
收稿日期:2020-04-02
基金項目:陸軍工程大學(xué)軍事理論創(chuàng)新課題(LLCX201903-18);陸軍工程大學(xué)教育教學(xué)研究課題(GJ1911092)。
作者簡介:徐盛嘉(1990-),男,江蘇揚(yáng)州人,碩士,講師,研究方向:軍事運(yùn)動訓(xùn)練。
2020年(第19卷)第4期
Vol.19,No.4,2020
·運(yùn)動人體科學(xué)
·
平衡指維持支撐面上身體的重心,以防止跌倒。有效的平衡能力不僅可以減少身體失衡、跌倒和后繼傷
害的風(fēng)險,而且有利于優(yōu)化運(yùn)動表現(xiàn)[1]。保持身體平衡能力是人體一項復(fù)雜的功能,包括感覺整合、神經(jīng)系統(tǒng)處理和肌肉力量。一般情況下,人體通過不同感覺系統(tǒng)(視覺、前庭感覺、本體感覺)的相互作用,保持身體平衡[2]。其中,視覺系統(tǒng)接收與平衡有關(guān)的準(zhǔn)確視覺信息,是維持平衡最重要的系統(tǒng)。視覺通過整合有關(guān)頭部在空間中的位置和外部環(huán)境中物體的信息來幫助運(yùn)動,并有助于最大限度地縮短失去平衡后的恢復(fù)時間。一般來說,對抗干擾反應(yīng)的平衡能力更多地受到視覺系統(tǒng)的影響,而不是前庭和本體感覺系統(tǒng)的影響[3]。大多數(shù)運(yùn)動(如團(tuán)隊運(yùn)動、對抗運(yùn)動)可以使運(yùn)動員減少依賴使用視覺控制姿勢,視覺則可用于處理比賽、游戲或?qū)怪械囊恍┬畔ⅲ?]。例如專業(yè)的足球運(yùn)動員并不依賴視覺保持姿勢功能,而是使用視覺處理比賽中的信息,球、對手和隊友都會帶來了強(qiáng)烈的視覺依賴,因此,專業(yè)足球運(yùn)動員依靠本體感覺控制球的同時保持平衡。這種視覺依賴性在不穩(wěn)定支撐面上表現(xiàn)得更明顯[5]
,例如Chapman 等人[6]
建
議沖浪運(yùn)動員可以將主導(dǎo)的運(yùn)動感覺從視覺轉(zhuǎn)變?yōu)楸倔w感覺。
研究表明,急性的身體活動會通過降低感覺傳入和動作輸出的有效干擾平衡能力,從而對后續(xù)的身體活動產(chǎn)生影響[7]。而不同的身體活動可能對平衡能力產(chǎn)生不同的影響,表現(xiàn)出可塑性[8]。力量
訓(xùn)練可以通過許多不同的方式來完成,核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動代表兩種常見的力量運(yùn)動方式,運(yùn)動后可能對人體平衡能力產(chǎn)生不同的影響,去除視覺作用時平衡能力的維持情況也不清楚。因此,本研究評定肌肉力量運(yùn)動和核心穩(wěn)定性運(yùn)動對閉眼狀態(tài)下的靜態(tài)平衡能力產(chǎn)生的影響,為日常運(yùn)動和損傷預(yù)防提供依據(jù)。1研究對象與方法
1.1研究對象
研究對象為15名健康男性青年[年齡:(20.25±
核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動對閉眼狀態(tài)下靜態(tài)平衡能力的影響
徐盛嘉1,胡斐2,代敬賢3,宋彥霖3
(1.中國人民解放軍陸軍工程大學(xué)軍事基礎(chǔ)系,江蘇南京211101;2.江蘇省體育科學(xué)研究所,江蘇南京
210014;3.南京體育學(xué)院,江蘇南京210014)
【摘要】:目的:評定核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動對閉眼狀態(tài)下的靜態(tài)平衡能力產(chǎn)生的影響,為日常訓(xùn)練
和損傷預(yù)防提供依據(jù)。方法:采用隨機(jī)交互設(shè)計,15名健康男性受試者分別完成相似運(yùn)動強(qiáng)度和運(yùn)動量的核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動,分別在運(yùn)動后即刻和20min 后進(jìn)行閉眼狀態(tài)下平衡能力測試。結(jié)果:與安靜值相比,運(yùn)動中的心率過量氧耗和運(yùn)動沖量均顯著增加(P <0.05),但兩種運(yùn)動之間無顯著差異(P >0.05)。兩種運(yùn)動后即刻閉眼狀態(tài)下的Y 軸最大動搖徑均顯著增加(P <0.05),肌肉力量運(yùn)動后的單位面積軌跡長顯著增加(P <0.05)。核心穩(wěn)定性運(yùn)動后的Y 軸最大動搖徑顯著高于肌肉力量運(yùn)動(P <0.05),且重心后移。休息20min 后,核心穩(wěn)定性運(yùn)動后的平衡能力均得到恢復(fù),肌肉力量運(yùn)動后的X 軸最大動搖徑顯著增加(P <0.05),重心右移,且單位面積軌跡長顯著增加(P <0.05)。結(jié)論:核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動均對前后方向的平衡能力產(chǎn)生影響,肌肉力量運(yùn)動影響平衡能力的時間較長。
【關(guān)鍵詞】:核心穩(wěn)定性運(yùn)動;肌肉力量運(yùn)動;平衡能力;本體感覺;視覺【中圖分類號】:G804.2
【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】:A
【文章編號】:2096-5648(2020)04-0039-06
徐盛嘉,胡斐,代敬賢,等:核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動對閉眼狀態(tài)下靜態(tài)平衡能力的影響[J ].南京體育學(xué)院學(xué)報,2020,19(4):39-44.
