劉嘉俊 ，周喆嘯，湯珊，鄭航，魏佳，陳小平 *

熱身是訓練及比賽開始前的必要環(huán)節(jié)，有效熱身能夠提高運動員機體活性，并降低運動損傷的風險。精英運動員常在訓練或賽前采用大強度熱身來達到提高運動表現(xiàn)的目的，這是肌肉在刺激后被強化的現(xiàn)象（劉瑞東等，2017）。肌肉“激活-強化”學說的起源可追溯至1982年，生物學家Manning（1982）在動物實驗中發(fā)現(xiàn)肌肉預激活的機制。次年，Vandervoort（1983）在人體中同樣發(fā)現(xiàn)存在該機制，Brown（1998）將其命名為激活后增強效應（postactivation potentiation，PAP）。PAP練習一般分為2種（Folland et al.，2007；Kilduff et al.，2008）：1）靜力性訓練，提高某些動作的快速力量和爆發(fā)力；2）通過抗阻加超等長練習對主要發(fā)力肌群進行預激活。研究表明，25%～100% 1RM的收縮刺激均能引起PAP效應（Esformes et al.，2011；Lowery et al.，2012），同時該效應隨刺激強度增加而增強（Mettler et al.，2012），目前已證實了PAP在短距離（Kilduff et al.，2011；Yetter et al.，2008）、跳躍（Kilduff et al.，2008）和投擲（Kilduff et al.，2007）等快速力量類動作中的存在，能夠有效提升橄欖球、足球、舉重、短跑、手球和游泳等（Baker，2003；Kilduff et al.，2007，2011；Lzquierdo et al.，2002）運動員的運動表現(xiàn)。但由于影響PAP效果的因素種類繁多，包括誘導練習的方式、強度、恢復時間、性別和個體差異等（Tillin et al.，2009），導致PAP的增強幅度和窗口期在實際應用中難以把控（姜自立 等，2016）。此外，傳統(tǒng)練習所采用的大負重方式會引起更強的疲勞效應（Miarka et al.，2011），同時伴隨更高的損傷風險（Till et al.，2009），而且大負重的方式在許多項目賽前較難實施，因此目前亟需一種更為簡便易行且效果顯著的方法來解決該問題。

近年來，血流阻斷訓練法（blood flow restriction training）得益于其強度小、效果好等特點受到訓練領(lǐng)域的高度關(guān)注，最初被應用于肌肥大訓練。有研究發(fā)現(xiàn)，該方法僅需20%～30% 1RM的低負荷強度即能達到與大強度訓練類似的效果（盛菁菁 等，2019；Abe et al.，2005），為訓練提供了新路徑。在血流阻斷狀態(tài)下進行抗阻訓練，受限局部內(nèi)環(huán)境會處于缺血、缺氧狀態(tài)（魏佳 等，2019b），加速合成代謝激素的分泌，影響蛋白質(zhì)合成和抑制的調(diào)節(jié)，并增強肌纖維募集和肌細胞腫脹效應（魏佳 等，2019b），周期的血流阻斷練習還能提高運動員的乳酸耐受能力和無氧供能能力（許以誠 等，2003）。有調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，低強度血流阻斷練習不僅能有效改善肌肉力量、維度和功能（吳旸等，2019；Abe et al.，2010；Kork et al.，2021），對心肺耐力提高（Paek et al.，2010）和疲勞恢復（Husmann et al.，2017）等方面也有顯著增益效果。Abe等（2005）和Park等（2010）研究表明，普通人群和運動員均能從低強度的血流阻斷有氧運動中獲益。還有研究認為，血流阻斷訓練法可能是解決同期訓練中力量-耐力不兼容問題的新途徑（Abe et al.，2010）。

在血流阻斷訓練研究進展方面，大多集中于訓練的效果和機制問題，而就該方法在提高運動員競技成績方面的證據(jù)尚不明確（徐飛 等，2013）。已有研究發(fā)現(xiàn)，小強度血流阻斷訓練會加快運動神經(jīng)傳導速度（Kim，2010）。前期調(diào)查觀察到，在單側(cè)腿采取血流阻斷的狀態(tài)下進行雙腿提踵運動時，血流阻斷側(cè)的下肢肌群放電程度顯著高于未血流阻斷側(cè)（劉嘉俊 等，2019），驗證了血流阻斷訓練對肌肉募集有一定影響。若該方法對運動表現(xiàn)提高有積極作用，那么運動員就能實現(xiàn)以中低強度的熱身達到理想預激活效果的目的，在保證較高安全系數(shù)的同時（孫科 等，2019），更小的負重也方便運動隊伍的攜帶和運輸，彌補傳統(tǒng)PAP方案的不足，因此有必要對該問題做進一步研究。為此，本研究探究中等血流阻斷結(jié)合中等負荷強度抗阻練習對運動表現(xiàn)增強效應的影響，及其增強窗口期隨恢復時間變化的特征。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

