游國鵬，王健清，郭 梁，陳 超，吳 瑛*

攀巖運動是基于人類原始攀爬本能，經(jīng)專門的攀登技術(shù)訓(xùn)練，輔以各種保護工具，克服重力，攀登自然或人工巖壁的體育運動（朱江華，2011）。競技攀巖由難度賽、攀石賽和速度賽3個單項組成：難度賽是在繩索保護下追求攀爬高度與速度；攀石賽體現(xiàn)克服高難度短線路的能力；速度賽體現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)線路上最大速度攀爬的能力（Krawczyk et al.，2014）。競技攀巖在我國經(jīng)過多年發(fā)展，該項目運動員多次創(chuàng)造或打破世界紀(jì)錄，成為我國競技體育新亮點，然而與世界攀巖強國相比仍有較大的提升空間，具體表現(xiàn)為：單項競技實力發(fā)展不均，速度賽成績優(yōu)異，但難度賽和攀石賽實力與世界攀巖強國仍有一定差距；訓(xùn)練科學(xué)化水平有待提高，缺乏對各單項生物學(xué)特征的深刻認(rèn)知（李元等，2020）。目前，競技攀巖已成為奧運項目，教練員、運動員及科研人員需進一步提高應(yīng)對挑戰(zhàn)的能力。

準(zhǔn)確掌握比賽中各項生物學(xué)特征是運動員進行運動訓(xùn)練的重要前提（陳小平，2007）。然而，目前國內(nèi)鮮見關(guān)于競技攀巖比賽生物學(xué)特征的研究。基于此，通過中國知網(wǎng)、Web of Science、Ebsco和Google Scholar，分別以“攀巖”和“speed climbing、lead climbing、sport climbing、rock climbing、rock climber、bouldering”為中、英文文題檢索詞，檢索建庫至2020年10月所發(fā)表的相關(guān)中、英文研究。最終納入本研究的中文文獻(xiàn)3篇，英文文獻(xiàn)139篇。納入與排除標(biāo)準(zhǔn)：1）納入相關(guān)研究的北大核心期刊、CSSCI、CSCD和經(jīng)過同行評議的英文期刊，排除非中、英文文獻(xiàn)，未發(fā)表的文獻(xiàn)，會議摘要，學(xué)位論文；2）納入關(guān)于人工巖壁的研究，排除關(guān)于自然巖壁和攀冰的研究?；谏鲜觯狙芯客ㄟ^邏輯分析、歸納和總結(jié)等方式從比賽負(fù)荷、能量代謝、神經(jīng)肌肉募集及專項力量特征3個方面綜述競技攀巖比賽的生物學(xué)特征。

1 競技攀巖比賽的負(fù)荷特征

1.1 競技攀巖比賽的時間特征

比賽的時間特征是反映運動員外部負(fù)荷特征的重要方式（李博等，2017），但目前鮮見針對攀巖比賽時間特征的研究。難度賽與攀石賽包含身體持續(xù)運動的移動階段和骨盆無明顯位置變化的靜態(tài)姿勢階段。在難度賽中約38%～75%的時間處于靜態(tài)姿勢階段（Dovgalecs et al.，2014；Watts，2004）。在攀石賽的單次嘗試性攀爬期間靜態(tài)姿勢時間約占25%（White et al.，2010）；與難度賽相比，攀石賽中運動員保持靜態(tài)姿勢的時間較少，原因可能是攀石賽相對更高難度的線路會引起血乳酸（blood lactic acid，BLA）積累加劇，為降低BLA快速積累階段的時間，運動員加快了攀爬速度（Geus et al.，2006），這就要求攀石賽運動員提高抓握巖點的一次成功率，注意動作連貫性，形成穩(wěn)、準(zhǔn)的技術(shù)特點。

