娄彦涛 郝卫亚 李艳辉 范祎

1 沈阳体育学院(沈阳 110102)

2 国家体育总局体育科学研究所(北京 100061)

自由式滑雪空中技巧是一项技巧类高危项目,要求运动员具备极强的身体素质来完成出台、空中翻腾和落地等一系列高难度动作。其中,髋、膝、踝关节和躯干的肌肉力量是专项身体素质中极为关键的因素,也是决定运动员能否完成高质量动作以及最终成功落地的重要保障[1]。首先,出台瞬间运动员为增大对跳台的作用力以获得合理的起跳角度、腾空高度和远度以及良好的飞行轨迹,要求其身体充分伸展,髋关节、膝关节和躯干均保持直立姿势,该技术动作以下肢伸肌群力量为主导。一旦关节伸展不充分,将造成出台时体位角过大或过小、空中翻转速度失控、落地时背部触雪或前滚翻等[2]。其次,3周台动作落地阶段,运动员从17~18 m左右的高度下落,强大的冲击载荷由下肢和躯干肌群吸收,收缩方式为先快速离心后快速向心[3],其中以快速离心力量为主导。若离心收缩力量不足,会严重影响落地稳定性,轻者造成落地动作失败,重者将造成膝关节或腰部损伤[4]。前期对不同项目运动员膝关节屈、伸肌群向心收缩的研究较多[5-7],针对下肢及躯干主要关节的整体研究较少,而对离心收缩,特别是快速离心的研究更少,且因项目技术特征的差异性导致最终结论也不尽相同。另外,肌肉力量下降也是造成运动损伤的重要因素[5],受场地和天气等条件影响,我国优秀运动员每日的技术训练强度为8~15 跳次左右,该强度是否会造成各关节肌力下降以及下降程度如何均是亟待教练员、运动员和科研人员解决的问题。

研究表明[8-9,5],运动员肌肉力量不平衡以及肌肉疲劳是导致关节损伤以及落地动作失败的主要原因。力量不平衡通常出现在各关节屈肌群和伸肌群之间、快速收缩与慢速收缩之间、向心收缩与离心收缩之间以及侧别之间。疲劳导致肌肉肌腱相对力量减小也是关节损伤的重要诱因之一,较大的载荷导致关节内稳定性减弱[6]。肌肉力量[10]、下肢刚度[11]以及落地高度[12]是影响落地成功率的重要因素。跳跃类项目运动员肌腱断裂的概率较高,其中足球为37%、手球31%、英式橄榄球13%、篮球13%、排球6%[13]。在落地过程中,骨骼肌起到积极衰减冲击力的作用[14]。研究发现[8],踝关节跖屈力量薄弱以及背伸运动幅度降低是姿势不稳定和关节扭伤的主要原因。下肢关节伸肌群的力量对人体姿势控制能力起重要作用,伸肌群疲劳大大降低了关节的稳定性[7]。

综上所述,空中技巧运动员主要关节肌肉力量是否均衡?各关节屈/伸肌群、快速/慢速收缩、向心/离心收缩以及左侧/右侧等各因素之间呈现何种特征?这对于提高运动员落地稳定性、姿势控制能力以及损伤预防尤为重要。因此,本研究基于对该项目优秀运动员等速肌力测试的结果,对其髋、膝、踝关节和躯干的肌肉力量素质特征和规律进行分析,探讨影响肌肉力量的因素及改善各关节肌肉力量配布的方法,为青年运动员专项力量训练方法的制定提供科学依据。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象

选取自由式滑雪空中技巧国家队运动员18名,男女各9人,其中男子国际健将6人,健将3人;女子国际健将5人,健将4人。所有受试者在近6个月内均无严重的下肢损伤史以及后背及下肢手术史,测试期间无损伤,竞技状态良好,基本信息见表1。