《南京體育學(xué)院學(xué)報》2020年(第19卷)第4期
0.63)歲;身高:(173.84±3.25)cm;體重:(67.83±6.26)kg;體指數(shù):(21.84±1.65)kg·m-2],具有2年訓(xùn)練經(jīng)驗(yàn),每周保持2~3次訓(xùn)練。受試者經(jīng)詢問病史、查體、心電圖及超聲心動圖等檢查均未發(fā)現(xiàn)有器質(zhì)性心臟病者,無吸煙史和酗酒史。排除超重或偏瘦的學(xué)員,排除標(biāo)準(zhǔn)為體指數(shù)(BMI,體重/身高2):BMI<18.5或BMI>24.0。
1.2研究方法
1.2.1測試方案
研究采用隨機(jī)交互的設(shè)計,受試人員需完成1次核心穩(wěn)定性運(yùn)動和1次肌肉力量運(yùn)動。兩次測試時間間隔不少于3天,確保受試人員充分恢復(fù),其間禁止劇烈運(yùn)動。
利用Polar team2團(tuán)隊心率儀(Polar,F(xiàn)inland)記錄RR整個運(yùn)動間期,包括整個運(yùn)動期間和運(yùn)動后恢復(fù)期。通過Polar team軟件導(dǎo)出數(shù)據(jù),并利用Firstbeat SPORTS系統(tǒng)(version4.4.0.2,F(xiàn)irstbeat Technologies,F(xiàn)inland)進(jìn)行分析。
靜態(tài)平衡能力測試采用測力臺(Balance-B,Chi?na)。受試者閉眼雙腿站立于測力臺上,雙足與肩同寬或略小于肩寬,頭部保持正直,通過調(diào)整使身體重心(屏幕上十字標(biāo)志)盡量在原點(diǎn),雙手自然下垂。收集30s數(shù)據(jù),去除記錄數(shù)據(jù)前5s和最后5s數(shù)據(jù)的不穩(wěn)定影響,采樣頻率為1000Hz。數(shù)據(jù)收集后,
利用測力臺平衡能力測試與訓(xùn)練系統(tǒng)軟件進(jìn)行分析。安靜值測試在運(yùn)動方案開始前3天完成。實(shí)驗(yàn)時氣溫為5℃~14℃,濕度為22%~39%。
1.2.2運(yùn)動方案
1.2.2.1核心穩(wěn)定性運(yùn)動
受試者完成一般準(zhǔn)備活動后,進(jìn)行俯橋(俯臥平板支撐)、側(cè)橋(左右側(cè)支撐)和仰橋(仰臥頂髖)動作運(yùn)動,每個動作持續(xù)2~3min,完成3組,組間休息30~60s,每個動作間休息3~5min。運(yùn)動時間為1h 左右。
1.2.2.2肌肉力量運(yùn)動
受試者完成一般準(zhǔn)備活動后,進(jìn)行肌肉力量運(yùn)動,運(yùn)動動作及順序?yàn)榕P推、半蹲、屈膝硬拉和肩推,運(yùn)動負(fù)荷為60%1RM(repitition maximum),每組重復(fù)8~12次,組間休息2~3min,完成3組,每個動作間休息3~5min。運(yùn)動方式為整個關(guān)節(jié),運(yùn)動節(jié)奏為離心1~2s和向心1~2s。運(yùn)動時間為1h左右。1.2.3研究指標(biāo)
研究指標(biāo)包括人體重心動搖程度指標(biāo):人體重心的動搖總軌跡長(cm)、Y軸軌跡長(cm)、X軸軌跡長(cm)、X軸最大動搖徑(cm)、Y軸最大動搖徑(cm)、動搖角度(°)、包絡(luò)面積(cm2),
人體重心動搖偏移指標(biāo):X軸重心偏移(cm)、Y軸重心偏移(cm),以及人體重心動搖能量損耗指標(biāo):單位面積軌跡長(cm/cm2)。
此外,還包括心率(heart rate,HR)以及定量參數(shù):運(yùn)動后的過氧消耗值(excess post-exerci oxygen con?sumption,EPOC)和運(yùn)動沖量(training impul,TRIMP),可定量反映運(yùn)動強(qiáng)度和運(yùn)動總量。
1.3統(tǒng)計學(xué)方法
繪圖采用GraphPad Prism6。結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(x±s)表示,數(shù)據(jù)采用SPSS22.0統(tǒng)計軟件處理,進(jìn)行方差齊性檢驗(yàn),同一測試前后和不同測試之間指標(biāo)采用配對T檢驗(yàn),顯著水平定為P<0.05。
