廖 婷 ,王 斌 ,宋小波 ,趙 華
體能訓(xùn)練是形成部隊戰(zhàn)斗力的重要因素,是磨練軍事人員意志的核心手段。隨著現(xiàn)代軍事訓(xùn)練對體能不斷提出的更高挑戰(zhàn),軍事人員傷病問題凸顯,嚴重影響作戰(zhàn)能力(李欣 等,2019;欒曉維 等,2018;馬龍 等,2018;Zakowski et al,2019)。美國、澳大利亞、挪威、英國相關(guān)研究表明,低水平有氧能力、較差的柔韌性、肌肉力量與耐力的下降,是造成軍事訓(xùn)練傷的主要風(fēng)險因素(Blacker et al.,2008;Harman et al.,2008;Heir et al.,1997;Pope et al.,1999)。在軍事跑步訓(xùn)練、行軍訓(xùn)練與負重訓(xùn)練中激增的訓(xùn)練強度與量度,易導(dǎo)致骨骼肌過度使用而產(chǎn)生損傷(如應(yīng)力性骨折)(Dijksma et al.,2019)。高強度的心理壓力也是軍事人員面臨的重要問題,如睡眠紊亂、恢復(fù)不足產(chǎn)生的焦慮等(Greeves,2013;Wilkinson et al.,2008),并常伴隨免疫系統(tǒng)的下降而受到傳染性疾病的威脅。
水中訓(xùn)練(aquatic training)是在獨特的水環(huán)境中,充分利用水的物理特性,以直立身體姿勢狀態(tài)下的主動運動為標志的嶄新訓(xùn)練方法(Brody et al.,2009)。由于水環(huán)境為平衡失調(diào)、負重減輕及其他陸上無法或難以完成的動作提供了可行性,水中訓(xùn)練在軍事人員訓(xùn)練傷預(yù)防(Wykle,2014)、康復(fù)(Wykle,2013)及體能提升(Eagle et al.,2016)上的效果越來越受到關(guān)注,尤其在軍事訓(xùn)練的實踐領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用并不斷擴大范圍。
本研究在梳理軍事人員水中訓(xùn)練發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,針對上述問題的成因、軍事訓(xùn)練的適用程度與功能效益,在應(yīng)用模式上著重介紹了深水跑、水中抗阻訓(xùn)練和極冷環(huán)境下的水中適應(yīng)性訓(xùn)練,并對相關(guān)機制及在我國軍事體能訓(xùn)練中的應(yīng)用可行性進行了研究。
水中訓(xùn)練是針對不同訓(xùn)練目的與需求的多樣化水中運動,主要涵蓋水中康復(fù)與水中健身兩大領(lǐng)域。水中康復(fù)(aquatic therapy)是“通過水中具有治療性效益的運動實踐以改善患者功能的治療過程”(Becker,2009)。水中健身(aquatic fitness)將以游泳為代表的傳統(tǒng)水中運動延展為在淺水與深水中進行的直立運動(Aquatic Exercise Association,2017)。其中,以水中有氧、抗阻訓(xùn)練為主,許多現(xiàn)代訓(xùn)練理念,如高強度間歇訓(xùn)練(high intensity interval training,HIIT)(Nagle et al.,2017)、快速伸縮復(fù)合練習(xí)(Asadi et al.,2012)、本體感受訓(xùn)練(Thein et al.,2000)、平衡訓(xùn)練(Roth et al.,2006)、功能性訓(xùn)練(Tsourlou et al.,2006)等也在水環(huán)境中創(chuàng)造性地實踐,衍生出新方法。水中浮力、重力、阻力器材的研制,使水的特性得到了強化,更大化水中訓(xùn)練的效能(Katsura et al.,2010)。