表1 受试者基本情况

1.2 研究方法

1.2.1 测试方法

本研究采用德国ISOMED 2000 等速肌力测试系统,最大扭矩为750 N·m。对运动员髋、膝、踝关节和躯干力量进行测试,测试模式为向心和离心收缩。由于肌肉离心收缩测试相对危险,为保证受试者安全,该设备在躯干环节设置中无离心收缩测试模式;测试速度为慢速收缩(60 °/s)和快速收缩(180 °/s);测试类型为屈曲和伸展;测试侧别为左侧和右侧,其中躯干无左右侧。测试关节先后顺序为:髋关节、膝关节、踝关节和躯干。测试模式、速度、类型和侧别的顺序为:先向心后离心,先慢速后快速,先屈后伸,先左侧后右侧。由于运动员落地过程均为下肢肌群的快速收缩,为尽可能贴合训练实际并获得肌肉多次收缩前后的下降率,测试中向心模式下设定快速收缩为15 次,离心模式下因肌肉易产生疲劳和损伤,所以对慢速收缩和快速收缩的测试次数均固定为3次。

表2 等速测试参数一览表

1.2.2 测试程序

首先让受试者熟悉测试过程,特别是离心模式下肌肉收缩特征。测试前受试者先进行5 min 的功率自行车热身,然后在芬兰产HUR气动力量训练器上进行5 min的50 %~70 %最大力量热身练习。结束后,再进行关节固定和运动范围的屈伸练习。为排除关节自身重量的影响,测试前对关节进行原始数据的重力补偿修正与计算。为提高测试可信度,向心收缩时,让受试者在每个测试速度下先进行3次训练;离心收缩时,进行6~8 次训练,直到掌握离心测试过程[15]。整个过程中对受试者采用视觉反馈和口头鼓励,尽可能促使其发挥最大力量。慢速和快速测试间休息3 min,向心和离心测试间为5 min。测试中一旦出现关节肌肉不适,立即停止实验,直到受试者自我恢复后重新进行测试。

1.2.3 指标选取

峰值力矩(peak torque,PT):即肌肉收缩时产生的最大力量输出,反映绝对力量。本研究采用单位体重下的峰值力矩PT/BW 指标进行标准化处理[16],可用于个体间比较。

屈伸比值(hamstring/quadriceps,H/Q):即屈肌群峰力矩和伸肌群峰力矩的比值,其值随收缩速度加快而增大,可反映屈伸肌群力量配布的均衡性。用于预测关节在运动过程中的稳定性以及屈伸肌群发生运动损伤的几率。

离心/向心比值(eccentric/concentric,ECC/CON):即肌肉离心收缩峰力矩和向心收缩峰力矩的比值,用于诊断关节肌群离心收缩肌力与向心收缩肌力的均衡性,也可作为评价骨骼肌损伤恢复情况的指标。

慢速/快速肌力下降率:(慢速收缩相对峰力矩–快速收缩相对峰力矩)/慢速收缩相对峰力矩,可反映肌肉绝对力量与快速收缩力量间的比例关系。

快速向心收缩前5 组/后5 组肌力下降率:因本项目运动员日均训练量为15 跳左右,且运动员在出台、落地动作中均为肌肉的快速收缩,故采用肌肉15组快速向心收缩进行测试。计算方法为:(前5组平均峰值力矩–后5组平均峰值力矩)/前5组平均峰值力矩,以获得各关节肌肉下降的百分比值,用来反映肌肉力量的下降程度。

1.2.4 数理统计与分析

使用SPSS 21.0软件对数据进行描述统计,经检验数据服从正态分布、方差齐性和协方差的等同性。相关指标采用3 因素(2×2×2)重复测量方差分析(threeway repeated measures ANOVA),由3 个被试内变量:测试模式(向心、离心收缩)、测试速度(慢速、快速)和测试侧别(左侧、右侧)组成。不同性别间比较采用独立样本t检验。当多因素间交互作用显着时,进行简单效应分析。数据使用均数±标准差(±s)表示,效应量的大小由偏η2决定。P<0.05 为显着性差异,P<0.01为非常显着性差异。

