姚天奇 王啟榮2 謝思源 王爍 王安治3 矯瑋

1 北京體育大學(xué)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)與康復(fù)學(xué)院（北京100084）

2 國家體育總局運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究所（北京100029）

3 中國人民大學(xué)附中三高足球俱樂部（北京100080）

在青少年足球訓(xùn)練和比賽中，變向是最常見的運(yùn)動(dòng)形式之一，是突破對(duì)手或在對(duì)手轉(zhuǎn)身時(shí)快速施壓的重要技術(shù)[1]。有研究表明，在男子足球比賽中，每場(chǎng)比賽每名運(yùn)動(dòng)員變向的次數(shù)可以達(dá)到700次以上[2-4]。同時(shí)，變向動(dòng)作也是造成膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶（anterior cruciate ligaments，ACL）非接觸性損傷的危險(xiǎn)動(dòng)作之一[3，4]。因此，如何在有效預(yù)防損傷的前提下，幫助青少年足球運(yùn)動(dòng)員提高變向能力就成為了研究者關(guān)注的重點(diǎn)。

足球運(yùn)動(dòng)員的變向能力與多種形式的力量素質(zhì)有關(guān)[2-10]。有研究表明，青年足球運(yùn)動(dòng)員的變向能力與向心力量[5]、離心力量[2，5-7，10]、等長(zhǎng)力量[5]、反應(yīng)性力量[9]、下肢爆發(fā)力[8，10]均存在相關(guān)關(guān)系。有研究者發(fā)現(xiàn)股四頭肌肌力、腘繩肌肌力或雙下肢肌力差等指標(biāo)存在差異時(shí)，運(yùn)動(dòng)員的變向表現(xiàn)也有所不同。但是現(xiàn)階段研究主要探討了單塊肌肉和變向能力之間的關(guān)系[7]，以及雙下肢同名肌的肌力差與變向能力之間的關(guān)系[11]。在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中，并非只有單塊肌肉在行使功能，其拮抗肌也發(fā)揮了重要的作用。主動(dòng)肌和拮抗肌必須成對(duì)的交替收縮，才能保證下肢完成動(dòng)作。在變向過程中，腘繩肌和股四頭肌是最關(guān)鍵的一對(duì)主動(dòng)肌和拮抗肌，但是腘繩肌和股四頭肌力量的功能性組合與變向能力的關(guān)系尚不明確。

隨著年齡的增長(zhǎng)，青少年足球比賽的對(duì)抗性也逐漸提高，尤其是到了U17階段，運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練和比賽中需要完成更多的變向動(dòng)作。目前，國內(nèi)外仍缺乏對(duì)U17男子足球運(yùn)動(dòng)員下肢力量的功能性組合與變向能力相關(guān)性的研究，因此，探討U17男子足球運(yùn)動(dòng)員腘繩肌和股四頭肌力量的功能性組合與變向運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)之間的關(guān)系，從功能性角度來分析青少年足球運(yùn)動(dòng)員變向能力就顯得尤為重要，可以為未來中國足球的青訓(xùn)實(shí)踐提供指導(dǎo)性建議。

變向是一種雙下肢交替工作的動(dòng)作，雙側(cè)下肢對(duì)變向能力的影響可能有所不同，現(xiàn)有的研究?jī)H僅建立了一側(cè)下肢力量與運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)之間的關(guān)系。有研究表明，變向運(yùn)動(dòng)的速度取決于單側(cè)下肢[8]，單腿的側(cè)向跳躍與T 型測(cè)試有關(guān)，并且可以預(yù)測(cè)180°轉(zhuǎn)身的速度[11]。但是青少年運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)下肢在變向過程中的不同功能尚不明確，因此仍需對(duì)該人群在變向過程中雙下肢的不同功能進(jìn)行進(jìn)一步探討。

本研究從功能性角度（均衡發(fā)展主動(dòng)肌與拮抗?。┏霭l(fā)，探究U17 青少年足球運(yùn)動(dòng)員雙側(cè)下肢腘繩肌/股四頭肌肌力比率（功能比率和傳統(tǒng)比率）和變向能力（T型測(cè)試）的關(guān)系，分析雙側(cè)下肢在變向運(yùn)動(dòng)中的不同作用，為提升U17 青少年足球運(yùn)動(dòng)員的變向能力及預(yù)防下肢損傷提供依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究設(shè)計(jì)

