn)練經(jīng)歷(有氧)的運(yùn)動(dòng)員與未經(jīng)訓(xùn)練的普通受試者進(jìn)行腿部抗阻訓(xùn)練干預(yù)(每周2次,每次3組×4重復(fù),負(fù)重10RM),結(jié)果發(fā)現(xiàn),兩個(gè)群體的1RM均增加,但未經(jīng)訓(xùn)練的受試者伸膝峰值力[240(°)/s]、縱跳高度的增加程度明顯高于有訓(xùn)練經(jīng)歷組的受試者(Vikmoen et al.,2020)。Rhea等(2003)對140項(xiàng)研究進(jìn)行薈萃分析發(fā)現(xiàn),以約60%1RM的強(qiáng)度進(jìn)行訓(xùn)練,可能會(huì)使未經(jīng)訓(xùn)練的個(gè)體得到最佳的訓(xùn)練效果;而以約80%1RM的強(qiáng)度進(jìn)行訓(xùn)練,可能會(huì)使有訓(xùn)練經(jīng)歷的個(gè)體得到最佳的訓(xùn)練效果;每周3次的訓(xùn)練對未經(jīng)訓(xùn)練的受試者較為有益,每周兩次的訓(xùn)練對有訓(xùn)練經(jīng)歷的受試者較為有益。初始值不同的未經(jīng)訓(xùn)練者和有訓(xùn)練經(jīng)歷個(gè)體在訓(xùn)練效果的獲得上存在差異。提示,初始值會(huì)對訓(xùn)練效果產(chǎn)生一定的影響。
本研究構(gòu)建的預(yù)測模型僅能解釋約40%的力量訓(xùn)練效果個(gè)體差異。肌肉力量表型的遺傳度在31%~78%(Thomis et al.,2011)。提示,遺傳效應(yīng)可能也是引起個(gè)體訓(xùn)練效果差異的重要因素(Bouchard et al.,2011)。已有研究相繼基于候選基因的方法發(fā)現(xiàn)了一些與力量素質(zhì)相關(guān)的遺傳分子標(biāo)記,如ACTN3 X577X純合子的成年高加索和亞洲女性具有較低的力量素質(zhì)初始值,但有更好的力量訓(xùn)練效果,而男性各基因型之間的訓(xùn)練反應(yīng)則沒有差異(Clarkson et al.,2005)。ACE rs4646994、ACTN3 rs1815739、ADRB2 rs1042713等多態(tài)性與力量素質(zhì)指標(biāo)(CMJ縱跳)的關(guān)聯(lián)研究顯示,按基因型選擇訓(xùn)練方法能夠獲取最有效的訓(xùn)練效果(Jones et al.,2016)。但目前缺少基于全基因組基因多態(tài)性的關(guān)聯(lián)分析。此外,個(gè)體的表觀遺傳學(xué)、代謝組分子特征也可能是潛在的個(gè)體訓(xùn)練效果差異預(yù)測因素。未來研究可在基因組、表觀遺傳學(xué)、代謝組學(xué)等多組學(xué)的聯(lián)合分析水平上篩選力量訓(xùn)練相關(guān)的特征性分子標(biāo)記,并將其與個(gè)體不同的體質(zhì)背景、形態(tài)學(xué)、生理學(xué)、心理學(xué)乃至社會(huì)學(xué)指標(biāo)結(jié)合,以提高預(yù)測力量訓(xùn)練健康促進(jìn)效果個(gè)體差異的準(zhǔn)確性。
經(jīng)過12周低強(qiáng)度(70%1RM)力量訓(xùn)練、36周停訓(xùn)、8周和12周高強(qiáng)度(87%1RM)力量訓(xùn)練后,整體上受試者Δ1RM深蹲和Δ1RM臥推能力均顯著提高,但個(gè)體變化范圍較大,僅56%(1RM深蹲)和41%(1RM臥推)受試者在3種方案干預(yù)后均獲得中等以上訓(xùn)練效果,其他受試者在1種或2種方案中為低效者,但通過改變訓(xùn)練方案可以減少力量訓(xùn)練低效者。1RM深蹲/臥推重量初始值、力量訓(xùn)練方案、軀干肌肉含量、全身脂肪含量、上肢肌肉含量及股直肌和股中間肌厚度可預(yù)測約40%的力量訓(xùn)練效果個(gè)體差異。