近年來,隨著軍事領(lǐng)域中的康復(fù)需求和政府的財政資助,軍事人員水中訓(xùn)練發(fā)展迅速。2005年,美軍康復(fù)醫(yī)療部隊啟動了“水中康復(fù)和水中士兵訓(xùn)練項目”(Aquatic Rehabilitation and Aquatic Warrior Exercise Programs)(U.S.Army,2010),其主要目的是為美國陸軍中肌肉骨骼損傷的士兵提供現(xiàn)代水中訓(xùn)練的標準化訓(xùn)練程序。根據(jù)美國軍醫(yī)處對軍事水中訓(xùn)練提出的3項要求:1)定期進行足夠強度和持續(xù)時間的運動以全面提高身體素質(zhì),無負作用;2)多層面解決負重問題;3)對軍事體能訓(xùn)練的能力提升進行水陸結(jié)合的補充,制定并實施了“受傷士兵的水中康復(fù)訓(xùn)練項目”(Army's Aquatic Rehabilitation Program)和“水中士兵體能提升項目”(Aquatic Warrior Exercise Program)。2011年,美國海軍引進了該項目并改良為“水中最大爆發(fā)力強度訓(xùn)練體系”(AMP-ITTM),將其與HIIT相結(jié)合,發(fā)展為海軍專項體能訓(xùn)練的核心內(nèi)容(U.S.Marine Corps,2011)。兩棲作戰(zhàn)能力是海軍核心戰(zhàn)備力的重要體現(xiàn),對體能要求較高。根據(jù)臨床觀察與醫(yī)務(wù)監(jiān)督報告,其中多項軍事技能有損傷風(fēng)險,如不適當(dāng)?shù)呐e拖船動作易引發(fā)胸椎/腰椎損傷;長時間高強度的游泳訓(xùn)練易導(dǎo)致髖屈肌/腓骨肌腱炎;重復(fù)性、快速的頸部/下腰前屈動作與頸腰部損傷相關(guān)性顯著(Eagle et al.,2016)。美國海軍水中訓(xùn)練強調(diào)在軍事專項技能訓(xùn)練之前,強化髖屈肌、腓骨肌群、下腰部、頸肩部等易感部位的肌肉力量和肌肉耐力,對預(yù)防訓(xùn)練傷起到了明顯效果(Wykle,2014)。
2.1.1 最大強度與次最大強度下的生理效應(yīng)
經(jīng)濟且高效的跑步能力對軍事人員至關(guān)重要。跑步訓(xùn)練是軍事體育訓(xùn)練的主要內(nèi)容,也是軍事體能必考項目之一。目前高強度的陸上軍事訓(xùn)練使軍事人員疲勞程度加重,出現(xiàn)各種程度的傷病問題。研究表明,在停止或降低軍事訓(xùn)練強度的2~4周內(nèi),會出現(xiàn)有氧能力與心血管功能下降,并影響毛細血管密度、線粒體呼吸酶的活性、運動前肌糖原的儲備與脂肪利用率(Reilly et al.,2003)。對已產(chǎn)生訓(xùn)練傷的軍事人員來說,浸入水的直接生理效應(yīng)使體液在組織間轉(zhuǎn)換的速度加快,有助于減輕組織腫脹,增加心輸出量,幫助代謝產(chǎn)物排出,促進骨骼肌損傷修復(fù)(Killgore et al.,2006)。通過采用與陸上跑步相似的動作可在全面提高有氧能力的同時,增進與跑步專項表現(xiàn)相關(guān)的多項技術(shù)指標,并易于軍事人員掌握(Burns et al.,2001)。