2結(jié)果
2.1兩種運(yùn)動方案運(yùn)動中內(nèi)部運(yùn)動負(fù)荷的變化
與安靜狀態(tài)相比,不同運(yùn)動方案運(yùn)動中HR、EP?OC和TRIMP均值均顯著增加(P<0.05)。核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動方案之間HR均值無顯著差異(P>0.05),表明兩種運(yùn)動方案運(yùn)動強(qiáng)度基本上一致(圖1A);此外,兩種運(yùn)動方案EPOC和TRIMP均值均無顯著差異(P>0.05)(圖1B、圖1C),表明內(nèi)部運(yùn)動負(fù)荷和運(yùn)動總量基本一致。
2.2核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動對健康青年閉眼狀態(tài)下靜態(tài)平衡能力的影響
2.2.1人體重心動搖程度指標(biāo)的變化
數(shù)據(jù)見表1。與安靜值相比,核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量后即刻所有指標(biāo)均略有增加,其中核心穩(wěn)定性運(yùn)動后即刻Y軸最大動搖徑和包絡(luò)面積顯著增加(P<0.05),肌肉力量運(yùn)動后即刻X軸最大動搖徑、Y 軸最大動搖徑和包絡(luò)面積顯著增加(P<0.05),其余指標(biāo)均無顯著差異。表明兩種運(yùn)動方式均未對閉眼狀態(tài)下重心動搖程度產(chǎn)生較大影響。
與核心穩(wěn)定性運(yùn)動后即刻相比,肌肉力量運(yùn)動后即刻Y軸最大動搖徑顯著降低(P<0.05)。表明核心穩(wěn)定性運(yùn)動對前后方向的重心動搖徑影響較大。
20min休息后,與安靜值相比,核心穩(wěn)定性運(yùn)動所有指標(biāo)均得到恢復(fù)(P>0.05),并略有提高;肌肉力量
徐盛嘉,胡斐,代敬賢,等:核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動對閉眼狀態(tài)下靜態(tài)平衡能力的影響
運(yùn)動則恢復(fù)較少,其中X 軸最大動搖徑具有顯著差異(P <0.05)。提示核心穩(wěn)定性運(yùn)動對人體控制重心動搖的能力影響時間較短,并對保持重心穩(wěn)定表現(xiàn)出積
極作用,而肌肉力量運(yùn)動對控制重心動搖能力的影響時間較長。
表1兩種運(yùn)動后即刻和休息20min 后閉眼狀態(tài)下重心動搖程度指標(biāo)的變化(x±s ,n =15)
Table 1The change of posture sway after the two exercis immediately and 20minutes later with eyes-clod (x±s ,n =15)指標(biāo)
動搖總軌跡長(cm )動搖角度(°)X 軸軌跡長(cm )Y 軸軌跡長(cm )
X 軸最大動搖徑(cm )Y 軸最大動搖徑(cm )包絡(luò)面積(cm 2)安靜值4.18±0.940.52±0.391.24±0.433.75±0.870.80±0.351.43±1.030.80±0.30
運(yùn)動后即刻
核心穩(wěn)定性4.90±1.050.85±0.571.66±0.693.97±1.261.02±0.44
2.59±1.05*1.34±0.60*肌肉力量4.79±0.920.81±0.431.51±0.18
3.90±1.19
1.20±0.50*
2.30±0.87*#
1.33±0.44*運(yùn)動后20min
核心穩(wěn)定性
4.11±0.970.38±0.231.51±0.233.51±0.750.88±0.351.38±0.831.01±0.28
肌肉力量4.51±1.320.77±0.581.48±0.593.96±1.19
1.26±0.46*
2.13±1.441.31±0.99注:“*”:P <0.05vs 安靜值;“#”:P <0.05vs 核心穩(wěn)定性運(yùn)動。