比賽中始終至少有一側(cè)前臂肌肉進行間歇性等長收縮（intermittent isometric contraction，ISC）。在難度賽和攀石賽中前臂肌肉ISC的收縮與舒張時間比分別約為4∶1和13∶1（ La Torre et al.，2009；White et al.，2010）；優(yōu)秀速度賽運動員在比賽中雙手將抓握18～22個巖點，估算可知速度賽前臂肌肉ISC的收縮與舒張時間比與難度賽和攀石賽有顯著差異?；贗SC將引起肌肉血流限制，以及肌肉的缺血-再灌注能力對保持ISC耐力至關(guān)重要，未來應(yīng)分單項研究優(yōu)秀攀巖運動員前臂肌肉ISC的血流特征，并參照比賽中前臂肌肉ISC的收縮與舒張時間比制定訓(xùn)練方案，發(fā)展前臂肌肉ISC耐力。

當(dāng)前男子速度賽優(yōu)秀運動員的起攀反應(yīng)時均值為0.41 s，占最好成績平均用時的6.77%，遠(yuǎn)高于優(yōu)秀男子短跑運動員起跑反應(yīng)時對運動成績的影響比率（2%），建議通過提高大腦皮質(zhì)神經(jīng)過程的靈活性，發(fā)展ATP-CP系統(tǒng)供能能力，重復(fù)練習(xí)某一技術(shù)動作等方法提高速度賽運動員的反應(yīng)速度與動作速度（魏夢力等，2020；朱旭紅，2005）。

1.2 競技攀巖比賽的強度特征

1.2.1 競技攀巖比賽的強度評判

了解運動項目的比賽強度特征可為教練員科學(xué)指導(dǎo)訓(xùn)練提供重要依據(jù)。依據(jù)Hegge等（2015）對運動強度的界定，并結(jié)合檢索到的研究中競技攀巖比賽強度指標(biāo)（表1），難度賽中運動員的心率均值（HRclimb-avg）為129～178次/min，達(dá)個人最大心率（HRmax）的66.9%～92.2%，賽后BLA濃度峰值為2.4～7.0 mmol/L，主觀感覺疲勞度（ratings of perceived exertion，RPE）為11.5～18.0，達(dá)到“有點困難”與“非常困難”之間的水平（Geus et al.，2006；Janot et al.，2000），目前研究集中表明難度賽屬于中-高強度運動。難度賽研究中線路難度與長度并不符合國際比賽水平與規(guī)則，一定程度限制了當(dāng)前難度賽強度評判的參考價值。相比難度賽，各指標(biāo)對攀石賽強度的判定結(jié)果并不一致。研究發(fā)現(xiàn)，在每一輪次的攀石賽中運動員的HRclimb-avg約為138次/min，達(dá)個人HRmax的75%，賽后BLA濃度峰值為6.2～6.9 mmol/L，RPE約為13.4，達(dá)到“有點困難”的水平。依據(jù)HRclimb-avg指標(biāo)可將攀石賽歸為低強度運動，但依據(jù)賽后BLA濃度峰值攀石賽又屬于高強度運動，原因可能是在現(xiàn)有研究中攀爬兩條線路的間歇時間內(nèi)，賽后BLA濃度并未與HR同步恢復(fù)至基線水平，導(dǎo)致在攀爬下一條線路時HR恢復(fù)正常，BLA不斷積累（Callender et al.，2020；La Torre et al.，2009；Watts，2004）。速度賽功率輸出較大，屬于高強度運動，另參照短跑等疾速類項目比賽強度評價方法，仍需結(jié)合外部負(fù)荷特征進行評價，因此在使用比賽強度指導(dǎo)訓(xùn)練時應(yīng)注意單項間強度差異。

