趙春宇，吳劍，景壯壯

20世紀80年代初期，在動物的快收縮肌中發(fā)現(xiàn)了一種復雜的生理現(xiàn)象，它對肌肉進行大強度的刺激會使隨后的收縮張力顯著增加[1，2]。 隨后，科研人員在人的運動訓練中發(fā)現(xiàn):持續(xù)10s的最大自主等長收縮（the maximal voluntary isometric contraction，MVC)刺激可以使脛骨前肌和跖屈肌的收縮張力顯著增加[3]。1998年，Brown等將這一現(xiàn)象命名為“后激活增強效應”（post-activation potentiation，PAP)[4]。 此后，作為一種可能提高運動成績的訓練手段，后激活增強效應受到世界各國學者的廣泛關(guān)注。

隨著PAP研究的持續(xù)深入，我們發(fā)現(xiàn)不同誘導方式所產(chǎn)生的PAP差異性較大。而誘導方式的差異性主要體現(xiàn)在提供誘導肌力的性質(zhì)（動態(tài)誘導或靜態(tài)誘導)與誘導負荷（誘導強度與量)方面。動態(tài)誘導是目前PAP研究的主要方向，那么在PAP動態(tài)誘導條件下采用什么樣的誘導負荷才能實現(xiàn)PAP最大化一直是運動訓練領(lǐng)域的研究熱點。多年來，關(guān)于這一問題，不同學者的研究觀點存在一定的爭議。

Esformes等研究發(fā)現(xiàn)，預先進行3RM的深蹲刺激使橄欖球運動員下蹲跳（counter movement jump，CMJ)高度顯著提高[5]。郭燕蘭等研究發(fā)現(xiàn)，5次90%1RM的深蹲刺激使跳躍類項目運動員的縱跳高度顯著提高[6]。因此，作為一種訓練方法，學者及教練員有必要探尋使其能夠發(fā)揮最大作用的條件。以往多數(shù)學者認為，次最大強度可以產(chǎn)生良好的PAP效應。而Wilson等認為，拋開運動員個體差異等客觀因素，單從肌肉所承受的負荷刺激方面來講，60% ～85%1RM的強度是誘導PAP的最佳強度，這一強度區(qū)間能夠避免大強度刺激給肌肉帶來的細微結(jié)構(gòu)損傷，具有較高的機械效率[7]。

綜上，本研究在動態(tài)誘導條件下，探討不同誘導強度對PAP的影響，試圖發(fā)現(xiàn)動態(tài)誘導最佳PAP。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究將不同誘導強度之間PAP的差異性作為研究對象。將8名男性國家二級短跑運動員作為實驗對象。要求所有受試者保證每周至少有一次下肢力量訓練，同時在實驗前48h無劇烈運動，無咖啡因等違禁藥物攝入。所有受試者身高、體重、年齡、BMI指數(shù)以及訓練年限經(jīng)獨立樣本t檢驗后，結(jié)果顯示均無顯著性差異（P＞0.05)。

表1 受試者的基本情況（±s)

表1 受試者的基本情況（±s)

人數(shù)（名) 年齡（歲) 身高（cm) 體重（kg) 1RM（kg) 訓練年限（年)8 21.25±2.22 177.75±5.76 67.57±6.44 142.50±7.50 6.00±2.24

1.2 研究方法

1.2.1 實驗儀器主要包括VICON紅外高速運動捕捉系統(tǒng)、Basler攝像設(shè)備、AMTI測力臺和Noraxon16導遙測機電儀。

1.2.2 實驗前準備第一步，所有受試者在實驗正式開始以前，要求到實驗室熟悉測試環(huán)境以及實驗流程。在專業(yè)教練員的陪同指導下，對CMJ動作進行練習和規(guī)范，力求達到最大的跳躍高度。