2.2.2人體重心動搖偏移指標(biāo)的變化
與安靜值相比,核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動
后即刻X 軸和Y 軸重心偏移均無顯著差異(P <0.05)。與核心穩(wěn)定性運(yùn)動后即刻相比,肌肉力量運(yùn)動后即刻X 軸重心偏移無顯著差異(P >0.05),Y 軸重心偏移具有顯著差異(P <0.05)。休息20min 后,肌肉力量運(yùn)動
后即刻X 軸重心偏移較安靜值和核心穩(wěn)定性運(yùn)動顯著增加(P <0.05)。從圖2中可以看出,核心穩(wěn)定性運(yùn)動后即刻,人體重心向右和向后偏移,休息20min 后重心偏移呈縮小趨勢,表明核心穩(wěn)定性訓(xùn)練可能對人體控制重心偏移具有積極作用;肌肉力量運(yùn)動后即刻,人體重心偏移向右偏移,休息20min 后并沒有得到恢復(fù)(P <0.05),表明肌肉力量運(yùn)動后,重心偏移持續(xù)時間較長。
2.2.3人體重心動搖能量損耗指標(biāo)的變化
數(shù)據(jù)見圖3。與安靜值相比,單位面積軌跡長在
核心穩(wěn)定性運(yùn)動后即刻增加,但無顯著差異(P >0.05),而肌肉力量運(yùn)動后即刻顯著增加
(P <0.05)。休息20min 后,核心穩(wěn)定性運(yùn)動的單位面積軌跡長恢復(fù)至安靜狀態(tài)(P >0.05),而肌肉力量運(yùn)動后的單位面積軌跡長并沒有得到恢復(fù)(P <0.05)。表明肌肉力量運(yùn)動后,機(jī)體保持平衡需要消耗更多能量。
圖1核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動中內(nèi)部運(yùn)動負(fù)荷的變化(n =15)
Figure.1The average HR (A ),EPOC (B ),and TRIMP (C )during core stability exercis and muscle strength exercis (n =15)
注:“*”:P <0.05vs 安靜值;“A ”:HR ;“B ”:EPOC ;“C ”:TRIMP 。
《南京體育學(xué)院學(xué)報》2020年(第19卷)第4
期
圖3運(yùn)動后即刻和休息20min 后閉眼狀態(tài)下重心動搖能量損耗指標(biāo)的變化(n =15)
Figure 3The change of posture sway energy loss after the two exercis immediately and 20minutes later with eyes-clod (n =15)
注:“*”:P <0.05vs 安靜值。
3討論與分析
由于不同的運(yùn)動肌肉激活方式和參與程度不同,
運(yùn)動后平衡能力的變化可能也存在不同[9]。Faries [10]
提供了關(guān)于核心穩(wěn)定性和肌肉力量之間差異的清晰
圖2兩種運(yùn)動后即刻和休息20min 后閉眼狀態(tài)下重心偏移指標(biāo)變化(n =15)
Figure 2The change of barycenter offt after the two exercis immediately and 20minutes later with eyes-clod (n =15)
注:“A ”:安靜值;“B ”:核心穩(wěn)定性運(yùn)動后即刻;“C ”:肌肉力量運(yùn)動后即刻;“D ”:核心穩(wěn)定性運(yùn)動
后20min ;“E ”:肌肉力量運(yùn)動后20min 。
徐盛嘉,胡斐,代敬賢,等:核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動對閉眼狀態(tài)下靜態(tài)平衡能力的影響
定義:核心穩(wěn)定性是指由于肌肉活動而穩(wěn)定脊柱的能
力,肌肉力量指肌肉組織通過收縮力和腹內(nèi)壓產(chǎn)生力
量的能力。核心穩(wěn)定性運(yùn)動能使神經(jīng)招募模式更有
效,神經(jīng)系統(tǒng)激活更快,并改善運(yùn)動單元的同步性和