2 结果

2.1 不同因素对肌力的影响

表3为主体内因素对PT/BW的主效应和交互效应结果,测试模式和测试速度的主效应在各关节上均具有显着性差异,各因素对模型的贡献大小为:模式>速度>侧别。

表3 主体内因素PT/BW检验主要结果

速度×模式在髋关节、膝关节和踝关节PT/BW上的交互效应均非常显着(如图1、2),需进行简单效应分析。

图1 模式和速度在髋关节PT/BW上的交互图

图2 模式和速度在膝关节PT/BW上的交互图

简单效应分析表明,左、右髋关节屈曲过程中,测试速度对向心收缩(F=88.53,P<0.01 和F=145.52,P<0.01)和离心收缩(F=49.12,P<0.01和F=50.33,P<0.01)的影响均非常显着;左、右髋关节伸展过程中,测试速度对向心收缩(F=217.12,P<0.01 和F=144.09,P<0.01)和离心收缩(F=29.59,P<0.01 和F=26.16,P<0.01)的影响也非常显着;表明测试速度对髋关节PT/BW 的贡献受两种测试模式的影响,但影响程度不同,其中受向心收缩的影响更大。膝、踝关节的结果与髋关节一致。

左、右髋关节屈曲过程中,测试模式对慢速收缩(F=62.09,P<0.01 和F=50.72,P<0.01)和快速收缩(F=618.42,P<0.01 和F=529.08,P<0.01)的影响均非常显着;左、右髋关节伸展结果与屈曲一致。表明测试模式对髋关节PT/BW的贡献受快速收缩和慢速收缩共同影响,但受快速收缩的影响更大。膝、踝关节的结果与髋关节一致。

2.2 主要关节等速肌力特征

由表4 可知,髋关节屈伸肌群PT/BW 呈现一定的规律性,不同性别间表现为男子显着高于女子(P<0.01);不同测试速度间向心收缩模式下表现为慢速收缩显着高于快速收缩(P<0.01),离心收缩模式下表现为快速收缩显着高于慢速收缩(P<0.01);男、女子快速屈肌群离心收缩PT/BW为向心收缩的2倍左右。

表4 运动员髋关节PT/BW测试结果(Nm/kg)

不同性别间,髋关节肌群在慢速和快速收缩下的H/Q比值均表现为男子显着高于女子(P<0.01);不同测试模式间,男、女子左腿和右腿髋关节肌群在慢速和快速收缩下的H/Q比值均表现为离心收缩显着高于向心收缩(P<0.01);不同测试速度间,男、女子左腿和右腿髋关节肌群在离心收缩模式下的H/Q比值表现为快速收缩显着高于慢速收缩(P<0.01),向心收缩模式下男子快、慢速收缩间无显着性差异(P>0.05),而女子表现为慢速收缩显着高于快速收缩(P<0.01)。

不同测试速度间,髋关节屈伸肌群的离心/向心比值表现为快速收缩显着高于慢速收缩(P<0.05)。

由表5 可知,不同性别间,膝关节屈伸肌群PT/BW特征表现为男子显着高于女子(P<0.05);不同测试速度间,离心收缩模式下除男子伸肌群外,其余均表现为快速收缩显着高于慢速收缩(P<0.01)。

表5 运动员膝关节PT/BW测试结果(Nm/kg)

不同测试速度间,膝关节肌群离心和向心收缩模式下的H/Q比值均表现为快速收缩显着高于慢速收缩(P<0.01);不同性别间,右腿膝关节肌群慢速向心收缩模式下的H/Q 比值表现为女子显着低于男子(P<0.05),而快速向心收缩模式下表现为女子显着高于男子(P<0.05);不同测试模式间,女子在快速收缩模式下的H/Q比值表现为向心收缩显着高于离心收缩(P<0.05)。

不同测试速度间,男、女子左腿和右腿屈伸肌群的离心/向心比值均表现为快速收缩显着高于慢速收缩(P<0.01)。

由表6 可知,不同测试侧别间,男、女子踝关节背伸肌群在快速离心收缩模式下的PT/BW均表现为左腿显着高于右腿(P<0.05);不同性别间,背伸、跖屈肌群在向心收缩模式下为男子显着高于女子(P<0.05);不同测试速度间,跖屈肌群PT/BW 在离心收缩模式下快慢速收缩之间的特征与髋、膝关节不同,女子右腿为快速收缩显着低于慢速收缩(P<0.05)。

