唐光旭，安繼武，康振川，吳文杰，張有俊，陳漢青

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穩(wěn)定與非穩(wěn)定下深蹲練習的主要肌群的肌電研究

唐光旭1,2，安繼武1，康振川1，吳文杰1，張有俊1，陳漢青1

1.河西學院體育學院，甘肅張掖，734000；2.北京體育大學運動人體科學學院，北京，100084。

目的：為探究穩(wěn)定與非穩(wěn)定下不同負荷對深蹲練習時主要肌群肌肉的刺激效果是否對同一肌肉的刺激效果一致。方法：對河西學院體育學院2013年級25名男生進行不同負重的（30%的最大力量、60%的最大力量）深蹲測試，采用BL-820S科研生物機能實驗系統(tǒng)對受試者臀部、下肢6塊肌肉（臀大肌、臀中肌、股外側(cè)肌、股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、腓腸?。┻M行表面肌電分析，從肌肉活動角度對非穩(wěn)定和穩(wěn)定狀態(tài)抗阻訓練的肌肉刺激效果進行研究分析。結(jié)果：在穩(wěn)定條件下以30%RM，深蹲時所有肌肉的值無顯著性變化（P>0.05），同樣的在穩(wěn)定條件下以60%RM深蹲時所有肌肉的值也無顯著性變化（P>0.05）；而在非穩(wěn)定條件下以30%RM深蹲時所有肌肉的值也無顯著性變化（P>0.05），但在非穩(wěn)定條件下以60%RM負重深蹲時股內(nèi)側(cè)肌、股直肌、股外側(cè)肌、腓腸肌、臀中肌、臀大肌等的值出現(xiàn)顯著增長（Ｐ<0.05），研究結(jié)論：非穩(wěn)定支撐面與穩(wěn)定支持面可能同樣具有提高身體穩(wěn)定性、增加身體表層肌肉的刺激程度，兩者不存在對立關(guān)系。

非穩(wěn)定狀態(tài)；主要肌群；深蹲；肌電；力量

專項力量和一般力量的脫節(jié)是困擾我國競技體育訓練的問題之一，注重力量訓練的專項化成為目前國內(nèi)力量訓練的一個主要趨勢[1]。力量練習的主要目的是為了使肌肉抗阻力能力提高，從而達到增強人體各肌群力量的效果。人體力量與阻力相互影響，相互制約，普遍認為，阻力訓練可以使人體各部分肌肉形態(tài)體積發(fā)生良好改變，并且可以使神經(jīng)系統(tǒng)的活性提高促進肌肉的興奮性來達到增強肌力的效果。由于力量具有針對性，測試和評價的手段與方法也應該具有針對性。當今最為普遍的力量訓練方法是負重深蹲，也是運動員發(fā)展下肢肌肉力量的重要手段之一。在不同負荷下非穩(wěn)定抗阻練習與相同負荷下的非穩(wěn)定抗阻力練習對機體同一塊肌肉的刺激效果變化程度是否明顯，成為體育界各訓練人員和學者進一步研究核心力量練習所必須面臨的問題，核心力量練習與傳統(tǒng)力量練習二者的關(guān)系也有賴于這兩個問題的解決。

目前，針對這一“非穩(wěn)定”特征，研究人員提出并制定出相應的練習方法和手段。訓練方法一般有以下兩類：（1）借助于器械在非穩(wěn)定狀態(tài)下訓練（平衡墊、平衡板、瑞士球），這種訓練方法得到了很多專家的認可和肯定。（2）自由負重練習（如啞玲練習、杠鈴練習）。然而，由于非穩(wěn)定支撐面上的發(fā)力小于穩(wěn)定支撐面上的發(fā)力[2]，非穩(wěn)定支撐面上無法進行負重或較大負重的力量練習。與此相對，小負重（≤30%RM）的力量練習被證明不能提高力量能力[3]。

本研究通過核心力量練習和傳統(tǒng)力量練習的主要區(qū)別之一“非穩(wěn)定”為切入點，以負重深蹲為例，進行對表面肌電的測試，獲取兩種負重條件下（30%的最大力量和60%的最大力量）肌肉在非穩(wěn)定和穩(wěn)定狀態(tài)下肌肉活動時發(fā)生動作電位的信息，研究不同負重練習時的肌電反應，了解和認識穩(wěn)定狀態(tài)與非穩(wěn)定狀態(tài)練習時二者的關(guān)系，為今后的運動訓練提供有效的理論和實踐依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