降低神經(jīng)抑制反射[11]。肌肉力量運(yùn)動則會導(dǎo)致肌肉
肥大(結(jié)構(gòu)變化)和肌肉的神經(jīng)適應(yīng)(例如肌肉中的運(yùn)
動單位),通過增加可能的力量,促進(jìn)中樞神經(jīng)系統(tǒng),
改善固有肌肉僵硬和組織活動[12]。
本研究的結(jié)果顯示,兩種運(yùn)動后即刻,閉眼狀態(tài)
下的平衡能力未受到較大破壞,僅前后方向的重心最
大動搖徑顯著增加。另一項研究顯示,20km的大強(qiáng)
度間歇跑后平衡能力破壞程度較大[13],表明隨著訓(xùn)練
量的增加(距離延長1倍,EPOC、TRIMP增加),軀干的
平衡能力受到損害。因此,結(jié)果可能與運(yùn)動負(fù)荷較低
有關(guān),人體在一定負(fù)荷狀態(tài)下,閉眼狀態(tài)下的軀干穩(wěn)
定系統(tǒng)的調(diào)節(jié)能力仍維持較好。
而兩種運(yùn)動后即刻閉眼狀態(tài)下的平衡能力具有
差異,與肌肉力量相比,核心穩(wěn)定性運(yùn)動前后方向的
重心控制能力下降較多,重心出現(xiàn)后移,控制重心動
搖的能量損耗較少,結(jié)果可能與兩種運(yùn)動形式激活的
肌群不同有關(guān)。在本研究的實(shí)驗(yàn)方案中,核心穩(wěn)定性
運(yùn)動涉及的肌群主要為軀干肌,包括膈肌、腹部肌群
(腹橫肌、腹直肌和腹外斜肌等)、背部肌群(腰方肌、
多裂肌、胸腰筋膜和豎脊肌腰段等)、髖部肌群(髂腰
肌、臀大肌等)、大腿肌群(股四頭肌上段等)以及盆底
肌群(肛提肌等);肌肉力量運(yùn)動涉及的肌群包括胸部
肌群(胸大肌、胸小肌、前鋸肌等)、上肢帶肌與臂肌前
群(三角肌、肱二頭肌等)、髖部肌群(髂腰肌、臀大肌
等)、大腿肌群(股四頭肌、股二頭肌等)和背部肌群
(斜方肌、背闊肌、豎脊肌等)[14]。核心穩(wěn)定性運(yùn)動更
多激活背部和腹部肌群,且激活速度較快,導(dǎo)致運(yùn)動
后即刻平衡能力破壞較大,且重心后移。
休息20min后,核心穩(wěn)定性運(yùn)動的平衡能力基本
得到恢復(fù),但肌肉力量運(yùn)動尚未恢復(fù),且破壞程度增
大,表現(xiàn)為左右方向的最大動搖徑增加,重心向右偏
移,控制重心的能量損耗增加,其原因可能是肌肉力
量運(yùn)動具有延遲效應(yīng),休息一段時間后出現(xiàn)代謝堆積
和肌肉疲勞造成平衡能力破壞程度增加。因此,在60%1RM左右的肌肉力量運(yùn)動后,再進(jìn)行需要視覺參與和強(qiáng)度較大的運(yùn)動時(例如足球、籃球、羽毛球等),
可能會出現(xiàn)摔倒或重心不穩(wěn)的情況,運(yùn)動損傷風(fēng)險增
加。相反,此時練習(xí)以穩(wěn)定性為主的運(yùn)動項目(例如太極拳)或平衡性練習(xí)(例如走扁帶等),可能對平衡能力的提高起到積極作用。
此外,一項研究結(jié)果顯示,1天累積6h久坐,可導(dǎo)致軀干前傾,核心穩(wěn)定性運(yùn)動可能對修正久坐帶來
身體姿勢上的不利變化起到積極作用[15]。本研究也發(fā)現(xiàn)這一現(xiàn)象,由于本體感覺的輸入主要來自與肌肉、肌腱和關(guān)節(jié),其作用是提供位置信息(角位置)、運(yùn)動方向和速度、力(壓力、拉力、扭力)的感知覺,以及關(guān)于身體及各部位在空間中的位置和運(yùn)動的信息[16],因此,在核心穩(wěn)定性運(yùn)動后即刻人體重心后傾,20min 后,平衡能力恢復(fù)并得到一定程度的改善。
4結(jié)論
核心穩(wěn)定性運(yùn)動和肌肉力量運(yùn)動均對前后方向的平衡能力產(chǎn)生影響,其中,肌肉力量運(yùn)動影響平衡能力的時間較長,具有延遲效應(yīng)。在肌肉力量運(yùn)動后,不建議進(jìn)行大強(qiáng)度運(yùn)動,可選擇穩(wěn)定性為主的運(yùn)動;而短時的核心穩(wěn)定性訓(xùn)練可激活軀干和髖部肌群,暫時增強(qiáng)本體感覺敏感性,有效提高姿勢表現(xiàn),可作為運(yùn)動前的準(zhǔn)備活動。
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