表6 运动员踝关节PT/BW测试结果(Nm/kg)

不同测试侧别间,女子踝关节肌群快速离心收缩模式下H/Q 比值表现为左腿显着低于右腿(P<0.05),慢速向心收缩模式下表现为左腿显着高于右腿(P<0.01);不同测试模式间,除女子右腿在快速收缩时离心与向心模式下的H/Q 比值无差异之外,其余均呈现出慢速时离心收缩显着高于向心收缩(P<0.05),快速时向心收缩显着高于离心收缩(P<0.05)的特征;不同测试速度间,踝关节肌群向心收缩模式下的H/Q 比值均呈现出快速收缩显着低于慢速收缩(P<0.01)的现象。

不同测试速度间,踝关节背伸肌群的离心/向心比值为快速收缩显着高于慢速收缩(P<0.01)。

(续表6)

由表7 可知,不同性别间躯干屈伸肌群的PT/BW表现为男子显着高于女子(P<0.01);不同测试速度间表现为慢速收缩显着高于快速收缩(P<0.01)。男子在不同测试速度间躯干屈伸肌群的H/Q比值表现为快速收缩显着低于慢速收缩(P<0.01),女子快慢速收缩间无显着性差异(P>0.05),表明男子快速屈肌群较弱。不同性别间躯干屈伸肌群的H/Q比值表现为女子显着高于男子(P<0.01)。

表7 运动员躯干向心收缩PT/BW测试结果(Nm/kg)

2.3 主要关节肌群的肌力下降率特征

由表8 可知,不同性别间,髋关节屈伸肌群的PT/BW下降率表现为女子显着高于男子(P<0.01);屈伸肌群间男、女子膝关节PT/BW 下降率表现为伸肌群显着高于屈肌群(P<0.01);踝关节表现为跖屈肌群显着高于背伸肌群(P<0.01);男子躯干屈肌群PT/BW 下降率显着高于伸肌群(P<0.01)。其中躯干环节的屈伸肌群、踝关节跖屈肌群和膝关节的伸肌群慢速和快速之间的差异较大。

表8 各关节向心收缩模式下慢速收缩/快速收缩PT/BW的下降率(%)

图3 为经过15 次快速向心收缩后,各关节前5 组和后5 组PT/BW 的结果,由图可知,男、女子髋、膝、踝关节和躯干的PT/BW 前5 组均显着大于后5 组(P<0.05),后5组具体的肌力下降程度见表9。

图3 各关节快速向心下前5组和后5组PT/BW比较

由表9可知,各关节经过15组屈伸测试,均出现肌力下降现象,但下降的程度不同。其中膝关节屈伸肌群、踝关节伸肌群以及躯干屈伸肌群下降率较高,均超过10 %以上。不同性别间,膝关节和躯干屈伸肌群PT/BW 下降率表现为女子显着高于男子(P<0.01);屈伸肌群间,男、女子踝关节PT/BW下降率表现为背伸肌群显着高于跖屈肌群(P<0.01)。

表9 各关节快速向心收缩模式下前5组/后5组PT/BW的下降率(%)