由于深水跑比陸上跑臺時V.O2max和最大心率明顯下降,因此在水中只能依賴練習(xí)者自主提高強度到所能夠感知的極限值,且當(dāng)接近極限值時會不自覺地縮短步長以保持步頻、降低疲勞度,Wilder等(1993a)認為,水中訓(xùn)練無法達到真正意義上的最大強度。但是,Dowzer等(1999)認為,盡管無法達到最大值,但深水跑的訓(xùn)練刺激足夠產(chǎn)生積極的生理適應(yīng)。Michaud等(1995)指出,深水跑訓(xùn)練后血乳酸濃度升高,并發(fā)現(xiàn)深水跑者有更高的呼吸換氣率、碳水化合物氧化率以及較低的脂肪利用率。在次最大強度練習(xí)中,Davidson等(2000)觀察到深水跑技術(shù)的熟練度可產(chǎn)生的生理效應(yīng)影響,具體表現(xiàn)為熟練的深水跑者在練習(xí)中可達到與陸上相似的攝氧量值,且心率值較低。
2.1.2 生物力學(xué)特點
有研究表明,大量的陸上耐力性長跑訓(xùn)練與軍事人員的高損傷率顯著相關(guān)(Knapik et al.,2006b)。為了避免“以跑代練”傳統(tǒng)方法的弊端,水中跑步被視為具有極強可替代性的軍事體能訓(xùn)練方式。與陸上訓(xùn)練中的重力作用不同,水中訓(xùn)練時的浮力作用使趨向水面的運動得到支持,而趨向池底的運動受到阻力,導(dǎo)致水陸訓(xùn)練之間的力學(xué)差異。由于水的密度約為空氣的800倍,深水跑訓(xùn)練時對移動的肢體施加的阻力比陸上跑步大,不同的速度和體表面面積還會產(chǎn)生不同的附加阻力(So et al.,2019)。
Masumoto等(2013)對比了深水跑與陸上跑步時肌肉活動狀態(tài)與模式。通過陸上跑步測試確定深水跑的速度與適宜步頻。表面肌電結(jié)果顯示,深水跑時股直肌和股二頭肌的激活程度顯著高于陸上跑步,但腓腸肌活動程度顯著降低,并發(fā)現(xiàn)深水跑的下肢肌肉活動程度隨著步頻的增加而提高。在軀干肌肉活動方面,Billy等(2019)研究顯示,深水跑時腹橫肌的最大隨意收縮(%MVC)顯著高于陸上跑步。腹橫肌為骨盆脊柱提供穩(wěn)定的肌筋膜帶,對于運動中的姿態(tài)穩(wěn)定十分重要。在深水跑的重復(fù)性髖屈動作中,軀干不斷繞縱軸旋轉(zhuǎn),使腹橫肌持續(xù)激活,幫助軀干克服水的阻力維持脊柱與骨盆穩(wěn)定。Kaneda等(2009)發(fā)現(xiàn),髖關(guān)節(jié)活動度在深水跑中顯著增大,并解釋為在非穩(wěn)定漂浮狀態(tài)下骨盆對于股骨的穩(wěn)定性需求(圖1)。
2.1.3 強度監(jiān)控
監(jiān)控深水跑強度的主要指標包括心率、自我疲勞感覺量表(rating of perceived exertion scale,RPE)和節(jié)奏/速率。心率(儲備心率)是常用的強度控制指標。在選用≥中性溫度水環(huán)境進行深水跑訓(xùn)練時,必須考慮到浸入水產(chǎn)生的水中心率下降值,并使用6 s的心率計數(shù),可避免水的快速散熱作用降低心率。Borg的RPE是練習(xí)者根據(jù)自身疲勞程度、環(huán)境和身體素質(zhì)水平進行主觀感受評價的工具。Wilder等(1993b)改良了RPE,使其更適用于水中訓(xùn)練,并被證明在日常訓(xùn)練中具有更強的可操作性。在應(yīng)用過程中,Glass等(1995)和Brown等(1996)發(fā)現(xiàn),在相同跑速下深水跑的RPE水平顯著高于陸上跑臺。