招募某高校男性二級水平運動員11人參加本實驗，年齡為（22.70±1.79）歲，身高為（174.30±3.82）cm，體質(zhì)量為（67.90±8.47）kg，訓練年限為（4.40±2.38）年，1RM為（377.71±68.19）kg，大腿維度為（56.50±4.32）cm。要求日常保持良好的體育運動習慣，近3個月內(nèi)沒有下肢開放或閉合性損傷，且無心血管、高血壓、高血糖、高血脂等生理疾病。在實驗前48 h無劇烈運動，血流阻斷測試氣壓值參考Loenneke（2012）的研究。

1.2 研究方法

1.2.1 實驗儀器

縱跳臺為Kistler便攜式Quatto Jump-9290AD測力臺，頻率為500 Hz；誘導練習器械為Keiser-LegPress氣阻腿舉器；血流阻斷設備為易動康Nano便攜式加壓訓練儀。

1.2.2 實驗方法

實驗前安排下肢腿舉1RM測試，測試流程參照美國國家體能協(xié)會（National Strength and Conditioning Association，NSCA）標準進行，7天后按隨機順序分別進行2次測試，空白對照組（CON）誘導練習強度為90% 1RM，實驗組（BFR）為50% 1RM；激活練習量均為1×5次，間歇時間均為60 s；2次測試間隔48 h以上。測試流程為10 min熱身（NSCA標準）、3次連續(xù)縱跳（counter movement jump，CMJ）（基準值）、腿舉誘導練習。在練習后即刻、4、8、12 min 4個時間點分別進行3次CMJ，在每3次CMJ中選取最佳的1次記錄并采集該次跳躍的高度（H）、重心高度變化（HC）、峰值功率（P）、蹬伸時間（T）、峰值垂直地面反作用力（the peak ground vertical reaction force，vGFR）和平均力量發(fā)展速率（rate force development，RFD）。指標中，蹬伸時間T通過重心高度變化指標進行劃分，起跳階段以下蹲至最低點時刻標記為t1，腳尖離開跳臺時刻標記為t2，T=t2-t1；RFD表示起跳階段的峰值力比達到峰值力所用的時間（T2），反映整個起跳階段的力量發(fā)展速率平均值，計算公式采用：RFD=Fmax/T2（Guillaume et al.，2014；Laffaye et al.，2013；Slawinski et al.，2010）。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

采用SPSS 22.0對實驗記錄的H、P、T、vGFR和RFD分別進行重復測量方差分析，以2×5（treat×time）的處理方法，首先檢驗數(shù)據(jù)的正態(tài)分布情況、異常值和是否滿足球形假設，滿足球形假設（P＞0.05）的數(shù)據(jù)以一元方差統(tǒng)計結(jié)果為準，不滿足的數(shù)據(jù)參考多元方差檢驗結(jié)果；其次，對每組數(shù)據(jù)再分別進行組內(nèi)、組間比較，結(jié)果以平均值±標準差（M±SD）表示，P＜0.05表示具有顯著差異，P＜0.01表示具有非常顯著差異。

2 結(jié)果

2.1 2種誘導練習后的運動表現(xiàn)在不同恢復時間水平上的變化特征

雙因素重復測量方差分析發(fā)現(xiàn)，Mauchly球形檢驗結(jié)果為P=0.86＞0.05。對主體內(nèi)效應進行檢驗發(fā)現(xiàn)，時間因素與不同誘導方式之間的交互作用對H的影響具有非常顯著差異［F（4，40）=3.941，P=0.009＜0.01］，時間主效應顯著（P＜0.01），CON與BFR的組間效應不顯著（P＞0.05）。對CON、BFR組內(nèi)各時間點H與基準值進行重復測量方差分析發(fā)現(xiàn)，CON各時間點的H不滿足Mauchly球形假設（P＜0.05），主旨內(nèi)效果檢定Greenhouse-Geisser發(fā)現(xiàn)時間與H的單獨效應無顯著性差異（P=0.553）。經(jīng)成對比較發(fā)現(xiàn)，CON組內(nèi)僅8 min時H［（56.93±6.72） cm］與基準值［（54.43±5.80） cm］相比有非常顯著差異（P＜0.01），而BFR組在4、8 min時H［（57.76±6.24） cm，（57.85±6.02） cm］與基準值均有顯著差異（P＜0.05），其他時間點之間無顯著差異。組間對比發(fā)現(xiàn)，在CON、BFR組間只有即刻的H存在顯著差異（P＜0.05；圖1，圖2）。