本研究采用橫截面研究設(shè)計(jì)。研究采用腳踢球的方式確定優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢[12]。在賽季準(zhǔn)備期采用Biodex3.0系統(tǒng)分別測(cè)試運(yùn)動(dòng)員低速（60°/s）和高速（180°/s）雙側(cè)下肢的股四頭肌向心收縮峰值力矩、股四頭肌離心收縮峰值力矩、腘繩肌的向心收縮峰值力矩、腘繩肌的離心收縮峰值力矩；采用T 型測(cè)試來評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)員的變向能力。根據(jù)前人的研究設(shè)計(jì)[13]，，將等速力量和功能測(cè)試分開進(jìn)行，測(cè)試進(jìn)行兩天，第一天測(cè)試等速力量，第二天進(jìn)行變向能力測(cè)試。

1.2 研究對(duì)象

本研究選取47名北京某青少年足球俱樂部U17男子足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行測(cè)試，該隊(duì)伍連續(xù)兩年獲得全國高中聯(lián)賽總決賽和中國中學(xué)生足球錦標(biāo)賽冠軍，并代表中國中學(xué)生隊(duì)（高中組）參加亞洲中學(xué)生足球錦標(biāo)賽，獲得亞軍。運(yùn)動(dòng)員基本信息見表1。

表1 運(yùn)動(dòng)員基本信息表（± s）

表1 運(yùn)動(dòng)員基本信息表（± s）

受試者U17男足運(yùn)動(dòng)員（n=47）年齡（y）15.96 ± 0.65身高（cm）178.13 ± 5.42體重（kg）65.59 ± 7.57運(yùn)動(dòng)年限＞7年運(yùn)動(dòng)等級(jí)二級(jí)以上

1.3 等速肌力測(cè)試

采用Biodex 3.0 系統(tǒng)（Biodex Medical SystemtmInc，New York，USA）進(jìn)行測(cè)試。測(cè)試前先為運(yùn)動(dòng)員演示測(cè)試流程，并示范熱身動(dòng)作。開始測(cè)試后，先進(jìn)行優(yōu)勢(shì)側(cè)60°/s角速度下的5次重復(fù)測(cè)試，休息90s后再進(jìn)行優(yōu)勢(shì)側(cè)180°/s角速度下的20次重復(fù)測(cè)試。測(cè)試優(yōu)勢(shì)側(cè)后，再用同樣的方式測(cè)試非優(yōu)勢(shì)側(cè)。選取雙側(cè)下肢股四頭肌（quadriceps）和腘繩?。╤amstring）向心收縮和離心收縮的峰值力矩分別計(jì)算傳統(tǒng)H/Q 比率（hamstring/quadriceps ratio）和功能H/Q 比率，計(jì)算公式為：傳統(tǒng)H/Q 比率=腘繩肌的向心收縮峰值力矩/股四頭肌向心收縮峰值力矩[14]；功能H/Q 比率=腘繩肌的離心收縮峰值力矩/股四頭肌向心收縮峰值力矩[15]。最終得出優(yōu)勢(shì)側(cè)低速傳統(tǒng)H/Q比率、優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q比率、優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q比率、優(yōu)勢(shì)側(cè)高速功能H/Q比率、非優(yōu)勢(shì)側(cè)低速傳統(tǒng)H/Q 比率、非優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q比率、非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q比率、非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速功能H/Q比率，并將各計(jì)算結(jié)果納入統(tǒng)計(jì)分析。

1.4 變向能力測(cè)試

采用Smart Speed 電子計(jì)時(shí)系統(tǒng)（Fusion Sport，Brisbane，Queensland，Australia）進(jìn)行測(cè)試。采用Michele 等人的T 型測(cè)試方法[16]（intraclass correlation coefficient=0.857）進(jìn)行測(cè)試（圖1）。每個(gè)受試者進(jìn)行三次測(cè)試，取成績(jī)最好的一次作為該項(xiàng)測(cè)試成績(jī)。兩次測(cè)試之間，恢復(fù)時(shí)間不少于5分鐘。T 型測(cè)試成績(jī)=測(cè)試用時(shí)-出發(fā)用時(shí)。