節(jié)奏/速率被融入到深水跑訓(xùn)練中,衍生為間歇式節(jié)奏深水跑(deep water interval cadence running)的訓(xùn)練形式。Killgore等(2012)發(fā)現(xiàn),節(jié)奏與RPE顯著相關(guān),提出通過記錄心率所對應(yīng)的節(jié)奏變化,可對不同節(jié)奏產(chǎn)生的生理效應(yīng)進行預(yù)測,從而制定相應(yīng)的節(jié)奏水平和間歇時間。Wykle(2014)采用水中心率監(jiān)控裝置對美國陸軍士兵的深水跑適宜步頻進行測量,制定了有針對性的強度區(qū)間與30 s的間歇節(jié)奏,并每月通過“深水百步踏測試”(100 deep water step test)對訓(xùn)練效果進行評估。根據(jù)美國陸軍數(shù)據(jù)統(tǒng)計,前測平均初始心率為92 BPM,結(jié)束心率為144 BPM,完成測試時間為85 s;12周訓(xùn)練后,靜息心率平均下降49%(-4 BPM),結(jié)束心率提高62%(+7 BPM),完成測試時間減少75%(-11 s)。
圖1 深水跑的生物力學(xué)分析示意圖(Kaneda,2009)Figure 1. The BiomechanicalAnalysis of Deep Water Running
在軍事野戰(zhàn)、武裝越野及戰(zhàn)役行動部署等訓(xùn)練中,軍事人員必須穿戴防彈衣并攜帶必要的物資或器械。在兵種相同的情況下,不同體重的軍事人員所承載的絕對負荷一致。研究發(fā)現(xiàn),承載重量相對于自身單次最大力量(1 RM)更小百分比的軍事人員,執(zhí)行指定軍事任務(wù)時肌肉力量及耐力表現(xiàn)更優(yōu),完成情況更好。力量訓(xùn)練可減少軍事人員負重期間與地面接觸所承載的相對負荷,降低相同力量輸出時機體的能量代謝需求,使其更專注于軍事技戰(zhàn)術(shù)的使用(Turner et al.,2016)。水中抗阻訓(xùn)練(aquatic resistance training)是指在水中利用自身肢體或水中抗阻器材所造成的阻力,發(fā)展肌肉力量、耐力及爆發(fā)力的訓(xùn)練方法。研究證實了水中抗阻訓(xùn)練提高力量(Colado et al.,2009)、爆發(fā)力(Robinson et al.,2004)、柔韌(Kim et al.,2010)、身體成分(Colado et al.,2012)、心血管代謝危險因子(Jones et al.,2009)及降低陸上抗阻訓(xùn)練損傷風(fēng)險(Kevin,2014)的有效性。近年來,在軍事訓(xùn)練中,水中抗阻訓(xùn)練既可作為陸上抗阻訓(xùn)練的有益補充,提高軍事人員戰(zhàn)備力并預(yù)防相關(guān)損傷,又是康復(fù)訓(xùn)練項目的重要組成部分。
2.2.1 減重環(huán)境與損傷預(yù)防
由于骨骼肌過度使用而造成的損傷是軍事環(huán)境下最為高發(fā)的訓(xùn)練傷類型。Finestone等(2008)調(diào)查了以色列輕步兵基礎(chǔ)作戰(zhàn)訓(xùn)練周期中訓(xùn)練傷情況,發(fā)現(xiàn)應(yīng)力性骨折(女兵)、前膝疼和腰背痛最為普遍。美國步兵損傷調(diào)查報告指出,在訓(xùn)練導(dǎo)致的骨骼肌損傷中,52%為下肢損傷,26%為下腰痛/損傷,22%為上肢損傷。Jones等(1993)揭示了高強度的行軍訓(xùn)練和負荷承重與骨骼肌損傷的高相關(guān)性。水中抗阻訓(xùn)練所處的獨特減重環(huán)境被認為是肌肉力量、耐力和爆發(fā)力素質(zhì)安全有效提高的理想特性。