表1 競技攀巖比賽強度指標(biāo)Table 1 Intensity Indicators of Sport Climbing

1.2.2 競技攀巖比賽強度的影響因素

由于難度賽與攀石賽包含間歇性高強度肌肉活動，平均強度并不能有效反映難度賽與攀石賽的強度特征。La Torre等（2009）研究表明，攀石賽中攀爬每條線路時處于不同%HRmax區(qū)間（0～59%、60%～69%、70%～85%和86%～100%）的時間占實際攀爬時間的比例分別為40.0%、21.3%、26.0%和10.9%，表明難度賽與攀石賽具有不同強度運動階段交替出現(xiàn)的特點。

此外，線路難度、運動水平、攀爬速度與方向、保護方式、線路熟悉程度均將影響比賽強度。線路難度、巖壁傾角和攀爬速度3個因素中任一因素的增加均可引起比賽強度的增加，但隨著運動水平的提高，比賽強度增加幅度有所降低（Balá? et al.，2014；Janot et al.，2000；Magiera et al.，2018；Mermier et al.，1997）。同時，不同水平運動員處理陌生線路的能力和對不同保護方式的適應(yīng)能力有所不同（Draper et al.，2008，2010；Fryer et al.，2012；Zarattini et al.，2018）。攀爬方向也將影響比賽強度，進行垂直攀爬時的比賽強度高于橫向攀爬，在凸面外懸線路進行垂直攀爬的比賽強度最高（Geus et al.，2006）。盡管本研究對各單項比賽強度進行了初步評判，但仍需分析多個比賽強度影響因素同時改變對比賽強度的影響，以提高訓(xùn)練方案的專項化程度。

2 競技攀巖比賽的供能特征

運動項目的供能特征是指導(dǎo)教練員科學(xué)訓(xùn)練的另一重要依據(jù)。當(dāng)前研究多集中于對各單項供能特征作出定性分析，尚不能滿足科學(xué)制定訓(xùn)練方案的需要。高強度運動時有氧供能比例的推算公式［y=22.404×Ln（x）＋45.176，y為有氧供能比例/%，x為高強度運動的持續(xù)時間/min］為推算各單項比賽供能比例提供了新思路。難度賽平均持續(xù)時間約為2～7 min（Watts，2004），推算其有氧與無氧供能比例分別為61%～89%與11%～39%。攀石賽中最后一次完攀線路所用時間約為0.24～0.66 min（White et al.，2010），推算完攀線路時有氧與無氧供能比例約為13%～36%與87%～64%。由于難度賽與攀石賽具有不同強度運動階段交替出現(xiàn)的特點，實際有氧供能比例應(yīng)高于上述結(jié)果。男子與女子速度賽頂尖運動員分別可在約6 s與8 s完成比賽，有氧供能比例＜16%（黎涌明等，2014）。因此，難度賽運動員應(yīng)注重有氧能力訓(xùn)練，攀石賽與速度賽運動員應(yīng)關(guān)注無氧能力的發(fā)展，但基于難度賽包含間歇性的高強度肌肉活動，攀石賽每輪比賽中需多次攀爬，以及競技攀巖需在數(shù)小時內(nèi)進行多輪比賽，依賴有氧系統(tǒng)持續(xù)供能收縮肌肉，幫助恢復(fù)無氧能力，加之奧運會全能模式的要求，各單項均需重視發(fā)展有氧能力。

由于比賽中上肢進行ISC，并承受遠(yuǎn)高于其他身體環(huán)節(jié)的負(fù)荷強度，引起在動員同等%O2max時，競技攀巖的HRclimb-avg和賽后BLA濃度明顯高于勻速跑（Magalhaes et al.，2007），表明上肢肌肉的高強度ISC是影響供能特征的重要因素，因此有必要探究上下肢相對能耗比例，同時明晰比賽中供能特征的動態(tài)變化過程，更加準(zhǔn)確掌握比賽供能特征。

