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男子足球运动员下肢功能性力量与血流限制整合训练效果实证研究

2025-11-01 03:57:35     特色活动推荐    

BFRT和FST对力量等体能素质提升效果较为显著。有国外学者开展了对功能性训练和BFRT进行整合的理论研究,但鲜见实证研究。基于此,本研究选取功能性训练中的FST与BFRT进行力量训练整合实证研究,旨在探讨8周FST与BFRT整合训练对男子足球运动员下肢爆发力、膝关节等速肌力、无氧能力、体能素质等方面的影响,并与FST进行对比分析研究。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

招募18名男子足球运动员为研究对象,实验过程中4名受试者因其他因素退出,最终14名受试者随机分成对照组( n=7)和整合组( n=7),所有受试者运动员技术等级均为二级及以上,身体健康、无 伤病(表1),已知晓本次实验注意事项、潜在风险以及应急方案,并签署知情同意书,自愿参加本研究。

表1 受试者基本信息Table 1 Basic Information of Subjects

1.2 研究方法

1.2.1 实验设计与干预方案

对照组进行FST,整合组在FST基础上通过加压设备限制血液流速进行训练。正式实验前对各项测试指标进行实验前测,并于8周实验结束后进行后测。

整合组训练方案 (刘瑞东 等,2016,2018;王骏昇 等2017;尹军 等,2015;Palmieri-Smith et al.,2022):1)适应阶段,为期2周,负荷强度为30%~40% 1RM,间歇时间为60 s,每项内容练习组数为3组和次数为15次,使用便携式智能加压训练仪器(易动康),捆绑压和充气压分别为20~30 mmHg和130~150 mmHg。2)稳定阶段,为期3周,负荷强度为40%~60% 1RM,间歇时间增至70 s,每项训练内容练习每组次数减少为12次,捆绑压和充气压分别增至为30~40 mmHg和150~180 mmHg。3)强化阶段,为期3周,负荷强度为60%~80% 1RM,间歇时间增至80 s,练习组数和次数与稳定阶段相同,捆绑压和充气压分别进一步升高为40~50 mmHg和180~210 mmHg(表2)。

表2 整合组训练方案Table 2 Integration Group Training Program

对照组除无血流限制加压外,练习内容、练习时间、组数、次数、间歇时间、负荷强度与整合组一 致(表3)。

表3 对照组训练方案Table 3 Control Group Training Program

1.2.2 测试指标与测试方法

1.2.2.1 等速肌力测试指标

选用多关节等速测试训练系统(HUMAC NORM,美国)测试膝关节等速肌力,以60°/s角速度进行峰力矩测试。

1.2.2.2 体能素质测试指标

1)助跑摸高:在篮球馆进行测试,起点至摸高器垂直地面点距离设置为5 m,足球运动员在做头顶球时大多数处于行进间,单脚起跳,因此受试者均采取5 m助跑单脚起跳摸高测试,测试2次,取最高值进行记录。

2)立定跳远:在室内田径馆进行,测试2次,采用红外线跳远测量仪进行测量,取最高值进行记录。

3)30 m加速跑:测试地点为室内塑胶田径馆,在起点30 m处进行标记并放置红外计时器,受试者采取站立式起跑姿势,准备完毕后自行起跑。

4)T灵敏性:测试在室内塑胶田径场地。使用卷尺、胶带、标志桶对需要测试的距离进行测量和标记,点1至点2的直线距离为9.14 m,点2为横线中间点,横线全长与直线相同为9.14 m,点2至点3、点4的距离均为4.57 m (图1)。采用红外计时器进行测量,为保证精确度,将2个传感器分别置于起点的左、右侧,间距为2 m。要求受试者统一穿着运动鞋、短裤,采取半蹲准备姿势,听口令由点1出发沿A路线直线跑9.14 m触碰标志物点2,迅速向左沿B路线做滑步触碰标志物点3,随后立即向右沿C路线快速滑步触碰标志物点4,触碰后沿D路线快速滑步至标志物点2,同时快速后撤步至起(终)点1结束。测试2次,间歇10 min,取最好成绩。

图1T灵敏测试跑动路线

Figure 1T Agility Test Running Route

1.2.2.3 生理学指标

无氧能力测试:无氧功率车(Monark 894E,瑞典)受试者需进行7 s全速蹬车运动,阻力系数为0.075。根据系统自动计算得出数据。

下肢围度:对两侧大、小腿分别进行测量,具体要求如下:受试者需在放松状态下测量腿部最粗部位的周长,测试时间为清晨起床后、空腹、贴身测量,防止因运动肌肉充血、食物、衣物等因素影响数据。