第二步，測量受試者的身高、體重、踝寬、膝寬和腿長，并將采集到的身體數(shù)據(jù)錄入VICON系統(tǒng)。

第三步，測試受試者的 1RM、4RM、8RM和11RM的重量。在測試前先進行小負荷的熱身，然后，以自身體重為基礎(chǔ)，進行3～5次的重復；即而增加20～30kg，進行2～3次的重復；再增加10～20kg，嘗試1RM測試；最后增加5～10kg繼續(xù)測試。如若失敗，減少5～10kg繼續(xù)測試，直至1RM測試成功為止。4RM、8RM和11RM的重量根據(jù)Brzycki的推算方程為:1RM ＝ rep wt／（1.027 8-0.027 8×reps)，其中rep wt為多次重復的重量；reps為至疲勞最多重復的次數(shù)。計算得出約為90%1RM、80%1RM 和 70%1RM[8]。 將計算出的重量進行實際驗證，得到最準確的重量。每兩次測試間的休息時間不低于5min（見圖1)。

圖1 受試者進行PAP誘導

1.2.3 實驗流程

測試人員將實驗所需物品提前備好，對實驗儀器進行通電和調(diào)試，使其運行數(shù)分鐘后等待實驗開始。與此同時，受試者開始進行熱身訓練。訓練包括5min的慢跑和5min的動態(tài)拉伸。熱身結(jié)束后，測試人員將16個Marker點和3個電極片粘貼在受試者下肢的相應部位，并用繃帶進行固定。一切實驗前準備工作就緒后，實驗正式開始。首先，受試者在PAP誘導前進行一次CMJ測試，將采集到的數(shù)據(jù)作為誘導前基準值；隨后，受試者在有測試人員保護的情況下進行杠鈴深蹲誘導，在結(jié)束后的15s、4min、8min、12min、16min、20min 時進行 CMJ測試，將采集到的數(shù)據(jù)記錄并保存。每兩次實驗間隔至少48h（見圖2)。

圖2 受試者進行CMJ測試

1.2.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計各指標采用均數(shù)±標準差的形式進行統(tǒng)計描述。對受試者的基本信息和四組強度誘導前后的CMJ高度、VGRF、PPO以及下肢肌肉（股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌)的IEMG值采用SPSS 26.0獨立樣本T檢驗進行統(tǒng)計分析。將P＜0.05定義為具有顯著性差異。

2 研究結(jié)果

2.1 不同強度誘導前后受試者下蹲跳高度在不同恢復時間下的變化特征

由表2可知，11RM誘導后受試者CMJ高度在15s時顯著下降（P＝0.043)，在8min時顯著增長（P＝0.025)，增長幅度約為4.42%；8RM誘導后受試者CMJ高度在15s時顯著下降（P＝0.008)，在4min、8min和12min時顯著增長（P1 ＝0.02、P2＝0.017、P3 ＝0.022)，增長幅度約為 5.12%；4RM誘導后受試者CMJ高度在15s時顯著下降（P＝0.005)，在4min、8min和12min時顯著增長（P1 ＝0.042、P2 ＝0.013、P3 ＝0.037)，增長幅度約為5.01%；1RM誘導后受試者CMJ高度在15s時顯著下降（P＝0.003)，在8min和12min時顯著增長（P1＝0.044、P2＝0.041)，增長幅度約為3.86%。

表2 CMJ高度的變化特征（±s，單位:cm)

表2 CMJ高度的變化特征（±s，單位:cm)

注:*代表P＜0.05，PAP誘導后與誘導前基準值之間的差異，下同。

時間 11RM 8RM 4RM 1RM baseline 46.86±2.70 46.86±2.70 46.86±2.70 46.86±2.70 15s 45.59±1.62* 45.34±3.34* 44.94±3.40* 44.80±2.99*4min 48.50±1.53 49.01±2.52* 48.85±2.58* 48.18±2.69 8min 48.93±3.27* 49.26±2.01* 49.21±2.67* 48.67±2.19*12min 48.38±3.20 48.77±2.77* 48.56±2.32* 48.52±2.53*16min 47.47±3.23 47.75±2.90 47.94±3.10 47.66±2.82 20min 46.75±3.07 47.22±3.00 47.27±3.41 47.33±2.91