3 競技攀巖比賽上肢神經(jīng)肌肉募集及專項力量特征

3.1 競技攀巖比賽中上肢神經(jīng)肌肉募集特征

了解攀登過程中神經(jīng)肌肉募集特征，有助于制定訓(xùn)練計劃，以發(fā)展相關(guān)肌肉力量，減少損傷發(fā)生。面對不同特征的巖點，運動員會采取不同的抓握技術(shù)，引起不同的前臂與手部肌肉募集模式，從而產(chǎn)生抓握巖點所需的力量。隨著巖點尺寸的減小，指深屈肌相對激活程度增加，指淺屈肌相對激活程度降低（Schweizer et al.，2011）。綜合多項研究發(fā)現(xiàn)，指淺屈肌在比賽中抓握巖點時產(chǎn)生的力量遠(yuǎn)大于抓握單杠進行上肢拉引動作和握力測試時產(chǎn)生的力量，提示，抓握單杠進行上肢拉引動作和握力測試未準(zhǔn)確反映比賽中上肢肌肉募集特征，存在力赤字（肌肉在某些運動條件下未能發(fā)揮其最大力量）現(xiàn)象（Koukoubis et al.，1995；Vigouroux et al.，2019；Watts et al.，2008）。模擬攀登中三點支撐狀態(tài)時，單手與測力板的接觸力為（95.8±31.4）N，低于攀巖運動員的握力水平（魏夢力等，2020），說明手部與巖點接觸力值與攀登中指淺屈肌的積分肌電（integral electromyography，iEMG）值呈非線性關(guān)系。目前尚無測量此接觸力值的標(biāo)準(zhǔn)化、便攜式（尤其是可穿戴）設(shè)備，而此接觸力又是手指損傷的重要誘因（Koukoubis et al.，1995），因此應(yīng)加強設(shè)備研發(fā)，準(zhǔn)確掌握真實攀登中手部和巖點接觸力值與前臂肌肉募集間關(guān)系，探究手指與前臂肌肉損傷機制，以便進行損傷防治。此外，比賽中為了保持手指屈肌的ISC力量與耐力，優(yōu)秀運動員在抓握動作中更大程度的募集IIa型肌纖維（Limonta et al.，2016），提示，選材時可選擇手指屈肌中IIa型肌纖維比例較高的運動員。

引體向上是訓(xùn)練運動員上肢肌肉專項力量的重要手段（Vigouroux et al.，2019）。依靠指尖懸垂進行引體向上時指淺屈肌和肱橈肌的iEMG值高于肱二頭肌，可能是指淺屈肌和肱橈肌損傷發(fā)生率較高的原因（Koukoubis et al.，1995）。Vigouroux等（2019）發(fā)現(xiàn)與杠鈴桿相比，抓握大型巖點（深度＞80 mm）時手指屈伸肌群共激活指數(shù)和疲勞程度增加，專項性更強，提示，抓握杠鈴桿進行引體向上僅可作為攀巖運動的一般力量訓(xùn)練手段，同時比賽中需較高的關(guān)節(jié)剛度，應(yīng)協(xié)同發(fā)展手指屈伸肌群力量。隨著巖點深度的降低，屈指肌群的力赤字現(xiàn)象和疲勞程度加劇，手指屈伸肌群共收縮指數(shù)降低，肘部和肩部肌肉活躍程度降低，引體向上運動表現(xiàn)下降，表明抓握小巖點進行引體向上可能更利于發(fā)展上肢專項力量素質(zhì)，因此建議抓握不同特征的巖點進行引體向上來發(fā)展上肢肌肉專項力量素質(zhì)。分析上述研究發(fā)現(xiàn)，目前鮮見在真實或模擬攀巖比賽條件下進行的研究，尚需進一步闡明攀巖比賽中神經(jīng)肌肉募集特征。

3.2 競技攀巖比賽中上肢專項力量變化與恢復(fù)