皮褶厚度:使用电子皮褶卡钳对受试者大腿和小腿皮褶厚度进行测量,每个部位测量3次,精确到0.1 mm,每次测量误差不超过1.0 mm,测试时间为清晨起床后、空腹。

1.2.3 统计分析

使用Excel 2016、SPSS 26.0进行统计分析,数据表示采用平均值±标准差( M± SD)。首先采用Shapiro-Wilk检验方法分析该数据是否符合正态分布,随后检验方差齐性。在符合正态分布且方差齐性的情况下,组内实验前、后用配对样本 t检验,不同组间实验效果算差值用两独立样本 t检验;若不符合正态分布,则采用Kruskal-Wallis检验, P<0.05认为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 干预前、后等速肌力指标变化

整合组与对照组在训练干预8周后右、左腿伸肌群、屈肌群峰力矩均得到显著提升( P<0.05),整合组 相较于对照组提升幅度略优(图2),两组之间无显著性差异(P>0.05,表4)。

图2整合组与对照组等速肌力变化

Figure 2Changes of Isokinetic Muscle Strength between Integration Group and Control Group

注:整合组组内前测与后测比较,*P<0.05;对照组组内前测与后测比较,#P<0.05,下同。

表4 干预前、后等速肌力指标变化Table 4 Changes of Isokinetic Muscle Strength Index before and after Intervention

注:整合组组内前测与后测比较,*P<0.05;对照组组内前测与后测比较,#P<0.05,下同。

2.2 干预前、后体能素质指标变化

8周训练干预后,整合组、对照组在力量素质测试中助跑摸高和立定跳远成绩均显著提高( P<0. 05,表5),且整合组变化率略高于对照组;整合组在速度素质的30 m加速跑测试中,提升幅度较为明显( P<0.05),但对照组并未发生显著性变化( P>0.05);整合组和对照组T灵敏性测试成绩提升不明显,均未发生显著性变化( P>0.05),2组变化率极为接近。

表5 干预前、后体能素质指标变化Table 5 Changes of Physical Quality Index before and after Intervention

2.3 干预前、后生理学指标变化

2.3.1 无氧能力

如表6所示,0.075阻力系数下,整合组、对照组的最大无氧功率和平均无氧功率提升效果均较为显著( P<0.05),且整合组最大无氧功率、平均无氧功率的提高幅度和变化率相对优于对照组,2组之间无显著性差异( P>0.05)。

表6 干预前、后无氧功率指标变化Table 6 Changes of Anaerobic Power Index before and after Intervention

2.3.2 下肢围度

8周实验干预后,整合组与对照组相比,右、左大腿围度均产生显著性增加( P<0.05),提升幅度略优于对 照组(表7);整合组和对照组右、左小腿围度提升效果较小( P>0.05),且两组之间大腿、小腿围度未产生显著性差异( P>0.05)。

表7 干预前、后下肢围度指标变化Table 7 Changes of Lower Limb Circumference before and after Intervention

2.3.3 下肢皮褶厚度

8周的训 练干预可以明显降低整合组和对照组大腿皮褶厚度(P<0.05,表8),而整合组和对照组小腿皮褶厚度均未发生显著性变化(P>0.05),且下肢皮褶厚度组间无显著性差异( P>0.05)。

表8 干预前、后下肢皮褶厚度指标变化Table 8 Changes of Lower Limb Skinfold Thickness before and after Intervention

3 分析与讨论

3.1 整合训练对等速肌力的影响效果

有研究表明,FST与BFRT都可以增强肌肉力量。我们研究发现,8周实验干预后,整合组提升效果更为显著,提升幅度略高于对照 组。Adami等(2022)研究表示,精英级举重运动员进行高强度FST,在等速肌力伸展和弯曲测试中力量得到显著提高,同样对45名受试者进行为期4个月的FST,也出现等速肌力60°/s角速度数值显著提升,伸肌群峰力矩增长幅度明显优于控制组现象。此外,Takarada等(2002)研究发现,橄榄球运动员采取8周BFRT干预后,等速肌力测试膝关节伸肌群的峰力矩相较于控制组增益效果更为显著,提高幅度为9.2%。王明波等(2019)研究发现,高水平男子手球运动员下肢进行8周加压力量训练后,等速肌力测试伸肌群峰力矩增加,且屈肌群峰力矩增加更为明显。BFRT对受试者膝关节等速肌力测试中峰力矩提升较为明显,可能与肌肉围度增加有关(李志远 等,2019)。