2.2 不同強度誘導前后受試者反地面垂直作用力在不同恢復時間下的變化特征

由表3可知，11RM誘導后受試者VGRF在15s時顯著下降（P＝0.026)，在8min時顯著增長（P＝0.010)，增長幅度約為6.44%；8RM誘導后受試者VGRF在15s時顯著下降（P＝0.012)，在4min、8min和12min時顯著增長（P1＝0.023、P2＝0.021、P3＝0.026)，增長幅度約為7.49%；4RM 誘導后受試者VGRF在15s時顯著下降（P＝0.017)，在4min、8min和12min時顯著增長（P1＝0.024、P2＝0.035、P3 ＝0.011)，增長幅度約為 7.03%；1RM誘導后受試者 VGRF在15s時顯著下降（P＝0.014)，在8min和12min時顯著增長（P1＝0.035、P2＝0.016)，增長幅度約為5.31%。

表3 VGRF的變化特征（±s，單位:N)

表3 VGRF的變化特征（±s，單位:N)

時間 11RM 8RM 4RM 1RM baseline 1 676.29±231.99 1 676.29±231.99 1 676.29±231.99 1 676.29±231.99 15s 1 654.47±228.05* 1 644.51±253.32* 1 639.62±251.17* 1 635.39±223.18*4min 1 756.88±228.38 1 778.25±273.57* 1 766.15±223.53* 1 746.84±260.64 8min 1 784.24±221.61* 1 801.89±324.10* 1 794.09±246.06* 1 761.18±246.06*12min 1 755.24±263.85 1 761.59±254.15* 1 772.51±306.85* 1 765.26±280.53*16min 1 691.84±189.37 1 717.96±273.03 1 727.60±286.43 1 715.87±263.67 20min 1 686.49±200.69 1 699.23±259.13 1 700.22±163.84 1 705.57±251.64

2.3 不同強度誘導前后受試者峰值功率輸出在不同恢復時間下的變化特征

由表4可知，11RM誘導后受試者PPO在15s時顯著下降（P＝0.019)，在8min時顯著增長（P＝0.033)，增長幅度約為6.86%；8RM誘導后受試者PPO在15s時顯著下降（P＝0.008)，在4min、8min和12min時顯著增長（P1＝0.037、P2＝0.003、P3＝0.019)，增長幅度約為7.09%；4RM誘導后受試者PPO在15s時顯著下降（P＝0.012)，在4min、8min和 12min時顯著增長（P1＝0.021、P2＝0.028、P3＝0.022)，增長幅度約為6.97%；1RM 誘導后受試者PPO在15s時顯著下降（P＝0.015)，在8min和12min時顯著增長（P1＝0.025、P2＝0.013)，增長幅度約為6.17%。

表4 PPO的變化特征（±s，單位:W)

表4 PPO的變化特征（±s，單位:W)

時間 11RM 8RM 4RM 1RM baseline 3 008.50±279.46 3 008.50±279.46 3 008.50±279.46 3 008.50±279.46 15s 2 917.45±258.20* 2 920.92±251.20* 2 890.49±251.06* 2 857.52±269.84*4min 3 167.50±288.70 3 138.75±389.33* 3 131.31±301.33* 3 095.36±247.73 8min 3 215.01±300.56* 3 221.74±336.75* 3 218.32±312.44* 3 194.07±292.35*12min 3 132.51±305.40 3 127.93±339.66* 3 154.31±287.36* 3 148.64±340.24*16min 3 060.08±270.77 3 072.09±337.21 3 088.26±289.96 3 103.31±343.93 20min 3 005.70±259.94 3 041.97±306.50 3 032.03±274.84 3 041.73±290.07