受阿基米德定律(Archimedes principle)的影響,浸入水所造成的減重與浸入深度直接相關(guān)。在頸部深度浸入時減重90%,恥骨聯(lián)合深度浸入,水有效地減輕了人體體重的40%,當(dāng)進一步浸入臍時達到50%,劍突浸沒可減輕體重60%。此減重效應(yīng)使水中抗阻訓(xùn)練的關(guān)節(jié)損傷及跌倒風(fēng)險最小化,成為提高力量及心肺耐力安全的有效方式(Colado et al.,2012)。由于水環(huán)境的浮力作用,關(guān)節(jié)間壓縮力降低,運動損傷風(fēng)險大幅度減少,尤其適合于緩解膝痛(Waller et al.,2013)及腰背痛(Waller et al.,2009)等問題。Pantoja等(2009)對比了水中與陸上抗阻訓(xùn)練對肌肉創(chuàng)傷的影響,在相同強度與持續(xù)時間的情況下,血漿肌酸激酶在陸上訓(xùn)練48 h后顯著提高(2倍),而水中訓(xùn)練組無顯著差異,顯示水中抗阻訓(xùn)練的加速恢復(fù)效果使其訓(xùn)練頻度多于陸上。
軍事體能訓(xùn)練的目的是為軍事作戰(zhàn)的多樣化任務(wù)提供身體素質(zhì)的全方位保障。現(xiàn)代軍事任務(wù)需求復(fù)雜,對發(fā)力率提出了更高要求,爆發(fā)力訓(xùn)練越來越受到重視。水中快速伸縮復(fù)合訓(xùn)練(aquatic plyometrics)是以提高運動員爆發(fā)力、速度與跳躍能力為目的的水中抗阻訓(xùn)練類型(Martel et al.,2005;Jurado et al.,2018)。Colado 等(2010)提出,水中抗阻訓(xùn)練中單腿跳躍比陸上沖擊力較低,且峰值向心力較高,是提高跳躍能力的理想訓(xùn)練方式。Alberton等(2013)證實,水中跳躍訓(xùn)練在爆發(fā)力與速度素質(zhì)的應(yīng)用上可獲得與陸上訓(xùn)練相媲美的提高效果,且肌肉酸痛度降低,關(guān)節(jié)壓力減少。Wertheimer等(2018)探索了8周陸上與水中快速伸縮復(fù)合練習(xí)組采用相同干預(yù)動作后對肌肉微損傷多項指標的影響,結(jié)果表明,水中干預(yù)組在肌酸激酶(creatine kinase,CK)、血清尿素(serumurea,SU)、乳酸脫氫酶(lactic dehydrogenase,LDH)指標上具有較低水平(P>0.05)。本研究認為,水的天然阻力特性使離心收縮減少,并加快跳躍過程中離心收縮轉(zhuǎn)換為向心收縮的速度,因此增加了向心收縮阻力,降低急性肌肉損傷。
2.2.2 應(yīng)用要素
軍事人員長期在各種形式的壓力之下,導(dǎo)致時常失眠、能量負平衡等(Henning et al.,2011)。根據(jù)一般適應(yīng)理論,長期處于壓力狀態(tài)下時,機體難以產(chǎn)生超量恢復(fù)效應(yīng),出現(xiàn)力竭。血漿皮質(zhì)醇等應(yīng)激激素的增加,抑制人體免疫系統(tǒng),導(dǎo)致軍事人員易受傳染、糖異生增加、肌肉萎縮(Kraemer et al.,2005)。因此,為了避免長期慢性受壓所產(chǎn)生的過度訓(xùn)練現(xiàn)象,應(yīng)高度重視周期訓(xùn)練的應(yīng)用。在軍事體能訓(xùn)練環(huán)境下,水中抗阻訓(xùn)練所采用的量、強度、頻率和訓(xùn)練方式都對訓(xùn)練效果具有重要影響,降低局部疲勞并促進超量恢復(fù)是主要目的。