以河西學院體育學院2013年級25名男生實驗測試者（基本情況見表1）進行不同負重的（30%RM、60%RM）深蹲測試，參加本次測試，所有實驗測試者在近1年內(nèi)沒有肌肉拉傷、骨折和耳鼻科等傷病的現(xiàn)象，熟悉測試動作。在試驗前經(jīng)講述實驗步驟，所有實驗測試者都清楚本次實驗的流程和可能所要發(fā)生的危險，本實驗選取的是最普通常見的負重深蹲力量練習動作，是發(fā)展運動員下肢肌肉力量的有效方法。

1.1.1 實驗肌肉的選取 深蹲時參與的主要肌肉包括股四頭肌、腓腸肌、臀大肌，同時也需要髖關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)和腰椎周圍的其他肌群參與穩(wěn)定[4]。由于表面肌電儀存在著局限性，從而選取身體左側(cè)的股外側(cè)肌、腓腸肌、股內(nèi)側(cè)肌、股直肌、臀大肌、臀中肌6塊肌肉進行了表面肌電測試。

肌肉作用和肌電片粘貼位置如下：

表1 實驗人員基本情況 N=25

1.1.2 最大深蹲力計算方法 深蹲時的最大肌力測試有直接測試和間接測試兩種方法。直接測試是測試一個人一次所能承受的最大運動負荷；間接測試是通過較小的運動負荷，多次重復的測量，然后利用計算公式求出最大肌力值。本研究選取的測量手段為直接測試。測試步驟如下：

（1）受試者重復較輕重量進行熱身；（2）休息5min；（3）每位受試者從60kg開始測試，試蹲能夠重復2次之后加重量，根據(jù)不同的情況增加重量大小不同（最小加0.5kg，最大加5kg），直到受試者試蹲一次能夠舉起最大重量。（為了防止受試者快速疲勞，保證減小受試者測試重量的誤差，受試者增加重量超過5次進行休息）

1.2 研究方法

1.2.1 文獻資料法 通過查閱有關(guān)肌電的專著和期刊，力量訓練、運動生物力學、運動解剖學等相關(guān)的資料，為實驗設(shè)計、測試、研究、奠定了理論依據(jù)和實踐基礎(chǔ)。

1.2.2 實驗法（1）實驗儀器：BL-820S科研生物機能實驗系統(tǒng)、杠鈴、平衡氣墊、節(jié)拍器、攝像機、75%濃度酒精、脫脂棉、Ag-Cl 表面電極、彈性繃帶、醫(yī)用膠布、剪子。（2）實驗流程：a.電極貼法：用酒精棉球拭去皮膚表面油脂，電極貼在被測試肌肉肌腹最隆起處，相離2.0～3.0cm，電極片中心連線與肌纖維走向一致。（見肌肉選取及其電極片貼法）。b.動作節(jié)奏的確定，勻速動作節(jié)奏：通過預試驗，確定該項測試的動作節(jié)奏為2拍（2s），節(jié)拍器設(shè)置為20個節(jié)拍，每組完成1—2個深蹲，每位受試者完成2—3組；分2拍完成一個動作，1拍蹲下，1拍蹲起。c.30%RM穩(wěn)定狀態(tài)和60%RM穩(wěn)定狀態(tài)：受試者在穩(wěn)定30%RM和60%RM狀態(tài)下，由于足距[5]、足尖方[6]、深蹲深度[7]和視線[8]會影響深蹲發(fā)力，因此，本實驗采用固定足距、足尖方向（外斜15度）和深蹲深度（下蹲到大腿上沿水平），并要求目視斜上，并且安排3名保護人員站于測試者兩旁和身后，以保護測試者在進行最大重量深蹲時發(fā)生危險。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計法 數(shù)據(jù)處理應用BL-820S科研生物機能實驗系統(tǒng)肌電分析軟件，截取動作電位階段，將原始肌電信號轉(zhuǎn)換為可募集的積分肌電數(shù)據(jù)。采用以平均值±標準差（Mean±SD）來表示，運用Microsoft Excel 2003 和SPSS19.0軟件包對實驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計處理。采用獨立樣本T檢驗，P<0.05，說明有顯著性差異，P<0.01，說明有非常顯著性差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 四種不同狀態(tài)下不同負重的肌肉積分肌電（結(jié)果）