圖1 2種預激活誘導練習前后H在不同恢復時間水平上的變化Figure 1. Changes of H at Different Recovery Time Points before and after the Two Types of Pre-activation Induction Exercise

圖2 2種預激活誘導練習前后P在不同恢復時間水平上的變化Figure 2. Changes of Peak P at Different Recovery Time Points before and after the Two Types of Pre-activation Induction Exercise

2.2 峰值功率

重復測量方差分析發(fā)現(xiàn)，Mauchly球形檢驗結(jié)果為P＜0.05。再通過Greenhouse-Geisser發(fā)現(xiàn)，時間因素與不同誘導方式之間的交互作用對峰值功率的影響不具有顯著差異（P=0.629）。后經(jīng)CON、BFR組間和組內(nèi)效應檢驗發(fā)現(xiàn)，各時間點之間均不存在顯著差異，但BFR組較CON組的峰值功率有升高趨勢（圖3）。

圖3 2種預激活誘導練習前后T在不同恢復時間水平上的變化Figure 3. Changes of T at Different Recovery Time Points before and after the Two Types of Pre-activation Induction Exercise

2.3 蹬伸時間

重復測量方差分析發(fā)現(xiàn)，Mauchly球形檢驗結(jié)果為P＜0.05。再通過Greenhouse-Geisser發(fā)現(xiàn)，時間因素與不同誘導方式之間的交互作用對蹬伸時間的影響不具有顯著差異（P=0.459）。后經(jīng)CON、BFR組間和組內(nèi)效應檢驗發(fā)現(xiàn)，各時間點之間均不存在顯著差異，但誘導練習后BFR與CON的蹬伸時間均呈上升趨勢（圖4）。

圖4 2種預激活誘導練習前后vGRF在不同恢復時間水平上的變化Figure 4. Changes of vGRF at Different Recovery Time Points before and after the Two Types of Pre-activation Induction Exercise

2.4 峰值地面垂直反作用力

重復測量方差分析發(fā)現(xiàn)，2種誘導練習后各恢復時間vGRF的變化不同。處理后各組數(shù)據(jù)均服從正態(tài)分布（P＞0.05），且無異常值。Mauchly’s球形度檢驗結(jié)果為P=0.195。統(tǒng)計結(jié)果顯示，誘導方式與恢復時間之間交互作用非常顯著（P＜0.01）。組間兩兩比較發(fā)現(xiàn)，CON組與BFR組在誘導后即刻［（1 509.77±231.45） N，（1 736.32±238.03） N］與4 min時［（1 706.85±260.10） N，（1 801.36±313.43） N］的vGFR存在顯著差異（P=0.01，P＜0.05），其他時間點無顯著變化。組內(nèi)5個時間點比較發(fā)現(xiàn)，相對基準值，CON組在誘導后8 min時［（1 804.65±294.30）N，P＜0.05）］出現(xiàn)vGRF最大值，BFR組在誘導后4、8 min時［（1 801.36±313.43） N，（1 794.78±310.19） N］與基準值相比存在顯著差異（P＜0.05），其他組內(nèi)各時間點之間均無顯著變化（圖5）。

圖5 2種預激活誘導練習前后RFD在不同恢復時間水平上的變化Figure 5. Changes of RFD at Different Recovery Time Points before and after the Two Types of Pre-activation Induction Exercise

2.5 平均力量發(fā)展速率

重復測量方差分析對比兩種誘導練習在不同恢復時間上RFD的變化。經(jīng)Shapiro-Wilk檢驗，只有CON組在誘導后即刻的數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布（P=0.032）。球形檢驗結(jié)果為P=0.056，對于交互項，交互作用對2組各時間點RFD的影響具有顯著差異（P＜0.05）。統(tǒng)計結(jié)果表明，僅BFR組在恢復時間8 min時［（6854.04±1553.80） N/s］相對基準值［（5916.35±1407.15） N/s］出現(xiàn)顯著提高（P＜0.05）。組間5個時間點的比較發(fā)現(xiàn)，只有誘導后即刻2組組間RFD存在顯著差異（P＜0.05；圖6）。