3 讨论

3.1 不同因素对肌肉力量的影响分析

本研究发现,模式和速度对空中技巧运动员主要关节的PT/BW均存在不同程度的影响,在速度×模式上存在交互作用。不同性别间的差异由运动员的肌纤维类型、数量、结构以及激素水平等因素造成[17]。不同肌纤维类型间的差异与关节肌肉配布和运动类型密切相关,根据人体日常生活活动的特点,下肢和躯干的伸肌群肌力明显比屈肌群发达[18]。在不同收缩模式之间的差异方面,较多研究[15,19]已证实肌肉离心收缩产生的张力大于向心收缩,很大程度上归因于肌肉弹性成分产生的补充张力,因横桥分离机制在离心和向心收缩中的工作不同,离心收缩时,横桥分离不需要内部能量,因而等速离心产生的力量更大。在不同收缩速度之间的差异方面,向心收缩产生的力矩与收缩速度和肌肉的激活程度有关。低速状态下收缩时间较长,能使收缩成分形成更多横桥结构,因此所能募集到的运动单位也越多,产生的张力就越大[15]。此外,因肌肉具有粘滞性[20],主动肌和拮抗肌的拉长都会损失肌肉力量,且粘滞阻力随收缩速度的增加而增加。大量研究表明[9,21],在向心收缩模式下,峰值力矩随角速度的增加而减小。然而离心模式下,角速度与峰值力矩关系的结论不一致,Almosnino等[20]研究表明,年轻人膝关节屈伸肌群等速离心收缩力矩随着角速度的增大而增大。Dauty等[22]发现,随着角速度增加,离心收缩峰力矩保持不变或轻度增加。而Griffin等[23]对膝、肘关节进行30°/s和120°/s的两次最大离心收缩发现,峰力矩不随角速度的增大而增大,而离心/向心峰力矩的比值却增大。相反,Poulin 等[24]发现,当角速度由90°/s 增加到180°/s时,年轻人膝关节屈伸的等速离心力矩随角速度增大而减小;而老年人则随角速度的增大而增大。显然,肌肉等速离心的收缩力矩与速度对应的关系,是违反传统肌肉力量与收缩速度间的关系的。中枢和周围神经系统在肌肉离心和向心收缩时的调控方式可能不同,当角速度增加时,离心收缩时运动单位激活的机制目前仍不清楚,可能与拮抗肌的协同作用有关,然而,拮抗肌的激活在等速研究中仅见向心收缩的报道[25]。不同收缩方式间关节肌群力量是否均衡也是非常重要的因素,肌力薄弱的一侧更可能导致损伤。

本研究发现,在速度×模式的交互作用方面,收缩速度对PT/BW 的贡献受向心和离心收缩的共同影响,受向心收缩的影响更大;而肌肉收缩模式在速度上受快速的影响更大。该项目在起跳和落地缓冲后期的蹬伸阶段,下肢和躯干的伸肌群在向心收缩下的快速力量至关重要;落地缓冲阶段则依靠下肢伸肌群的快速离心收缩来吸收冲击载荷,快速离心力量的大小对落地稳定性有决定性作用。因此,运动员需重视相关力量的发展。

3.2 主要关节等速肌力特征分析

本研究发现,髋、膝关节左右侧肌力相对均衡,但踝关节离心收缩时,男、女子却呈现左侧快速跖屈力量大于右侧的现象。究其原因,可能与运动员长期进行bF(空翻一周加转体一周)或bdF(空翻一周加转体两周)类转体动作有关。首先,运动员为了尽早完成空中转体,通常在未出台前就提前进行转体,该动作均以左腿为转轴向左侧转体,需要右腿先蹬伸后提前离开跳台,此时强大的负荷完全由左腿来承担。其次,落地阶段左踝的快速跖屈肌群不仅要吸收强大的冲击载荷,还要吸收人体多余的角动量,长期转体训练导致左侧强于右侧。踝关节左右侧肌力不对称,将造成侧方稳定性降低而导致落地失衡,应加强右踝跖屈肌群的快速离心力量。