de Souza等(2012)提出,在訓(xùn)練量與練習(xí)動作上,每周2次,每次10~15 min,3~6個目標大肌肉群的練習(xí)動作進行1~2組,每組20~25次即可;后期逐漸進階到每周3次,每次15~45 min,6~12個練習(xí)動作進行3~5組,每組8~15次最佳。Pinto等(2014)報道,在有氧訓(xùn)練之前進行水中抗阻訓(xùn)練才能更好地達到增肌效果和力量增長。雖然水中器材的使用可增加能量消耗,但徒手訓(xùn)練仍能取得良好的訓(xùn)練效果。間歇時間的設(shè)置與重復(fù)次數(shù)直接相關(guān),但需考慮到低強度訓(xùn)練中核心體溫的保持,以保障高強度訓(xùn)練時的肌肉血流灌注(da Silva et al.,2010)。
超越生理和物理范疇的新環(huán)境,對軍事人員的環(huán)境適應(yīng)性以及作業(yè)效能提出了前所未有的高要求。極冷環(huán)境是我國軍事人員所面臨的極端環(huán)境之一,當(dāng)人體核心體溫下降到32℃,極易出現(xiàn)自發(fā)性心室顫動并導(dǎo)致死亡(Keatinge et al.,2001)。即使處于低溫環(huán)境下,粗大與精細動作技能及認知能力也會大幅度下降。保持和提高軍事人員在低溫至極冷環(huán)境下的體能水平及長時間作戰(zhàn)能力是未來實現(xiàn)敢打必勝的必要條件(Cotter et al.,2017)。極冷環(huán)境下的水中適應(yīng)性訓(xùn)練(aquatic training in ice-cold water)是指在≤10℃的冷水中進行主動運動以提高機體適應(yīng)性能力的訓(xùn)練方法(Tipton et al.,1999)。通過訓(xùn)練可產(chǎn)生的適應(yīng)性機制,包括增強心腦血管功能、改善血液流變學(xué)指標(Kolettis,2003)、提高機體抗氧化能力和免疫力(Tipton et al.,1987)。
2.3.1 冷休克反應(yīng)及其生理機制
對極冷環(huán)境預(yù)先有準備地進行適應(yīng)性訓(xùn)練可避免自損兵力,為殲滅敵軍保存實力(Phetteplace,2000)。冷休克反應(yīng)(clod-shock response,CSR)是指驟然暴露在極冷環(huán)境下而產(chǎn)生的應(yīng)激生理反應(yīng),2~3 s的冷水浸入可使心跳急劇加速。同時,動脈和靜脈壓顯著增加,動脈收縮壓與舒張壓從靜息狀態(tài)130/76 mmHg(17.3/10.1 kPa)平均增至175/93 mmHg(23.3/12.4 kPa)(Tipton,1989)。冷水浸入對心血管系統(tǒng)施加了沉重負擔(dān),加大了心臟(尤其是左心室)的工作負荷,可損壞心室感受性、擾亂心臟節(jié)律、引發(fā)心室顫。有研究報道,急性冷水浸入使呼氣末氧分壓和二氧化碳引起動脈張力的急劇下降,產(chǎn)生不可控的換氣過度現(xiàn)象,出現(xiàn)吸氣性喘息(inspiratory gasp),嚴重威脅生存(Hayward et al.,1984)。
2.3.2 長期訓(xùn)練產(chǎn)生的機體影響
