張日輝,康志新

(1.沈陽體育學(xué)院運(yùn)動人體科學(xué)系,遼寧 沈陽 110102;2.吉林大學(xué)白求恩醫(yī)學(xué)院生理學(xué)教研室,長春 130021)

我國拳擊運(yùn)動恢復(fù)于20世紀(jì)80年代,世界女子拳擊運(yùn)動也起始于20世紀(jì)80年代初期,在開展男子拳擊的同時,我國女子拳擊也開始發(fā)展起來。時至今天,2009年已經(jīng)明確女子拳擊將是2012年倫敦奧運(yùn)會正式比賽項目,為了使該項目盡快走向世界獎臺,需要對運(yùn)動員訓(xùn)練進(jìn)行全面科學(xué)監(jiān)控。

拳擊是一項以激烈對抗和直面交手為特點(diǎn)的格斗運(yùn)動,高水平拳擊運(yùn)動員在良好有氧代謝能力基礎(chǔ)上也需要發(fā)展無氧耐力,同時要求運(yùn)動員要具有力量(基礎(chǔ)力量和專項力量)、聰明的才智和頑強(qiáng)的意志品質(zhì),專項力量訓(xùn)練在各項素質(zhì)訓(xùn)練中占有極為重要的位置。關(guān)于專項力量訓(xùn)練中的力量耐力、最大力量、速度力量訓(xùn)練模式有很多,但是目前還沒有較為客觀、簡單易行的評價訓(xùn)練效果的方法。人體運(yùn)動的高級中樞在大腦皮層,腦細(xì)胞放電的頻率、幅度、電位等和神經(jīng)傳導(dǎo)速度的變化,會導(dǎo)致它下級神經(jīng)元放電的改變,最終反應(yīng)到效應(yīng)器肌肉上,即產(chǎn)生肌纖維及其他器官的生物電及功能的變化。表面肌電可以在無損傷的情況下較為方便的檢測神經(jīng)-肌肉的活動情況,從而間接地反映在某個技術(shù)動作中肌肉中運(yùn)動單位的動員和收縮,是反映肌肉訓(xùn)練狀態(tài)和分析技術(shù)動作的一個較好指標(biāo)。為此,本文以女子拳擊運(yùn)動員為研究對象,比較分析普通拳擊運(yùn)動員與世界拳王的腰肌和上臂肌肉的肌電指標(biāo)變化特征,為拳擊運(yùn)動專項力量的科學(xué)訓(xùn)練提供科學(xué)參考依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

沈陽體育學(xué)院女子拳擊隊10人,其中9人為普通拳擊運(yùn)動員,1人為世界冠軍運(yùn)動員,受試者均身體健康、右手優(yōu)勢、自愿參加受試者,年齡(19.20±3.01)歲 ,身高(165.27 ±6.17)cm,體質(zhì)量(58.00±11.09)kg,訓(xùn)練年限為(3.70±2.31)年。

1.2 研究方法

1.2.1 電極安放和記錄方法 本研究用Mega公司的ME6000肌電圖儀記錄運(yùn)動全程的肱二頭肌、肱三頭肌、以橈側(cè)腕屈肌為主的前臂屈肌群、以尺側(cè)腕伸肌為主的前臂伸肌群、腰肌的肌電,電極安放在每塊肌肉收縮時肌腹最隆起的部位,有效電極和參考電極沿肌纖維縱軸方向安放,無關(guān)電極與其呈等腰三角形安放,電極間相距2 cm。實(shí)驗是在安靜、無外界干擾的實(shí)驗室進(jìn)行,每個受試者需完成以下動作,受試者手中負(fù)荷2.5 kg的啞鈴,原地出直拳,出拳頻率為100b/min,直至無法完成此項動作,或動作跟不上節(jié)拍器的節(jié)奏為止。