1.5 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS20.0（Statistical package for social science，Chicago，IL，USA）軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和計(jì)算。采用Kolmogorov-Smirnov 測(cè)試來檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的正態(tài)性。各H/Q比率和T型測(cè)試的相關(guān)性采用Pearson簡(jiǎn)單線性模型進(jìn)行分析。本研究以存在相關(guān)的變量為自變量，以T 型測(cè)試成績(jī)?yōu)橐蜃兞?，進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)多元回歸（Enter法），從而檢驗(yàn)與T型測(cè)試相關(guān)的各個(gè)變量對(duì)變向能力的預(yù)測(cè)作用。各項(xiàng)指標(biāo)均以（±s）表示，以P＜0.05為顯著性差異。本研究采用科恩對(duì)相關(guān)性r的效果量評(píng)價(jià)，具體指標(biāo)為：0.1 是一個(gè)小的效果量；0.3 是一個(gè)中等效果量；0.5是一個(gè)大效果量[17]。

2 研究結(jié)果

2.1 T型測(cè)試和各比率描述性統(tǒng)計(jì)及正態(tài)性分析

T 型測(cè)試和各比率的描述性統(tǒng)計(jì)結(jié)果見表2。研究結(jié)果顯示，T 型測(cè)試和各比率的K-S 檢驗(yàn)結(jié)果均不顯著。因此，所有數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，適用于pearson相關(guān)性檢驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)多元回歸檢驗(yàn)。

表2 T型測(cè)試和各比率的描述性統(tǒng)計(jì)及K-S 檢驗(yàn)結(jié)果（n=47）

2.2 力量比率與T型測(cè)試成績(jī)的相關(guān)性分析

各力量比率與T型測(cè)試成績(jī)相關(guān)性分析結(jié)果見表3。研究結(jié)果顯示，非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q 比率和T 型測(cè)試成績(jī)呈現(xiàn)中等正相關(guān)關(guān)系（r=0.44，P＜0.01）；優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q 比率和T 型測(cè)試成績(jī)呈現(xiàn)中等負(fù)相關(guān)關(guān)系（r=-0.358，P＜0.05）。

圖1 T型測(cè)試示意圖

表3 各力量比率與T型測(cè)試成績(jī)的相關(guān)性分析（n=47）

2.3 力量比率與變向能力的多元回歸分析

由表4可見，非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q比率對(duì)T型測(cè)試成績(jī)有正向預(yù)測(cè)作用，運(yùn)動(dòng)員非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q 比率越低，變向能力越強(qiáng)；優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q 比率對(duì)T 型測(cè)試成績(jī)有負(fù)向預(yù)測(cè)作用，運(yùn)動(dòng)員優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q比率越高，變向能力越強(qiáng)；非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q比率對(duì)變向能力的貢獻(xiàn)更大一些。

表4 力量比率與變向能力的多元回歸分析（Enter法）

3 分析與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q比率與完成T型測(cè)試所需時(shí)間呈中等程度的負(fù)相關(guān)，即優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q比率越大，變向速度越快；優(yōu)勢(shì)側(cè)腘繩肌的低速離心力量相對(duì)較強(qiáng)、股四頭肌低速向心力量相對(duì)較弱的運(yùn)動(dòng)員變向速度更快。腘繩肌低速離心力量在變向過程中起到了重要的作用。有研究表明，腘繩肌離心力量與變向速度有相關(guān)性[2]，變向前的減速能力是影響變向能力的因素之一[18]。在減速過程中腘繩肌低速離心力量發(fā)揮了制動(dòng)的作用，是影響減速效果的重要因素[19]。本研究認(rèn)為，在變向過程中成績(jī)較好的運(yùn)動(dòng)員可能是通過提高優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q 比率，更好地發(fā)揮優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢在變向中的減速作用，使人體更好地滿足變向?qū)λ俣鹊囊?，才獲得了較好的變向成績(jī)，但需要進(jìn)一步驗(yàn)證。在實(shí)際訓(xùn)練過程中，教練員往往不愿意降低股四頭肌的絕對(duì)力量，因此強(qiáng)化優(yōu)勢(shì)側(cè)腘繩肌低速離心力量就成了提高優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q比率較為可行的措施。