長期進行極冷環(huán)境下的水中適應(yīng)性訓(xùn)練,可引發(fā)內(nèi)分泌功能的重要調(diào)節(jié)作用,提高免疫功能。Dugue等(2000)研究了在浸入≤10℃的冷水中之前進行熱桑拿浴的芬蘭冬游者,通過環(huán)境溫度的巨大且快速的變化(約100℃),出現(xiàn)神經(jīng)內(nèi)分泌/心血管的顯著壓力,導(dǎo)致機體的適應(yīng)性變化,并觀測到靜息狀態(tài)下白細胞介素6(IL-6)、白細胞和單核細胞的濃度顯著提高,可溶性IL-6受體的血漿濃度顯著降低。Hermanussan等(1995)對比了10周冷水游泳訓(xùn)練后身體的適應(yīng)性變化,發(fā)現(xiàn)血清泌乳素輕微下降,濾泡激素、黃體酮激素和生長激素保持不變,同時基礎(chǔ)泌乳素幾乎全部增加,血清胰島素水平下降50%,且未訓(xùn)練者運動后即刻血糖升高,而訓(xùn)練組無升高現(xiàn)象。Manolis等(2019)發(fā)現(xiàn),長期暴露在冷水中并進行適量有氧運動后,身體對應(yīng)激的耐受力增加,但患有心血管疾病的人群易出現(xiàn)因心律不齊造成的負面影響。
2.3.3 促進適應(yīng)性變化的訓(xùn)練要素
Cooper等(1976)發(fā)現(xiàn),在冷水浸入1 min內(nèi)進行低強度運動并不能防止冷休克的過度換氣現(xiàn)象和二氧化碳引起的呼氣末氧分壓下降的發(fā)生。但Keatinge等(1961)發(fā)現(xiàn),如果采用中等強度和高強度運動,二氧化碳分壓則較少下降或不降反升,出現(xiàn)呼吸增強而非換氣過度現(xiàn)象,還探討了重復(fù)性浸入次數(shù)與適應(yīng)性變化的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)8次浸入15℃水中可減少或消除浸入早期的呼吸、心率和代謝反應(yīng),并增加二氧化碳潮氣末水平和溫度適應(yīng)。與陸上訓(xùn)練一樣,水中適應(yīng)性訓(xùn)練通過反復(fù)暴露于嚴重寒冷的環(huán)境下,可能導(dǎo)致交感神經(jīng)對冷的反應(yīng)降低,迷走神經(jīng)反應(yīng)增強。一旦建立起適應(yīng)性變化,此效應(yīng)可能會持續(xù)幾個月。
相較于陸上體能訓(xùn)練,水中訓(xùn)練有其獨特的優(yōu)勢,其作用機制與水的生理物理特性緊密聯(lián)系。浸入水所產(chǎn)生的流體靜壓可加速人體深層組織的循環(huán),增加心容積與心輸出量,并同時降低心率,加速腎循環(huán)及尿的排泄以促進代謝廢物的排出,壓迫靜脈及淋巴系統(tǒng)消除水腫(Haff et al.,2008);增加胸腔中心血流量并擠壓胸腔迫使呼吸的強度與深度加大,提高呼吸系統(tǒng)效率,以水的浮力幫助關(guān)節(jié)減壓促進運動恢復(fù)(Bressel et al.,2011)。
現(xiàn)代高強度軍事訓(xùn)練中,訓(xùn)練傷的預(yù)防是必須考慮的關(guān)鍵問題。研究表明,有針對性的體能訓(xùn)練可產(chǎn)生有效的預(yù)防作用,以水中訓(xùn)練最佳。相較于陸上訓(xùn)練,水中運動對骨骼肌穩(wěn)定性能力的需求增加,對糾正姿態(tài)異常、肌肉失衡、發(fā)展核心及小肌肉群具有明顯效果。在水中進行體能訓(xùn)練可有效減小關(guān)節(jié)壓力,減少延遲性肌肉酸痛并加快機體疲勞后再生恢復(fù)的時間。水中獨特的3D阻力環(huán)境創(chuàng)造出低沖擊、高強度訓(xùn)練的可能性,可應(yīng)用于周期訓(xùn)練中的基礎(chǔ)能力訓(xùn)練,并由于對體內(nèi)代謝產(chǎn)物的良好清除效果,也可應(yīng)用于高強度訓(xùn)練階段的積極性再生恢復(fù)訓(xùn)練中。