圖6 傳統(tǒng)預激活方案的增強-疲勞模型（引自Science for Sport）與BFRT預激活方案的增強-疲勞模型假設（本研究假想圖）Figure 6. Traditional Potentiation-Fatigue Model of Traditional（from Science for Sport） and BFRT （Speculations of This Study）Pre-activation Scheme

3 討論

3.1 2種方案的PAP效果比較

研究發(fā)現(xiàn)，CON組與BFR組均存在顯著的PAP效應。縱跳高度方面，CON組在恢復時間8 min時較基準出現(xiàn)顯著提高，BFR組在恢復時間4、8 min時顯著提高，且2種誘導方式在最佳運動表現(xiàn)增強效果上沒有顯著差異。傳統(tǒng)激活后增強效應的理論研究相對成熟，在許多項目的熱身環(huán)節(jié)都發(fā)揮了重要作用。目前研究已證實了PAP的存在（Kilduff et al.，2007；Lowery et al.，2012），等長或等張收縮條件下均能產(chǎn)生PAP效應（Ebben et al.，1998；Esformes et al.，2011；Kurt et al.，2008），其中肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈的磷酸化、肌肉羽狀角度改變和更多的運動單元被激活是其中的主要機制（Moore et al.，1984；Reardon et al.，2014）。在其生理機制的研究中發(fā)現(xiàn)，大強度抗阻誘導練習會引起Ca＋濃度變化，而Ca＋與鈣調(diào)節(jié)蛋白的結(jié)合、肌球蛋白輕鏈激酶的活性增強和催化肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈的磷酸化會激活肌球蛋白輕鏈激酶頭部ATP酶活性，達到能量迅速被釋放的效果（姜自立 等，2016），從而提高運動表現(xiàn)。對于BFR組，證據(jù)表明低強度的血流阻斷抗阻訓練也會引起Ca＋濃度顯著升高（Uematsu et al.，1995）。據(jù)此本研究推測，這是BFR組能夠誘導出與CON組相似PAP效應的原因之一。

選取P、T、vGRF、RFD 4個指標測試中起跳階段爆發(fā)力進行評價。結(jié)果表明，2種誘導練習方案和不同恢復時間均對運動員爆發(fā)力性能變化產(chǎn)生顯著影響，且各指標在不同恢復時間水平上的特征也存在一定差異。在提高運動員功率輸出方面，有研究認為，40%～70% 1RM的上肢抗阻練習（Baker et al.，2001；Esformes et al.，2011）和60% 1RM的下肢抗阻練習（Lzquierdo et al.，2002；Stone et al.，2003）是有效發(fā)展運動員功率輸出的負荷強度。而進一步的研究認為，大于80% 1RM是較為可靠且能夠誘導出最佳功率輸出的負荷強度（Baker，2003；Gossen et al.，2000）。這是因為大強度的刺激能夠募集到由大運動神經(jīng)元控制的快收縮單位（姜自立 等，2016），而肌肉收縮時力量的增強能夠直接、有效地提高運動成績（陳小平 等，2004）。本研究中，2種誘導練習方式的縱跳峰值功率均未出現(xiàn)顯著變化，Chiu等（2003）和Jeasen等（2003）的研究也得出這一結(jié)果。還有研究認為，測試對象的個體差異（Sygulla et al.，2014）和自身水平不同（Gourgoulis et al.，2003；Terzis et al.，2009）會導致結(jié)果不一致，但并不代表所有的測試對象，因此有必要針對不同個體提供個性化的誘導練習方案。