本研究结果与前人研究一致。但值得注意的是,本研究发现,整合组相较于对照组不仅肌力提高幅度大,而且在改善不对称性方面效果更为显著,在保持优势侧肌力上升的情况下,非优势侧力量提升幅度更大,下肢双侧间力量差值缩小更为明显,这与功能性训练非平衡稳定下多维度,多层面、多肌群的训练模式有关 (吕默然,2022)。整合组与对照组采取相同的训练内容和外部负荷,对照组训练效果低于整合组,主要原因可能是缺乏内部负荷刺激。整合组训练效果优于对照组,主要作用机制是通过BFRT营造缺氧、缺血的内环境,相较于单一FST所产生的负荷刺激更大,使得快肌纤维被大量募集,同时促肌肉合成的相关激素,如生长素(human growth hormone,HGH)分泌大量增加、抑制肌肉生长抑制素(myostatin,MSTN)的分泌,促使肌肉合成量增加,肌力增长(Pazokian et al.,2022;Takarada et al.,2000)。此外,整合组等速肌力提升幅度优于对照组也可能与大负荷刺激有关,大强度运动可使快肌纤维(Ⅱ型肌纤维)被大量募集,力量输出功率增大。研究发现,20%~40%1RM运动强度BFRT所产生的训练效果与75%~85%1RM高强度抗阻训练相似,低氧和缺血代谢负荷刺激对肌肉刺激更大,快肌纤维募集程度化更高,较小的运动负荷即可达到高负荷训练效果(吴旸 等,2019)。

本研究结果显示,BFRT与FST整合训练对等速肌力的影响效果优于对照组,BFRT与FST结合可以进一步强化FST的效果。

3.2 整合训练对生理指标的影响效果

3.2.1 无氧能力

本研究发现,8周BFRT与FST整合训练可以增强受试者无氧能力,主要表现为干预后最大无氧功率和平均无氧功率得到显著提升,无氧能力提升幅度高于对照组 。Pearson等(2015)研究认为,氧气供应量和运动强度对肌纤维募集顺序和程度具有重要影响。高强度或低氧可致II型肌纤维被大量募集,尽管FST在改善身体健康指数方面有效,但缺乏代谢负荷(Ozaki et al.,2016;Sillen et al.,2014)。无氧代谢酶活性较高的Ⅱ型肌纤维募集程度是影响无氧能力的主要因素之一。相较于FST,BFRT通过限制血液流动速度,增加生理代谢负荷刺激,诱使机体适应代谢产物增多(Meyer,2006)。同时,氧含量减少的低氧内环境可以有效刺激Ⅲ类和Ⅳ类传入纤维抑制α运动神经元兴奋性,延缓疲劳,加快Ⅱ型肌纤维募集以维持肌肉力量(Loenneke et al.,2010),极大程度刺激快肌纤维的发展,使得输出功率增加,无氧能力增强(王周 等,2023)。由此,因特殊代谢负荷刺激,与FST相比,FST与BFRT组合可进一步强化无氧能力。

3.2.2 下肢围度与皮褶厚度

我们研究发现,整合组与对照组右、左大腿围度均发生显著性变化,并且整合组大腿围度变化程度优于对照 组。Manimmanakorn等(2013)研究发现,高水平女子网球运动员下肢进行数周BFRT后,下肢围度明显增加。Centner等(2023)发现,为期14周、每周3次的低负荷BFRT对肌肉横截面积增加效果显著优于传统高负荷抗阻训练。此外,李志远等(2019)研究发现,精英男子手球运动员进行4周BFRT后,大腿肌肉出现进一步肥大现象,且臀围也产生了相应显著变化。本研究通过对受试者进行下肢围度测量,结合皮褶厚度、体重变化进行分析发现,FST与BFRT整合后可以增强肌肉横截面积,并且出现体重上升、皮下脂肪减少的现象。与前人研究一致,BFRT可以促进肌肉横截面积增大和四肢围度增加(李志远 等,2019)。本研究发现,整合组和对照组均可增加下肢肌肉围度,从整体看,整合组肌肉围度增加效果优于对照组。而左侧大腿围度增加幅度大于右侧,其原因可能是足球运动员专项特征导致干预效果具有非对称性。左腿为非优势侧,训练化程度较低,缺乏有针对性训练,因此提升幅度较大;而右腿为惯用侧,可能与训练化程度较高以及训练周期相对较短有关,因此没有出现显著性变化。整合组与对照组左、右小腿围度均未发生显著性变化。肌肉横截面积增大主要受氧气含量和运动强度影响 (Abe et al.,2005b)。整合组因其血液流速被限制产生特殊代谢负荷刺激,对神经肌肉刺激较大,极大程度上刺激快肌纤维发展,而快肌纤维极易增粗。此外,虽然加压部位为大腿上方1/3处,但会出现“效果转移”现象。有研究发现,通过肌电图测得非限流部位肌肉放电值较高(车同同 等,2021)。Madarame等(2008)研究发现,对下肢一侧进行BFRT后,另一侧非限流肢体同样会出现肌肉围度增加,肌力增强现象。Yasuda等(2010)研究发现,在血流限制后进行卧推训练,不仅受限部位的肱三头肌力量和肌肉围度增加,而且未受限的胸大肌也出现肌肉围度增加,力量增强的现象。本研究结果与前人相关研究略有不同,小腿围度变化不明显可能与训练周期短、局部肌肉量占比较低导致增幅有限,或血液受限部位对未受限部位的影响与距离有关。