此外,水中訓(xùn)練在損傷發(fā)生后的恢復(fù)階段價值凸顯。由浸入帶來的心血管、腎臟、肺、淋巴及骨骼肌系統(tǒng)等積極變化加速體內(nèi)循環(huán)、廢物清除、強化肌肉做功及關(guān)節(jié)活動度,特別是流體靜壓的全程作用,加壓靜脈和淋巴系統(tǒng),解決損傷部位的炎癥與腫脹。在浮力作用下進行針對損傷部位的水中運動,可提前到無法在陸上進行康復(fù)訓(xùn)練的早期階段,關(guān)節(jié)無負荷的體內(nèi)加壓狀態(tài)成為加速運動員損傷恢復(fù)的最佳治療環(huán)境。同時,在恢復(fù)期間進行水中訓(xùn)練可使胸腔內(nèi)中心血流量的增加結(jié)合流體靜壓對胸壁的壓力,呼吸做功難度加大,此效應(yīng)下進行足夠刺激的水中運動而產(chǎn)生的提高是呼吸肌力量、耐力及整體效能的同步提高。水中訓(xùn)練還可為長期陸上體能訓(xùn)練增添樂趣與挑戰(zhàn),成為神經(jīng)肌肉適應(yīng)形式的重塑良機(Silvers et al.,2007)。
需要注意的是,準確把握水中運動與陸上運動的活動模式、肌肉募集方式與心肺做功方式的異同點,并根據(jù)訓(xùn)練需求適宜調(diào)整強度的特征要素,對保障水中訓(xùn)練的體能促進及防傷預(yù)傷的效果至關(guān)重要。研究表明,對水性的掌握程度和發(fā)力部位用力效果的感知程度可使不同運動員對同一練習(xí)動作產(chǎn)生較大效果差異(de Souza et al.,2012)。
服務(wù)于軍事戰(zhàn)備力需求的體能訓(xùn)練,除注重有氧能力和肌肉耐力訓(xùn)練外,還應(yīng)強調(diào)最大力量訓(xùn)練、爆發(fā)力訓(xùn)練及核心穩(wěn)定性訓(xùn)練。在水中訓(xùn)練中,深水跑具有顯著的有氧訓(xùn)練效益,頸部以下浸入水所產(chǎn)生的生理效應(yīng),伴隨3D阻力環(huán)境下的跑動模式,不僅加速了有氧能力和肌肉耐力提高,也使姿態(tài)穩(wěn)定性得到強化。水中抗阻訓(xùn)練既可以獲得與陸上訓(xùn)練相似的力量增長效果,同時避免重復(fù)性訓(xùn)練所產(chǎn)生關(guān)節(jié)壓力及肌肉微損傷的加重,尤其適合復(fù)雜作戰(zhàn)環(huán)境下的軍事人員爆發(fā)力訓(xùn)練。水環(huán)境還為軍事體能訓(xùn)練提供了在復(fù)雜作戰(zhàn)條件下應(yīng)對極端環(huán)境的解決策略。水中溫度的傳導(dǎo)性可迅速從皮膚、肌肉、滲入至深部器官(核心體溫),使得故意或無意地暴露于極冷水環(huán)境中對保持體內(nèi)液體平衡及免疫系統(tǒng)的應(yīng)激提出了挑戰(zhàn),幫助軍事人員提高作戰(zhàn)能力。
我國軍事體育訓(xùn)練的科學(xué)化,需要將國際先進的訓(xùn)練理念與方法引入、吸收,進而整合、創(chuàng)新。根據(jù)國際軍事體育訓(xùn)練現(xiàn)狀,水中訓(xùn)練雖然在整體訓(xùn)練中所占比重有限,但在預(yù)防訓(xùn)練傷及體能提升的過程中占據(jù)獨有的價值優(yōu)勢。目前,我國軍事體育領(lǐng)域的水中訓(xùn)練研究有限,與軍事核心技術(shù)相銜接的有針對性的訓(xùn)練計劃設(shè)置、訓(xùn)練器材的選擇與標準化應(yīng)用、強度的精確監(jiān)控及訓(xùn)練效果的準確評價,都是水中訓(xùn)練未來不斷探索與提高的重要方向。