此外，提高腘繩肌離心力量還在一定程度上能預(yù)防膝關(guān)節(jié)損傷。Havens 等[20]研究發(fā)現(xiàn)，在變向減速過程中，下肢各環(huán)節(jié)并不是均勻分擔(dān)負(fù)荷，而是依賴于膝關(guān)節(jié)承受負(fù)荷。由于膝關(guān)節(jié)整體負(fù)荷的提高，運(yùn)動(dòng)員ACL 受傷的風(fēng)險(xiǎn)也隨之增加[21]。在變向過程中膝關(guān)節(jié)股四頭肌的激活水平也會(huì)明顯上升[2，5，22]，增加腘繩肌離心力量可以幫助運(yùn)動(dòng)員表現(xiàn)出更大的剎車力和沖量[23]。運(yùn)動(dòng)員通過腘繩肌離心做功限制脛骨向前平移，從而起到保護(hù)ACL的作用[24]。也有研究表明，功能H/Q比率越大，損傷的概率也越低[25]。矯瑋等[26]發(fā)現(xiàn)離心力量不足是制約運(yùn)動(dòng)員競(jìng)技能力的薄弱環(huán)節(jié)，同時(shí)也是導(dǎo)致?lián)p傷發(fā)生的危險(xiǎn)因素。因此，通過提高優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢腘繩肌低速離心力量，優(yōu)化優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q 比率，既能在一定程度上預(yù)防優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢損傷，又有助于提高變向能力，是一種較好的訓(xùn)練策略。

非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q 比率與完成T 型測(cè)試所需時(shí)間呈中等程度正相關(guān)。非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q比率越小，變向速度越快。非優(yōu)勢(shì)側(cè)股四頭肌高速向心力量相對(duì)較強(qiáng)、腘繩肌高速向心力量相對(duì)較弱的運(yùn)動(dòng)員變向速度更快。股四頭肌高速向心力量在變向過程中起到了重要作用。有研究表明，中樞神經(jīng)系統(tǒng)通過調(diào)節(jié)肌肉的激活水平來保護(hù)下肢關(guān)節(jié)并提高運(yùn)動(dòng)水平。其中后激活階段是以股四頭肌為主導(dǎo)進(jìn)行的[27]。運(yùn)動(dòng)員的非優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢股四頭肌高速收縮做功時(shí)，會(huì)使下肢更快地過渡到下一個(gè)步態(tài)周期，同時(shí)也會(huì)獲得目標(biāo)方向上更大的沖量，從而使身體在目標(biāo)方向上更好地加速。本研究認(rèn)為，在變向過程中成績(jī)較好的運(yùn)動(dòng)員可能是通過降低非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q 比率，更好地發(fā)揮非優(yōu)勢(shì)側(cè)下肢在變向中的啟動(dòng)作用，才獲得了較好的變向成績(jī)，但也仍需要進(jìn)一步驗(yàn)證。本研究在對(duì)比標(biāo)準(zhǔn)化系數(shù)后發(fā)現(xiàn)，非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q 比率對(duì)變向能力的貢獻(xiàn)更大一些。因此，提高非優(yōu)勢(shì)側(cè)股四頭肌高速向心力量，從而降低非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q比率，可能對(duì)提高變向能力更加重要。