2.4 不同強度誘導后受試者肌肉的積分肌電值在不同恢復時間下的變化特征

由表5和圖3可知，11RM誘導后受試者股直肌IEMG值在15s時顯著下降（P＝0.042)，8min時顯著增長（P＝0.043)。股內(nèi)側(cè)肌IEMG值在8min時顯著增長（P＝0.045)。股外側(cè)肌IEMG值在15s時顯著下降（P＝0.019)，在8min時顯著增長（P＝0.018)；8RM誘導后受試者股直肌IEMG值在15s時顯著下降（P＝0.043)，8min時顯著增長（P＝0.040)。股內(nèi)側(cè)肌IEMG值在12min時顯著增長（P＝0.036)。股外側(cè)肌IEMG值在15s時顯著下降（P＝0.042)，在8min時顯著增長（P＝0.036)；4RM誘導后受試者股直肌IEMG值在15s時顯著下降（P＝0.023)，8min時顯著增長（P＝0.039)。股內(nèi)側(cè)肌IEMG值在12min時顯著增長（P＝0.012)。股外側(cè)肌IEMG值在15s時顯著下降（P＝0.033)，在8min時顯著增長（P＝0.041)；1RM誘導后受試者股直肌IEMG值在15s時顯著下降（P＝0.021)，8min時顯著增長（P＝0.040)。股內(nèi)側(cè)肌 IEMG值在12min時顯著增長（P＝0.013)。股外側(cè)肌IEMG值在15s時顯著下降（P＝0.012)，在8min時顯著增長（P＝0.025)。

表5 不同強度誘導后IEMG的峰值（±s，單位:uV·s)

表5 不同強度誘導后IEMG的峰值（±s，單位:uV·s)

注:RF表示rectus femoris股直??；VM表示vastus medialis股內(nèi)側(cè)??；VL表示vastus lateralis股外側(cè)肌。

誘導強度 股直肌 股內(nèi)側(cè)肌 股外側(cè)肌Baseline 136.24±21.11 157.03±18.01 209.49±42.63 11RM 152.34±25.59 177.78±37.67 234.67±46.35 8RM 164.97±18.20 182.21±28.46 251.96±52.53 4RM 159.76±19.83 188.18±27.88 250.34±76.64 1RM 160.14±34.41 184.62±35.22 231.04±47.02

圖3 PAP不同強度誘導前后受試者IEMG值變化柱狀圖

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，11RM-1RM的強度均能誘發(fā)短跑運動員的PAP效應，其中8RM（80%1RM)所產(chǎn)生的增強效應最為明顯，其次是4RM（90%1RM)、11RM（60%1RM)和 1RM（100%1RM)，這與 Go?as等和Petisco等的研究結(jié)論一致，與Fukutani等研究結(jié)論不一致。然而 Go?as等研究發(fā)現(xiàn)，60%1RM—100%1RM的PAP誘導強度均使滑雪運動員的跳躍高度、力量發(fā)展速率和爆發(fā)力發(fā)展速率顯著提高，其中提高幅度最大的是80%1RM[9]；Petisco等研究發(fā)現(xiàn)，80%1RM的誘導強度使足球運動員的跳躍高度、變相能力以及沖刺速度顯著提高，是誘導足球運動員PAP的最佳強度[10]；Fukutani等在 45%1RM、60%1RM、75%1RM 和 90%1RM四種強度的比較中發(fā)現(xiàn)，隨著誘導強度的增加，運動員峰值收縮力矩和跳躍高度也隨之提高，因此，F(xiàn)ukutani認為，90%1RM是誘導 PAP的最佳強度[11]。與本研究不同的是，F(xiàn)ukutani的實驗對象為舉重運動員，平均1RM重量為180.6kg，而本研究的實驗對象為短跑運動員，平均1RM重量為142.5kg。Seitz等以90%1RM的強度對不同肌肉力量水平的受試者進行了PAP誘導。研究發(fā)現(xiàn)，肌肉力量較大的運動員的跳躍高度和功率輸出均大于力量相對較小的運動員[12]。因此，與Fukutani研究結(jié)果不同的原因可能是受到了受試者不同肌肉力量水平的影響。