本研究在髋关节H/Q 比值上呈现如下特征,离心收缩大于向心,男子大于女子,离心收缩快速大于慢速。离心收缩H/Q 大于向心,其机制和原因有待于进一步研究。膝关节在向心和离心收缩模式下,快速收缩均大于慢速收缩。踝关节在慢速收缩时离心收缩大于向心收缩,快速收缩时向心收缩大于离心收缩。前期研究[20,26]表明,健康人群膝关节向心收缩模式下慢速H/Q 范围为50%~55%,快速为55%~60%;比值随速度增大而增大。而对离心收缩的研究有限,Almosnino等[20]对45名男、女青年膝关节肌群离心收缩进行研究,结果显示男子慢速为50%,快速为53%;女子慢速为48%,快速为49%。Larsen 等[19]对健康成人研究发现,离心收缩的慢速和快速为55%和58%。游泳运动员慢速为73%,快速为57%[27]。男子花剑运动员的髋关节向心收缩慢速为45%,快速为46%;膝关节分别为59%和67%;踝关节分别为28%和32%[28]。跳远运动员为髋关节向心慢速39%,快速为36%,快速离心为39%[29]。自由式摔跤运动员躯干快速向心收缩时,国家健将为74%,国家一级为77%[30]。由此可知,因项目和运动级别不同,H/Q 范围和规律也不尽相同。但相较于其他项目,本研究发现女子在髋关节向心收缩模式下H/Q较小,慢速时为38%,快速仅为36%,需加强髋关节屈肌群力量,尤其是快速力量;踝关节在向心模式下的慢速比值和离心模式下的快速比值均较小,表明慢速和快速背伸肌群力量有待加强;躯干在向心收缩下为慢速大于快速,男子快速仅为37.5%,比值较小,表明快速屈肌力量有待加强,尤其在出台和落地环节,快速屈肌在控制合理的体位角方面具有重要作用。

本研究发现向心收缩时,PT/BW 随角速度的增大而减小,与前期研究结果类似[20];而离心收缩时,髋、膝关节PT/BW 随角速度的增大而增大,踝关节随角速度的增大PT/BW 保持不变或轻度增加,表明离心收缩在不同速度下PT/BW 的变化趋势不同,进一步证实了前期的争议结论。该原因可能与项目特征有关,运动员在落地阶段,强大的冲击力由下肢肌群的快速离心收缩来吸收,长期专项落地训练,导致下肢快速离心力量得以提升。但在踝关节上,一方面,因滑雪鞋为85°的固定结构,致使踝关节活动范围受限,导致快速离心力量增加不明显。另一方面,出台时需要控制体位角度,空中动作要控制雪板,落地时需要控制姿势和吸收载荷,再结合其离心/向心比值增大的结果,表明该项目需要踝关节肌群具备强大的快速离心力量。

ECC/CON 比值也是重要指标之一,它对评价运动员肌肉损伤风险有重要作用[31]。Emily 等[32]指出,膝关节伸肌的ECC/CON 比值过大或过小时将导致损伤的发生。本研究中,髋、膝、踝关节PT/BW 均为离心大于向心,但各关节ECC/CON 的比值不同,三关节慢速屈肌群男、女子整体比值分别为1.31、1.11、1.92;慢速伸肌群为1.08、1.12、1.36;快速屈肌群为2.33、1.62、1.94;快速伸肌群为1.43、1.71、2.34。而Aslan 等[31]对正常女子膝关节研究得出,慢速屈和伸肌群的比值为1.32 和1.28,快速分别为1.86 和1.89,并提出屈肌群的ECC/CON比值与对应的伸肌群比值两者应相接近。本研究髋、膝关节快速屈伸肌群的比值较小,表明快速离心收缩肌力仍有待加强。

离心收缩时肌肉电活动比向心收缩小,但PT/BW却大于向心收缩,其原因是当肌肉被拉长时,弹性成分的贡献更大[33],因此增大了运动单位损伤的风险。Noy⁃es等[34]分别采用慢速和快速负荷速率对30只猴子的前交叉韧带(anterior cruciate ligament,ACL)进行拉伸至断裂的离心研究中发现,当负荷速率增加时,韧带的抗拉强度比骨骼小,将增大其撕裂或断裂的情况,也进一步表明快速离心收缩更易造成韧带损伤。因空中技巧项目的高危性,82%的运动员ACL 出现不同程度的损伤[4],通过训练来提高肌肉力量是减少韧带拉伤的最佳途径。力量训练可增加原动肌和协同肌的运动单位激活或减少拮抗肌的激活,还能增加肌腱和韧带与骨连接点的拉伸强度[35]。