表2 四種不同狀態(tài)下不同負重的肌肉積分肌電對比 N=25 單位：uV.s

從表2看出，與非穩(wěn)定條件相比，在穩(wěn)定條件下以30%RM（力量練習定義的最小負重[1]）深蹲時所有肌肉的值無顯著性變化（P>0.05），同樣的在穩(wěn)定條件下以60%RM深蹲時所有肌肉的值也無顯著性變（P>0.05）；而在非穩(wěn)定條件下以30%RM深蹲時所有肌肉的值也無顯著性變（P>0.05），這有可能是肌肉的部分活動量發(fā)生了轉(zhuǎn)移，去維持在非穩(wěn)定狀態(tài)下身體平衡和膝、踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定，也有可能動員了部分核心區(qū)域內(nèi)的深層小肌群參與活動，但在非穩(wěn)定條件下以60%RM負重深蹲時大部分肌肉（6塊）的值出現(xiàn)顯著增長（Ｐ<0.05），這表明非穩(wěn)定因素對于肌肉發(fā)力的影響比同等條件下只注重負重條件的影響明顯大。這個結(jié)果與Willardson等人[9]的發(fā)現(xiàn)一致，因此，在訓練過程中應該區(qū)別“非穩(wěn)定”與“負重”這兩種不同的外界刺激條件[10]，不能將“非穩(wěn)定”條件或者肌肉負荷量單向的認為是訓練運動員的最好手段。

2.2 討論與分析

積分肌電是指一定時間內(nèi)骨骼肌在興奮時，肌肉參與活動的運動單位的放電總量，反映了參加工作的運動單位的數(shù)量多少和每個運動單位的放電大小[11]，肌電圖上的肌電變化曲線可以反映一段時間內(nèi)肌肉的肌電活動強弱[12]，它與不同機能狀態(tài)的運動單位數(shù)量、運動單位募集模式、運動單位活動的同步化程度以及不同運動單位的放電頻率等因素有關(guān)。因為積分肌電信號變化與肌肉活動狀態(tài)及其功能之間存在較好的聯(lián)系，由于積分肌電信號的獲取具有實時性、客觀性、敏感性及靈活性等特點，因此，積分肌電信號分析常被用做肌肉工作的相關(guān)性研究。通過采集和分析肌群產(chǎn)生的傳播信號可以分析各肌群募集運動單位的多少以及動作電位產(chǎn)生的強弱。

在不同強度和不同類型的運動中，一塊肌肉并非所有的肌纖維都收縮，也不是單根肌肉纖維獨立收縮，而是不同數(shù)目的肌纖維有次序地交替參與工作，并且以一定數(shù)量的肌纖維作為一個個集體進行全或無的收縮。這些肌纖維分別由同一根神經(jīng)纖維或脊髓前角運動細胞軸突的終末枝所支配，這就是橫紋肌收縮的基本功能單位——運動單位（motorunit）；而積分肌電正是反映參加工作的運動單位的動作電位的總和，其值的高低反映參加工作的運動單位的多少。

核心力量是指在運動中控制骨盆和軀干部位肌肉的穩(wěn)定狀態(tài)，使力量的產(chǎn)生、傳遞和控制達到最佳化的一種能力[13]。隨著現(xiàn)代競技體育發(fā)展的多樣化，體育界各專業(yè)研究人不斷探索幫助運動員提高運動成績的訓練方法。傳統(tǒng)的訓練方法已經(jīng)不能滿足當今體育發(fā)展的需求，核心穩(wěn)定性訓練作為一種新興的先進科學的現(xiàn)代體能訓練方法在競技體育迅猛發(fā)展的今天，被運用到運動員的運動體能訓練和運動損傷的預防與康復，并取得良好的評價和可觀的效果。核心穩(wěn)定性訓練被越來越多的專家所推崇，并且在預防運動損傷領(lǐng)域也被廣泛提倡應用。它在現(xiàn)代競技體育中成為不可或缺的一部分，近些年來，核心穩(wěn)定訓練被認為是一般力量和專項力量的鏈接。但是，對核心穩(wěn)定性訓練的不同理解造成了其與傳統(tǒng)力量訓練對立的局面[2]。核心穩(wěn)定性訓練主要在穩(wěn)定（平衡）——打破穩(wěn)定（失衡）——建立新的穩(wěn)定（平衡）的訓練，在不穩(wěn)定的平臺上，利用平衡球、平衡板、瑞士球等不固定軌跡的器械進行訓練。另一方面，傳統(tǒng)力量訓練基本可分為兩類，即固定軌跡練習（如史密斯架深蹲）和自由負重練習（如杠鈴深蹲），其中，自由負重練習同樣包含有非穩(wěn)定的因素，這一類練習多是由多關(guān)節(jié)多肌肉參與的多維度動作組成，練習者需要在保持身體整體穩(wěn)定的前提下進行發(fā)力，這一類練習被證明同樣可以有效刺激核心部位肌肉[14]，由于對自由負重練習過程中的穩(wěn)定性和技術(shù)規(guī)范性重視不夠，造成在自由負重練習過程中出現(xiàn)急性損傷[2]。因此，對核心穩(wěn)定性訓練的片面理解和對傳統(tǒng)力量訓練的穩(wěn)定性認識不夠是造成國內(nèi)兩者力量訓練模式對立的主要原因。