1.2.2 實(shí)驗設(shè)計與測試條件控制 本次實(shí)驗的每個受試者均進(jìn)行兩次測試。第一次為停訓(xùn)期的測試,停訓(xùn)10d,在開學(xué)進(jìn)行一周適應(yīng)性訓(xùn)練后,集中到兩天完成測試,保證運(yùn)動員是在完全清醒、安靜、無異常感覺的狀態(tài)下進(jìn)行。停訓(xùn)期測試前一天,給受試者講清實(shí)驗中所要完成的動作和每個動作的注意事項,并且逐個進(jìn)行練習(xí),直至每個運(yùn)動員能夠準(zhǔn)確、熟練的做出測試時的動作。第二次為賽前大強(qiáng)度訓(xùn)練后的測試,均在教練員配合下,并根據(jù)主觀體力感覺等級表、日本疲勞研究會大島正光的疲勞問卷、晨脈以及跟蹤觀察運(yùn)動員訓(xùn)練中的反應(yīng)等評價運(yùn)動員機(jī)能狀態(tài),通過這些基礎(chǔ)測試,了解測試10名對象疲勞狀況,盡量控制使其在記錄表面肌電時機(jī)能狀態(tài)相對均衡一致,避免神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉機(jī)能狀態(tài)和疲勞等方面對表面肌電產(chǎn)生的影響,如有特殊疲勞癥狀或疲勞累積則在記錄和分析時要區(qū)別對待。測試條件控制均衡前提下,在訓(xùn)練結(jié)束前20min至訓(xùn)練結(jié)束這個時段進(jìn)行測試記錄表面肌電。

1.2.3 各肌群做功百分比分析 實(shí)驗測試結(jié)束后,對表面肌電數(shù)據(jù)進(jìn)行積分肌電和做功百分比統(tǒng)計分析。積分肌電是指肌電信號經(jīng)整流濾波后一定時間內(nèi)曲線下的面積總和,可以反應(yīng)一定時間內(nèi)肌肉中參與活動的運(yùn)動單位的放電總量;而肌肉做功百分比是指在完成某一動作時一定時間內(nèi)某一塊肌肉的積分肌電值占參與該動作中全部肌肉積分肌電總值的百分比,可以反應(yīng)一塊肌肉在完成一個動作中的比重或者重要性[1]。據(jù)此,本研究用Mega公司的ME6000肌電圖儀分析軟件可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,計算出各肌群做功百分比。

1.3 統(tǒng)計學(xué)處理

測試結(jié)束后,肌電信號的處理是在ME6000肌電圖儀自帶軟件中進(jìn)行相應(yīng)處理后,數(shù)據(jù)導(dǎo)出到Excel和SPSS中,所有數(shù)據(jù)以均數(shù) ±標(biāo)準(zhǔn)差()表示。對運(yùn)動員上肢主動肌和拮抗肌的肌電中位頻率和做功百分比用配對t-檢驗進(jìn)行差異顯著性分析,比較運(yùn)動員自身上肢主動肌和拮抗肌力量耐力訓(xùn)練效果;對腰部肌群的肌電中位頻率和做功百分比進(jìn)行單樣本 t-檢驗,推斷普通拳擊運(yùn)動員總體的均值與指定樣本世界冠軍測試檢驗值之間是否存在顯著差異。

2 結(jié)果

利用主觀體力感覺等級表、晨脈等方法通過對實(shí)驗對象疲勞狀態(tài)監(jiān)控測試,10名對象無疲勞積累,無精神疲勞,運(yùn)動訓(xùn)練負(fù)荷強(qiáng)度適當(dāng)。在訓(xùn)練結(jié)束前20min至訓(xùn)練結(jié)束這個時段機(jī)能狀態(tài)基本一致,測試條件均衡。在此基礎(chǔ)上記錄分析了上肢和腰部肌群的表面肌電。