本研究發(fā)現(xiàn)，1RM的強度可以誘發(fā)PAP，但與其他三種強度相比產(chǎn)生的PAP效果最小。這可能與肌肉產(chǎn)生的疲勞大小有關(guān)。Chen等研究發(fā)現(xiàn)，隨著先前收縮強度的增加，肌肉細微結(jié)構(gòu)的損傷程度，也就是疲勞程度也會隨之增加[13]。Wilson等研究發(fā)現(xiàn)，與大強度刺激相比，中等強度的刺激可以減少肌肉細微結(jié)構(gòu)的損傷程度[7]。另外，Rassier等認為，與大強度刺激相比，次最大強度的肌肉收縮更易使肌漿中鈣離子的濃度升高，肌球蛋白調(diào)節(jié)輕鏈磷酸化的作用更強，進而產(chǎn)生更大的增強效果[14]。根據(jù)表2、表3和表4可知，1RM 誘導后的即刻（15s)，CMJ高度、VGRF和 PPO下降幅度最大。這可以通過大強度刺激后肌漿中鈣濃度降低，能量釋放速率減慢，從而導致肌肉力量表現(xiàn)下降來解釋。同時，在PAP的峰值時刻8min時，CMJ高度、VGRF和PPO在1RM誘導后增強幅度也是最小的。這是因為機體產(chǎn)生的疲勞需要更長的時間恢復。然而，即便恢復8min，疲勞仍不能消失殆盡，且依然大于其他三種強度。事實上，PAP的增強效應一旦超過了8min時便開始下降。因此，在PAP達到峰值時，1RM誘導后肌肉疲勞效應更大而直接導致與增強效應間的凈差值變小[15]。所以，1RM誘導的PAP效應在三種誘導強度中是最小的。

本研究發(fā)現(xiàn)，11RM（70%1RM)誘導后PAP的峰值小于4RM和8RM，且持續(xù)時間也小于其他強度。Wilson等認為運動員抗阻訓練的年限與誘導強度有關(guān)，對于僅有一年抗阻訓練經(jīng)歷的運動員，建議采用不小于60%1RM的強度進行誘導[7]。Fukutani等也認為，對于專業(yè)運動員來講，PAP的增幅隨著誘導強度的增強而增加[11]。而本研究中受試者均具有較高的運動水平和較長的訓練年限。因此，11RM的誘導強度未能誘發(fā)PAP的峰值可能是由于強度不夠的原因。Hirayama等研究發(fā)現(xiàn)，重復1次具有足夠強度負荷的深蹲練習即可增強隨后的垂直跳躍表現(xiàn)[16]；Rassier等也認為，短暫的重復刺激會導致更大的增強效應，而持續(xù)的重復刺激會使這種增強效應減弱或增強疲勞效應[14]。因此，11RM的強度未能誘導出PAP峰值，也可能是持續(xù)的重復次數(shù)所致。

本研究發(fā)現(xiàn)，不同強度誘導后肌肉的IEMG峰值以及峰值出現(xiàn)的時間具有差異。股直肌和股外側(cè)肌的發(fā)電量在8RM誘導后達到最大值，股內(nèi)側(cè)肌的發(fā)電量在4RM誘導后達到最大值。其中，11RM誘導后股內(nèi)側(cè)肌的IEMG峰值早于8RM、4RM和1RM出現(xiàn)。由于表面肌電信號與肌肉活動和功能狀態(tài)之間存在著不同程度的關(guān)聯(lián)性，能夠在一定程度上反映神經(jīng)肌肉的活動狀況[17]。因此，從肌肉總的發(fā)電量來看，四種誘導強度的IEMG值變化趨勢與本研究中CMJ高度、VGRF和PPO變化趨勢相一致。這也再次證明8RM是誘導PAP的最佳強度。

4 結(jié)論

本研究認為11RM-1RM的強度均可以誘發(fā)短跑運動員PAP，其中8RM的誘導效果最佳。