3 結(jié) 論

在穩(wěn)定條件下以30%RM，深蹲時所有肌肉的值無顯著性變化（P>0.05），同樣的在穩(wěn)定條件下以60%RM深蹲時所有肌肉的值也無顯著性變（P>0.05）；而在非穩(wěn)定條件下以30%RM深蹲時所有肌肉的值也無顯著性變（P>0.05），但在非穩(wěn)定條件下以60%RM負重深蹲時股內(nèi)側(cè)肌、股直肌、股外側(cè)肌、腓腸肌、臀中肌、臀大肌等的值出現(xiàn)顯著增長（Ｐ<0.05），這說明在非穩(wěn)定狀態(tài)下可以募集更多的運動單位。因此，非穩(wěn)定支撐面與穩(wěn)定支持面可能同樣具有提高身體穩(wěn)定性、增加身體表層肌肉的刺激程度，兩者不存在對立關(guān)系。因此，在訓練過程中應該注重傳統(tǒng)式訓練與現(xiàn)代新型訓練的有機結(jié)合，不能將“非穩(wěn)定”條件或者肌肉負荷量單向的認為是訓練運動員的最好手段。

本實驗采取對核心區(qū)域部分肌群采用表面肌電測試，表面肌電信號不能選擇性地反映單個運動單位的活動，也不能引導記錄到深層肌肉活動的電位變化，實驗結(jié)論有待進一步完善。

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Electromyography Study of the Squat Exercises Under the Steady and Unsteady

TANG Guangxu1,2, ZHANG Youjun1, CHEN Hanqing1, et al

1.Dept of P.E., Hexi University, Zhangye Gansu, 734000, China;2. Beijing Sports University, Beijing, 100084, China.

Objective The steady aimed to unsteady under different load on the squat when practicing the main muscle groups whether muscle stimulation effect on the same muscle stimulation effect. Method Hexi college sports institute 2013 grade for different weight of 25 boys（30% RM, 60% RM）squats test, the BL - 820 s research biological function experiment system for hip, lower limbs 6 subjects muscles (gluteus and hip muscle, vastus laterals muscle, the rectus stocks, stocks inside muscle, calf) analysis methods of electricity, from the perspective of muscle activity on the unsteady and steady state through analyzing the muscle stimulation effect of resistance training. Results: in stable condition to 30%RM, squat in all muscle values with no significant change (P > 0.05), the same in stable condition to 60%RM squat all the muscles of the value has no significant change(P>0.05); and in non steady conditions to 30%RM squat all the muscles of the value has no significant change (P > 0.05), but under the conditions of non steady load 60%RM squat of vastus medial’s, rectus femora’s, the vastus laterals muscle, gastrocnemius muscle, gluteus mediums muscle, gluteus maximums muscle values increase significantly (P<0.05). Conclusion unsteady bearing surface and stability of support may also has to improve body stability, increase the degree of body surface muscle stimulation, both relation does not exist.

Unsteady state; EMG; Squat exercise; Electromy ography; Strength

G804.6

A

1007―6891（2016）06―0027―05

2016-06-20

2014年度甘肅省體育社會科學研究項目（項目編號：GST201431）；河西學院第六批大學生科技創(chuàng)新項目（項目編號：133）；河西學院校長基金項目（XZ2013-08）。