2.1 上肢主動肌和拮抗肌肌電分析

10名拳擊運(yùn)動員在直拳空擊運(yùn)動至局部肌肉力竭過程中,拮抗肌(前臂伸肌群、肱三頭肌)的中位頻率(median frequency,MF)下降幅度和速度均大于相對應(yīng)的主動肌(前臂屈肌群、肱二頭肌,圖1、2),且從肌群作功來看,主動肌作功百分比較拮抗肌大(表 1)。

Fig.1 Air strikingof straight punch evoked MF change of EMGin forearm muscles

Fig.2 Air strikingof straight punch evoked MF change of EMGin upper arm muscles

Tab.1 Comparison of the percentage of work of EMGamong different muscles in the training of air striking of straight punch(,n=10)

Tab.1 Comparison of the percentage of work of EMGamong different muscles in the training of air striking of straight punch(,n=10)

＊＊P<0.01vsforearmflexor muscle;##P<0.01vsbicipital muscle

Tesing muscle Percentage of work(%)Forearmflexor muscle 22.60±9.78 Forearm extensor muscle 10.80±7.04＊＊Bicipital muscle 33.70±14.84 Triceps muscle 6.10±2.42##

2.2 腰部肌群肌電指標(biāo)比較分析

冠軍運(yùn)動員在直拳空擊開始時MF(約40Hz)較普通運(yùn)動員(約60Hz)為低,而且很快下降至10-20Hz水平并維持在此水平;與指定樣本世界冠軍的肌電指標(biāo)檢驗值相比,9名普通運(yùn)動員腰肌的肌電(MF)下降趨勢不明顯(圖3、4),而且其作功百分比都較小(表2)。

Fig.3 MF change of EMGin psoas of the world champion in the process air striking of straight punch

3 討論

拳擊運(yùn)動員的力量來源于兩條腿上,力量通過腳前掌蹬地傳到髖關(guān)節(jié),通過髖關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)動配合身體傳送至肩臂,再經(jīng)手臂到達(dá)拳頭擊出。因此,拳擊運(yùn)動員的力量訓(xùn)練,不僅是上下肢力量的訓(xùn)練,還應(yīng)包括軀干力量、腰背肌力量及小肌肉群的力量練習(xí)。拳擊運(yùn)動中,每一次成功出拳都是由下肢、腰部、上肢主動肌和拮抗肌相輔相成的共同作用來完成的,其中任何一塊肌肉出現(xiàn)了疲勞都會使整個動作完成的不協(xié)調(diào)、不規(guī)范,從而達(dá)不到應(yīng)有的出拳效果,甚至?xí)斐蔁o法完成動作[2]。

Tab.2 Comparisonof the percentage of workof EMGin psoas between different athletes in the training of air striking of straight punch(,n=1-9)

Tab.2 Comparisonof the percentage of workof EMGin psoas between different athletes in the training of air striking of straight punch(,n=1-9)

＊＊P<0.01vsworld champion

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Fig.4 MF of EMGin psoasof average athlete in the processof air striking of straight punch