測試中記錄了起跳的蹬伸時間，由于起跳過程用時極為短促，未能觀察到2組在蹬伸時間上的顯著差異，但BFR組在各恢復時間點的蹬伸時間均短于CON組，這對于RFD組的結(jié)果會產(chǎn)生較大影響。在力量發(fā)展速率指標上，僅BFR組在恢復時間8 min時出現(xiàn)顯著提高，峰值地面垂直反作用力方面，CON組在恢復時間8 min，BFR組在4、8 min時出現(xiàn)顯著提高。某些快速力量類動作要求短時間內(nèi)肌肉收縮產(chǎn)生巨大力量來提供爆發(fā)力，例如在牽張-縮短循環(huán)（stretch-shortening cycle，SSC）類型的動作中，力量發(fā)展速率會隨神經(jīng)驅(qū)動的增強而提高（Docherty et al.，2004）。神經(jīng)激活包括運動單元的刺激、募集的加強和突觸前抑制降低等，促使肌肉單元在跨橋附著效應下產(chǎn)生更大的收縮力量。Kilduff等（2008）在進一步研究中發(fā)現(xiàn)，3×3×87% 1RM的誘導練習方案顯著提高了橄欖球運動員在恢復時間8 min時CMJ高度、功率和力量發(fā)展速率。對此，Maffiuletti（2001）提出，MVC刺激對人體肌纖維中H波的變化有顯著影響，認為這是由于高階運動單元的募集能力發(fā)生變化所引起的。血流阻斷訓練過程中，局部氧濃度也出現(xiàn)降低（魏佳 等，2019b），而高閾值運動單元的募集與氧濃度之間也存在關(guān)聯(lián)（Moritani et al.，1992）。此外，血流阻斷訓練還能引起肌肉羽狀角度變化（Kork et al.，2021），較小的肌肉羽狀角度具有更高的機械效率（Folland et al.，2007），這也被認為是誘導PAP的原因之一（Terzis et al.，2009；Reardon et al.，2014）。

3.2 2種方案的PAP的時域特征及思考

CON縱跳高度隨恢復時間的變化趨勢與前人研究結(jié)果類似（Kilduff et al.，2007；Lowery et al.，2012），呈先下降、后上升、再下降的兩極變化趨勢，最佳縱跳高度出現(xiàn)在恢復時間8 min時。研究表明，誘導練習后一段時間內(nèi)由于疲勞效應的影響并不能出現(xiàn)PAP效應，但隨著恢復時間延長，增強效應將逐漸占據(jù)主導地位（Lowery et al.，2012）。目前有研究認為，有效恢復時間為4～12 min，過后增強作用將會消失（Lowery et al.，2012），本研究也支持這一觀點。BFR組在各恢復時間點上均出現(xiàn)運動表現(xiàn)增強的現(xiàn)象，即刻縱跳高度顯著高于CON組即刻值，恢復時間4、8 min時顯著升高。本研究BFR組測試采用持續(xù)性血流阻斷（間歇時不釋放壓力），相較間歇性血流阻斷會引起更大的生理代謝壓力和疲勞效應（Neto et al.，2017；Teixeira et al.，2018），但其作用時間卻很短（Husmann et al.，2017）。本研究認為，BFR在誘導練習后增強效應持續(xù)占據(jù)主導地位。圖6為本研究對BFR預激活方案的“增強-疲勞模型”假設。

有研究建議，采用較高的負荷強度對目標肌肉進行刺激來達到理想的激活效果（Baker，2003；Gossen et al.，2000）。Seitz（2014）認為，精英運動員應采用＞85% 1RM或大于2倍體質(zhì)量的負荷強度，而這可能會打破增強-疲勞的平衡（Miarka et al.，2011），損傷出現(xiàn)的風險也隨之升高（Till et al.，2009），種種限制給大強度熱身的應用帶來困難，且在許多賽前難以實現(xiàn)。本研究BFR組不僅達到理想的PAP效果，同時規(guī)避了上述方案中的不足，另外，更輕重量的需求也減小了隊伍在外出集訓或比賽的攜帶運輸負擔。在阻血程度方面，40%～80% AOP是常用范圍（魏佳 等，2019a）；負荷強度方面，有學者認為，過高的練習強度或阻血程度不會引起肌肉激活或肌肉力量、維度的進一步提高（Dankel et al.，2017；Loenneke et al.，2015）。當負荷強度超過70% 1RM時甚至會降低肌肉激活程度（Dankel et al.，2017；Teixeira et al.，2018），適中的負荷強度也許較為理想（Patterson et al.，2010），同時具有更高的安全性（魏佳 等，2019a）。

4 結(jié)論與建議

4.1 結(jié)論

1）中強度血流阻斷抗阻練習作為預激活手段能夠產(chǎn)生與傳統(tǒng)大強度抗阻預激活類似的激活后增強效應，達到CMJ表現(xiàn)提高、爆發(fā)力提升的效果，且最佳恢復時間均為8 min。

2）中強度血流阻斷預激活后運動表現(xiàn)提高的窗口期出現(xiàn)較傳統(tǒng)大強度預激活早，且持續(xù)時間更長。

4.2 建議

某些快速力量類項目運動員在正式訓練或比賽前的基本熱身部分結(jié)束后，可以選擇中等血流阻斷法結(jié)合中等強度的等張抗阻練習來達到進一步激活高閾值運動單元的效果，提高后續(xù)運動表現(xiàn)。