另外,运动员在落地缓冲和落地后滑行阶段,采用大量关节制动和急停技术也会致使肌肉快速收缩。Newton 等[36]报道,关节制动会减弱韧带的强度。Noyes等[37]发现猴子膝关节通过8周的制动后,ACL的极限负荷降低了39%,能力储存降低了32%,并得出该韧带的伸长增加而刚度减小。由此可见,关节制动也是造成肌肉韧带损伤的一个重要因素。

3.3 主要关节向心收缩慢/快速特征以及快速肌力下降率特征分析

向心收缩慢速和快速的PT/BW之间也存在一定关系,研究表明:(慢速-快速)/慢速的比值合理范围为15%~20%[38],快速力量的提高应建立在慢速的基础上[39],比值较大表明快速力量较弱,比值较小表明慢速力量较弱。本研究发现,女子髋关节屈、伸肌群比值偏大;男、女子膝关节的伸肌群比值偏大,其中女子更为明显;男、女子踝关节的屈肌群比值偏大;男子躯干屈肌、女子躯干屈伸肌群比值均偏大。运动员出台、空中动作和落地技术环节均需较强的快速肌力做保障[3],在出台瞬间、空中翻转和落地缓冲后的站立以及滑行的姿势控制阶段,伸肌群起主导作用,长期训练导致躯干和踝关节的快速屈肌群比值偏大,但躯干屈肌群肌力相对较弱,将增大落地时背部触雪和稳定性降低等风险。为此,应提高男子躯干屈肌群和女子躯干屈伸肌群的快速力量。

本研究还发现,通过15组最大向心收缩,膝、踝关节和躯干快速伸肌群PT/BW 均呈现不同程度的下降,其中膝关节下降率最大,达20%以上,女子下降幅度大于男子。肌力下降是影响运动员动作质量的重要因素[40]。肌肉在反复工作下做功能力下降,直至产生疲劳,该状态下极易发生损伤。疲劳不仅受载荷强度和反复次数的影响,还受一定时间内载荷作用次数(载荷的频率)的影响[41]。肌肉韧带在重复加载及卸载循环中可能会因疲劳而发生断裂,这取决于负载的大小、肌肉韧带的力学特性等因素[32]。肌肉韧带不完整以及内部结构不连续时,造成应力集中,导致裂缝不断蔓延直至断裂。研究表明[42],重复负荷持续施加于已受损或刚度减弱的组织,即使在正常的生理负荷范围内,也会发生微断裂。

自由式滑雪空中技巧运动员日均训练负荷为15~20跳,每跳的出台全身制动技术、空中姿态的稳定性以及落地站稳后的下肢蹬伸动作,都对运动员快速向心、离心收缩力量提出较高要求。另外,国内雪场气温较低,内蒙古阿尔山气温在-20℃~-30℃,若运动员在最后几跳出现肌肉疲劳,将大大增加ACL 或腰椎损伤的概率。因此,雪上训练时应适度控制运动员的训练负荷,同时严密监控其下肢和躯干肌群的疲劳情况。

4 小结

自由式滑雪空中技巧优秀运动员主要关节肌力受收缩模式和速度的影响,其中收缩模式对肌力的影响最大,速度次之;在快速收缩模式下最大峰值力矩离心大于向心,快速伸肌群肌力是影响该项目的核心指标;向心收缩模式下PT/BW 随速度的增大而减小;离心模式下,髋、膝关节在PT/BW 指标上随速度增大而增大,踝关节在PT/BW指标上随速度增大保持不变或轻度增加,快速向心、离心力量在出台和落地缓冲过程中尤为重要。运动员整体主要关节屈伸肌群力量比较均衡,髋、膝关节左右侧肌力对称性较好。

建议男子运动员在躯干快速屈肌群和膝关节的快速离心力量方面,女子在躯干的快速屈、伸肌群和髋关节屈肌群方面进行强化训练。同时,鉴于15次快速向心收缩后,运动员膝关节和躯干的快速伸肌群肌力下降率较其他关节高,损伤隐患较大,体能训练中应加强该关节的耐力强化训练并科学控制训练跳次,实施监控。另外,建议尽量减少高速急停动作或改进急停技术,达到减少关节制动从而降低关节损伤的目的。