但是單純提高股四頭肌高速向心力量也會(huì)造成一定的問題。劉卉等[28]發(fā)現(xiàn)男性運(yùn)動(dòng)員在變向過程中表現(xiàn)出伸膝力矩較大是ACL損傷的危險(xiǎn)因素。在變向過程中，巨大的股四頭肌峰值力矩會(huì)產(chǎn)生使脛骨向前的剪切力[29]，而這種剪切力是導(dǎo)致ACL 損傷的重要原因之一[30]。在運(yùn)動(dòng)過程中，為了避免受傷，身體會(huì)動(dòng)用更多的腘繩肌離心力量來平衡這種負(fù)荷[19]。并且有研究表明，當(dāng)運(yùn)動(dòng)員一側(cè)下肢腘繩肌肌力顯著弱于另一側(cè)時(shí)，會(huì)使弱側(cè)股四頭肌的工作能力受限，從而導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)下降[31]。因此，通過強(qiáng)化非優(yōu)勢(shì)側(cè)股四頭肌高速向心力量，從而降低非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q比率，可能是提升青少年足球運(yùn)動(dòng)員變向能力的關(guān)鍵策略。在訓(xùn)練中不僅要提高非優(yōu)勢(shì)側(cè)股四頭肌的向心力量，同時(shí)也應(yīng)注意提高非優(yōu)勢(shì)側(cè)腘繩肌的離心力量。這樣既可以使股四頭肌充分發(fā)揮應(yīng)有的加速作用提高運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，還能預(yù)防膝關(guān)節(jié)損傷的發(fā)生。

通過上述分析不難發(fā)現(xiàn)，優(yōu)勢(shì)側(cè)和非優(yōu)勢(shì)側(cè)在變向過程中的作用不同?；貧w分析結(jié)果顯示，非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q 比率和優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q 比率對(duì)T 型測(cè)試的成績(jī)均有預(yù)測(cè)作用。這更進(jìn)一步說明，兩側(cè)下肢在變向中均發(fā)揮了重要作用。運(yùn)動(dòng)員通過優(yōu)勢(shì)側(cè)進(jìn)行制動(dòng)，非優(yōu)勢(shì)側(cè)進(jìn)行加速啟動(dòng)，從而獲得更好的變向成績(jī)。在變向過程中既需要雙側(cè)下肢相互配合，也需要單側(cè)下肢的主動(dòng)肌和拮抗肌的相輔相成。既要考慮非優(yōu)勢(shì)側(cè)股四頭肌的高速向心力量的提高，也需要考慮匹配與之相適應(yīng)的腘繩肌高速離心收縮能力，這充分說明了下肢力量與變向能力之間關(guān)系的復(fù)雜性。因此，不同下肢在不同角速度下的H/Q 比率作為反映股四頭肌和腘繩肌肌肉力量最有效的功能性組合，能更好地反映下肢力量與變向能力之間的關(guān)系，需要引起教練員的重視。

身體素質(zhì)對(duì)于運(yùn)動(dòng)員來說是一個(gè)重要的調(diào)節(jié)劑。Lockie等[32]研究表明，肌肉力量較好的運(yùn)動(dòng)員可以在不同變向時(shí)，通過肌肉發(fā)力控制身體從而產(chǎn)生較好的機(jī)械性調(diào)整。強(qiáng)壯的運(yùn)動(dòng)員能采用更為合理的變向機(jī)制[33]，并且承受更大的膝關(guān)節(jié)負(fù)荷[6，24，34]，從而產(chǎn)生更好的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)[19]。徐金成等[35]采用8 周FIFA 11+練習(xí)顯著改善了青少年校園足球運(yùn)動(dòng)員非優(yōu)勢(shì)側(cè)膝關(guān)節(jié)腘繩肌的肌力。綜合上述研究結(jié)果可見，有針對(duì)性地加強(qiáng)非優(yōu)勢(shì)側(cè)股四頭肌高速向心力量、腘繩肌高速離心力量和優(yōu)勢(shì)側(cè)腘繩肌的低速離心力量是可行的，且可能是提高運(yùn)動(dòng)成績(jī)和預(yù)防膝關(guān)節(jié)損傷的重要途經(jīng)。

4 結(jié)論

優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q 比率越大，非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q 比率越小的U17 男子足球運(yùn)動(dòng)員，變向速度越快；優(yōu)勢(shì)側(cè)低速功能H/Q比率和非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q比率均對(duì)U17 男子足球運(yùn)動(dòng)員的變向能力有預(yù)測(cè)作用，且非優(yōu)勢(shì)側(cè)高速傳統(tǒng)H/Q 比率對(duì)變向能力影響更大。