肌電的MF是肌電圖分析中的一個主要指標(biāo),在肌肉疲勞過程中均呈明顯的直線遞減型變化。在本研究中拳擊運(yùn)動員直拳空擊至局部肌肉力竭過程中,拮抗肌和主動肌肌電MF的對應(yīng)性比較分析發(fā)現(xiàn),在完成直拳運(yùn)動過程中,拮抗肌的MF首先出現(xiàn)下降,其次才是主動肌,而且下降的幅度和速度都是拮抗肌大于相應(yīng)的主動肌。說明在運(yùn)動中,拮抗肌的快肌纖維首先出現(xiàn)疲勞,需要募集更多放電頻率較慢的肌纖維來協(xié)助完成動作,當(dāng)拮抗肌無法再動員新的運(yùn)動單位時,此時規(guī)定的動作無法完成。這與Crenshow[3]Wretling[4]的研究結(jié)果和分析相一致,他們的研究發(fā)現(xiàn)動力性運(yùn)動至疲勞時,MF、MPF都下降 。拮抗肌MF、MPF出現(xiàn)下降的時間早于主動肌的可能原因是:拮抗肌的快肌纖維較主動肌少;拮抗肌的抗疲勞性較差,力量耐力訓(xùn)練不足。結(jié)合本研究對象的實(shí)際訓(xùn)練和肌肉作功比例發(fā)現(xiàn),后一原因的可能性大。在完成直拳動作中,拮抗肌作功較主動肌小,但中位頻率下降的較快,說明拮抗肌運(yùn)動時,頻率較快的肌纖維立刻疲勞,需要動員慢肌纖維的參與,才能維持運(yùn)動。同時從訓(xùn)練內(nèi)容和模式中發(fā)現(xiàn),力量訓(xùn)練比較注意的是主動肌的訓(xùn)練,有關(guān)拮抗肌的專項訓(xùn)練的內(nèi)容針對性不強(qiáng)、訓(xùn)練的時間也較短,從而造成在訓(xùn)練和比賽中,雖然下肢等肌肉未疲勞,主動肌也可以繼續(xù)維持一定的輸出功率,但只是因為臂部拮抗肌耐力的耗竭而導(dǎo)致動作不協(xié)調(diào)、不連貫、不標(biāo)準(zhǔn)、無法有效的擊中對方,甚至無法正確的防守。所以,在拳擊訓(xùn)練過程中,一定要將所有參與運(yùn)動的肌群的耐力、爆發(fā)力、速度等都同步性的加強(qiáng)訓(xùn)練,只有這樣才可能在比賽中占一定的優(yōu)勢。

肌肉收縮時產(chǎn)生的張力大小不僅與運(yùn)動神經(jīng)元傳到肌纖維的傳導(dǎo)頻率有關(guān),而且也與興奮的運(yùn)動單位(或肌纖維)數(shù)目有關(guān),參與活動的運(yùn)動單位數(shù)目與興奮頻率的結(jié)合稱為運(yùn)動單位動員。當(dāng)肌肉做持續(xù)最大收縮時,運(yùn)動單位動員達(dá)到最大水平,肌肉力量隨收縮時間的延長而下降,運(yùn)動單位動員卻保持不變[5]。本研究,與指定樣本世界冠軍的肌電指標(biāo)檢驗值相比,9名普通運(yùn)動員腰肌的肌電(MF)下降趨勢不明顯,而且其作功百分比都較小。實(shí)際測試普通運(yùn)動員腰部肌群MF在運(yùn)動開始時較高(約60Hz)的特點(diǎn),提示在直拳空擊運(yùn)動中,其在做較大力量收縮時,肌肉運(yùn)動單位動員已經(jīng)達(dá)到了較大值或接近最大值,隨著疲勞程度的增加不會有新的運(yùn)動單位再參與工作,所以在整個肌肉收縮過程中,運(yùn)動單位動員始終保持最大水平,曲線持平下降不明顯,但肌肉張力逐漸下降,在運(yùn)動中通過主觀體力感覺等級表測試證實(shí)了這一結(jié)果,運(yùn)動員竭盡全力空擊做最大收縮,直至疲勞力竭。而冠軍運(yùn)動員在直拳空擊開始時MF(約40Hz)較普通運(yùn)動員(約60Hz)為低,提示直拳空擊運(yùn)動的負(fù)荷強(qiáng)度對冠軍運(yùn)動員來說,強(qiáng)度較小,屬于次最大強(qiáng)度或中小強(qiáng)度,動員的慢肌運(yùn)動單位(纖維)較多,而且很快適應(yīng)這種空擊運(yùn)動,精確控制參與運(yùn)動肌肉,由于長期訓(xùn)練,水平提高,腰部肌群發(fā)達(dá),單個肌纖維選擇性增粗肌張力增加,動員較少的慢肌纖維就能完成對于冠軍來說相對較輕的負(fù)荷,所以運(yùn)動開始后不久下降至10-20Hz水平并維持在此水平,即能完成規(guī)定運(yùn)動,在直拳空擊運(yùn)動與普通運(yùn)動員相同的時間時尚未疲勞力竭。同時,觀察到普通運(yùn)動員以胸式呼吸為主,不利于上臂固定發(fā)力,而冠軍運(yùn)動員以腹式呼吸為主,有利于肩胛固定上肢發(fā)力。