比賽中上肢小肌肉群更容易疲勞（郭峰等，2018），因此了解比賽中手部肌肉力量的變化和恢復(fù)過程對優(yōu)化專項力量訓(xùn)練與恢復(fù)策略至關(guān)重要。持續(xù)攀登直至墜落對手部耐力的影響大于對最大力量的影響，手部耐力與最大力量分別下降57%與22%，休息20 min后依然未能完全恢復(fù)，且耐力恢復(fù)速率更低。最大力量的下降與攀登時間（r=0.70）和BLA（r=0.76）顯著相關(guān)，耐力的下降與攀登時間（r=0.70）顯著相關(guān)，但與 BLA（r=0.56）無關(guān)（Watts et al.，1996）。Watts等（2003）的研究表明，手指力量在比賽前后未發(fā)生顯著變化，原因可能是二者測量手部力量的方法與手段（握力與指力）不一致。結(jié)合運動實踐，建議比賽間歇運動員采取積極措施，快速恢復(fù)手部最大力量和耐力，日常需加強耐受與清除BLA能力的訓(xùn)練。

主動恢復(fù)（如低強度騎行）和8℃～15℃冷水浸泡均可加快代謝產(chǎn)物清除，利于恢復(fù)手部最大力量和耐力，但最佳浸泡時長有待確定（Heyman et al.，2009；Kodejska et al.，2018）。盡管有效性尚存爭議，但比賽中運動員依然盡可能的抖動手臂以期增加前臂血流量，恢復(fù)等長收縮能力（Balá? et al.，2016；Green et al.，2010）。振動和電刺激對肌力恢復(fù)的益處不明顯（Green et al.，2010；Heyman et al.，2009）。目前相關(guān)研究主要關(guān)注難度賽的上肢專項力量變化與恢復(fù)，未來應(yīng)分單項研究比賽中手部力量變化特征與恢復(fù)策略。

4 總結(jié)與建議

4.1 總結(jié)

各單項比賽生物學(xué)特征差異較大。具體為各單項比賽時間特征差異明顯。根據(jù)本研究選擇的依據(jù)和方法，認(rèn)為難度賽屬于中-高強度運動，有氧供能比例達(dá)61%～89%；依據(jù)HRclimb-avg判定攀石賽為低強度運動，然而依據(jù)賽后BLA濃度峰值判定攀石賽為高強度運動，攀石賽中成功完攀線路時無氧供能比例為64%～87%；速度賽為高強度運動，無氧供能比例高于84%。巖點特征影響比賽中上肢肌肉募集和力赤字現(xiàn)象程度；手部與巖點接觸力值與比賽中指淺屈肌的iEMG值呈非線性關(guān)系；速度賽中上下肢肌肉存在“同手同腳”的募集特點；比賽中手部肌肉力量變化趨勢尚存爭議；同時比賽中上肢肌肉募集特征和手部肌力變化的單項間差異尚不明確。此外，各單項運動員前臂肌肉進行的ISC將影響比賽強度指標(biāo)選取與強度判定、供能特征和專項力量素質(zhì)變化，使ISC耐力成為競技攀巖運動表現(xiàn)的重要限制性因素。

4.2 建議

1）依據(jù)比賽時間特征，攀石賽運動員應(yīng)形成穩(wěn)、準(zhǔn)的技術(shù)特點；2）應(yīng)注意單項間強度差異，在重視有氧能力的前提下，依其特異性需求發(fā)展供能能力；3）選擇抓握不同特征的巖點進行引體向上以發(fā)展上肢專項力量，同步記錄比賽中手部與巖點接觸力值與前臂肌肉肌電信號，明晰二者的關(guān)系，速度賽需發(fā)展同手同腳的協(xié)調(diào)能力；4）注重各單項比賽中手部肌肉力量的變化差異和賽后恢復(fù)研究；5）加強優(yōu)秀攀巖運動員前臂肌肉ISC的血流特征研究，結(jié)合各單項比賽中前臂肌肉收縮與舒張時間設(shè)計不同的訓(xùn)練方案，發(fā)展前臂肌肉ISC耐力。