3.3 整合训练对体能素质的影响效果

冲刺跑、纵跳、灵敏测试能够反映爆发力素质,爆发力水平越高,短时间募集肌纤维的能力越强(Alemdarogğlu e t al.,2002;Lockie et al.,2011)。我们发现,整合组30 m加速跑、立定跳远、助跑摸高成绩整体提升较为显著;对照组立定跳远、助跑摸高成绩变化提升也较为显著,但30 m加速跑和T灵敏性测试结果并未显著提升。FST可有效提升爆发力(Xiao et al.,2021)、速度(Bashir et al.,2022;Xiao et al.,2021)、跳跃能力(Yang et al.,2014)、敏捷性等(Bashir et al.,2022)体能素质,训练强度、持续时间、频率对运动员体能素质提升有重要影响。

此外,有研究发现,数周BFRT可以对垂直跳跃能力(Davids et al.,2021;Doma et al.,2020)、肌肉力量(Clarkson et al.,2019)等素质具有显著促进作用。本研究结果与前人研究基本一致,整合组与对照组的爆发力水平均得到增强,立定跳远与摸高成绩也得到提升。也有研究发现,虽然短时间BFRT可以增加下肢肌肉围度和1RM深蹲能力,但纵跳能力(Madarame et al.,2011)、速度(Abe et al.,2005b)并未发现显著变化。造成此差异的主要原因可能与运动专项、训练周期、BFRT设备使用压力强度不同有关。但也有学者认为,FST和BFRT对体能素质会产生积极促进作用(李志远 等,2019;刘瑞东 等,2016;Bashir et al.,2022)。

本研究结果发现,整合组速度、爆发力素质提升幅度相对优于对照组。FST通过针对性训练刺激神经调控主动肌、拮抗肌能力,增强募集肌纤维能力,提高体能素质。30 m加速跑、T灵敏性、立定跳远、助跑摸高测试需要受试者具备较强的无氧能力,而整合训练中BFRT因其特殊生理负荷刺激,在低氧缺血的状态下,可进一步优化肌纤维募集能力。当代谢负荷加大,更具有针对性增强快肌纤维(Ⅱ型肌纤维)募集,力量输出功率得到增强,从而提高运动表现(Garcia et al.,2017),是爆发力、速度素质提升的主要原因。

值得注意的是,本研究结果显示,整合组和对照组在T灵敏测试成绩均未出现显著变化,变化率分别为-1.1%和-0.8%。灵敏性提升幅度较小,可能受训练经历、实验干预周期的影响,也可能与足球项目特征有关,足球专项训练多涉及灵敏素质,干预对其刺激较小。Garcia等(2017)研究发现,橄榄球运动员进行BFRT后,T灵敏测试并未明显变化,与前人研究相同。有研究认为,BFRT主要促进肌肥大使体能素质提高,并未对神经适应产生影响(Madarame et al.,2011;Segal et al.,2015;Yasuda et al.,2011)。Yasuda等(2011)研究认为,结合功能训练也许可通过肥大和神经适应提升最大力量,但BFRT是否促进神经适应目前尚未有明确定论。通过本研究对比分析,FST与FST整合训练后T灵敏测试略有改善,但是否由于进一步强化FST致使神经适应增加,或者是肌肉力量增强导致跑动速度加快而缩短测试时间,难以得出具体结论。因此,进一步探究BFRT对神经适应的影响或进行专业反应灵敏测试尤为重要,有助于进一步了解其作用机制,优化训练手段和方法。

4 结论

1)FST与BFRT整合训练对膝关节等速肌力中伸肌群和屈肌群提升效果较为明显,其中大腿屈肌群提升效果更为显著,并且提升优势侧的同时,也增强非优势侧的肌肉力量,在缩小非对称性力量差值方面优于FST。

2)FST与BFRT整合训练可以提升足球运动员爆发力、速度能力,但对于练习灵敏性较多的足球运动员进行8周短期干预训练,其灵敏素质并未出现显著提高。

3)FST与BFRT整合训练可以提升足球运动员无氧运动能力和下肢肌肉横截面积,增益效果优于FST。

4)相较优于单一FST,FST与FST整合训练进一步强化FST训练效果,提高最大力量、爆发力、无氧能力、肌肉围度、速度能力等,为未来研究提供研究思路。FST与FST整合训练也可以作为专业运动员或业余运动爱好者体能训练及医疗康复的手段和方法。

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转载来源:体育总局科研所书刊部

原文制作:高天艾

原文校对:尹 航

原文监制:张 雷

学会编辑:徐璠奇返回搜狐,查看更多