鑒于以上分析及實(shí)驗觀察,認(rèn)為導(dǎo)致出現(xiàn)此結(jié)果的可能原因是:世界冠軍運(yùn)動員動作控制能力較強(qiáng),出拳技術(shù)精確,在作直拳運(yùn)動中,不需要腰肌的大量動員,腰肌在直拳訓(xùn)練中未出現(xiàn)疲勞;而普通運(yùn)動員在訓(xùn)練中不會很好的使用和訓(xùn)練腰肌,即使在不需要動員大量腰肌工作時也大量動員腰肌進(jìn)行收縮做功,不該收縮的肌肉收縮,從而導(dǎo)致她們腰肌肌電的MF未出現(xiàn)下降,費(fèi)力導(dǎo)致耗能增多,不利于長時間力量耐力的維持,持續(xù)收縮易導(dǎo)致疲勞。

在拳擊的比賽當(dāng)中,每一次成功的出拳都要求腰部將下肢的力量根據(jù)對方的情況隨機(jī)的傳到不同的方向,以擊中對方的有效區(qū),在防守中腰部的肌肉更需要隨時的精確變換各種不同的體位和姿勢以躲閃對方的進(jìn)攻。結(jié)合訓(xùn)練中觀察,發(fā)現(xiàn)運(yùn)動員經(jīng)常性的出現(xiàn)腰痛的癥狀,而且此腰痛不是由于長期訓(xùn)練導(dǎo)致的腰肌勞損,而是由于某次訓(xùn)練中動作的不規(guī)范或突然的腰部發(fā)力導(dǎo)致的腰肌損傷。有研究報道,發(fā)生拳擊創(chuàng)傷的主要原因之一是大腦皮層運(yùn)動中樞的興奮與抑制擴(kuò)散,造成肌肉不協(xié)調(diào),動作僵硬,不熟練[6],所以,在訓(xùn)練中一定要注意合理的運(yùn)用和訓(xùn)練腰肌的力量,以便在比賽中起到很好的傳遞力量和協(xié)調(diào)的作用。

通過對女子拳擊運(yùn)動員上肢肌群肌電的比較分析,提示本研究中所測拳擊運(yùn)動員的拮抗肌較主動肌力量耐力訓(xùn)練不足;普通運(yùn)動員腰部肌群肌電指標(biāo)測試與指定樣本世界冠軍的比較分析,其腰部肌肉力量訓(xùn)練也存在不足。建議加強(qiáng)拮抗肌和腰部肌肉的力量訓(xùn)練,使拮抗肌與主動肌、全身各肌肉群的力量協(xié)調(diào),掌握正確拳擊技術(shù),防止局部負(fù)擔(dān)過重,達(dá)到延緩疲勞發(fā)生,提高運(yùn)動成績的目的。

[1]王 健.sEMG信號分析及其應(yīng)用研究進(jìn)展[J].體育科學(xué),2000,20(4):56-60.

[2]魏金平.淺談拳擊運(yùn)動員力量訓(xùn)練的方法[J].安徽體育科技,2005,(26):34-35.

[3]Crenshaw A G,Karlsson S,Gerdle B,et al.Differential reponses in intramuscular pressure and EMGfatigue indicators during low-vs.high-level isometric contractions to fatigue[J].Acta Physiol Scand,1997,160(4):353-361.

[4]Wretling M L,Henriksson-larsen K,Gerdle B.Inter-relationship between muscle morphology,mechanical output and EMGactivity duringfatiguing[J].EurJ Appl Physiol,1997,76(6):483-490.

[5]王瑞元主編.運(yùn)動生理學(xué)[M].人民體育出版社,2002.22-51.

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