杨建伟 马楚虹 尤廷明 钱永东 戴 燕

(浙江师范大学体育与健康科学学院,浙江金华321004)

攀岩运动作为一项新型体育运动项目,是一项技术性很强的运动,运动员运用手指和脚趾的拉、抓、抠、挂等动作来附着支点支持人体重量,完成其技术动作,这对运动员上肢和腿脚的专项力量要求较高。肘关节作为上肢主要关节,其肌群的性能直接关系到攀登的质量和效果,而且在攀岩运动中,上下肢力量要协调运用,如果上肢力量差,攀登容易疲劳,即使有好的下肢力量,也难以继续维持身体平衡[1]。因此,掌握合理的肘关节角度不仅可以在瞬间产生最大肌力,还可以节省能量避免疲劳,发挥肌肉长时间工作的能力。另外,肘关节的屈伸运动与前臂旋往往同时发生,运动损伤的发生率较高,由此可见对攀岩运动员肘关节屈伸肌群生物力学特征的研究尤为重要。

1 研究对象与方法

1.1 测试对象

本研究选择的对象为浙江师范大学体育学院攀岩运动队员4名 (参加全国大学生攀岩锦标赛第2,速度赛第2),训练年限 (3.5±0.83)年,身高(176.2±2.1)cm,体重 (62±4.34)kg。纳入标准:运动员在测试前24h未进行剧烈运动,无肌肉疲劳状态,非空腹状态下进行试验。

1.2 研究方法

采用德国 Isomed2000等速肌力测试系统,测试内容为双侧肘关节正反两种握法下的等速向心运动,测试速度和顺序设置:向心 (60°/s、120°/s、180°/s各屈伸 6次,间隔 60 s)。测试前,要求参与测试的运动员进行15 min的准备活动,主要包括上肢的拉伸运动,并在测试角速度90°/s下以亚极限强度运动3次,以便熟悉掌握整个测试过程。测试过程中严格按照实验手册规定的方法对测试对象进行实验,并给予每位受试者充分的口头鼓励。测试指标主要包括峰力矩 (peak torque,PT),相对体重的峰力矩 (PT/BM),屈伸峰力矩比值(flexors/extensors,F/E),峰力矩的角度 (angle of peak torque,APT)。

1.3 数据处理

所测得的数据使用spss12.0统计软件和Excel软件对数据进行统计学和作图处理。统计学方法计算均值和标准差,并进行配对样本t检验。

2 结果与分析

峰力矩是指肌肉或肌群在运动过程中,收缩运动产生的最大力矩输出,代表肌群的最大肌力,但由于峰力矩受体重的影响较大,所以大多采用相对峰力矩,即峰力矩与体重的比值来评价肌力水平,相对峰力矩是运动员力量评定系统中的最重要指标之一。屈伸肌群峰力矩比是伸肌群与屈肌群最大峰力矩的比值,反映关节屈伸肌群力量平衡与肌力协调问题,间接反映了肌肉力量与关节稳定性的关系[2,3]。

2.1 肘关节屈伸肌峰力矩、相对峰力矩、屈伸肌力比测试结果与分析

表2 攀岩运动员肘关节右侧正握、反握等速向心屈伸峰力矩表

由表1、表2可以看出:随着运动速度的增加,肘关节屈伸肌群的峰力矩以及相对峰力矩均逐渐减小。在同一测试速度下,左右手的屈伸峰力矩、屈伸峰力矩比值存在明显差异:左手屈肌峰力矩大于伸肌,右手伸肌峰力矩大于屈肌;屈伸肌群峰力矩比值虽基本维持恒定,但不同的是左手略大于1.0,而右手略小于1.0,个体变化幅度在0.81～1.33之间;肘关节左右两侧肌力均表现为正握伸肌大于反握伸肌,正握屈肌小于反握屈肌;相同握法和同一测试速度的条件下,左右手屈肌肌力差异不大,伸肌肌力差异明显。

邱建宏[4]等人对正常青年大学生肘关节屈伸肌群肌力研究得出,等速向心和离心收缩时,肘屈肌峰力矩均比肘伸肌峰力矩小,屈伸峰力矩比值均在0.70～0.85之间。DavidPawlowskil[5]等人测定了棒球投手的肘关节肌力,结果为慢速时屈肌PT大于伸肌,快速时又刚好相反。由于攀岩运动员日常的训练中伸肘工作少于屈肘工作,肘关节伸肌肌力矩小于屈肌肌力矩则可以理解。但有相当一部分受试者为伸肌大于屈肌,这表示攀岩运动员肘关节肌力个体差异性很大,左右手的这种显著差异,也说明了我校部分攀岩运动员在训练中左右手肌力出现不平衡,造成这种结果的原因有:一是由于平时的专项力量训练中上肢屈肌肌群锻炼的不够;二是在攀岩过程中左右手习惯性动作的分工有关联;三是一些错误动作,比如在休息时手臂弯曲反而消耗了上肢能量,两臂伸直则比较省力。

对攀岩运动员进行等速测试时采用正反不同握法,其肌肉工作原理及用力程度不同,从而肌力特征自然有一定差异。正握时,由于前臂旋内而使肌拉力线的方向发生变化,力的传递受到一定影响,尤其是肱二头肌的止点中,前臂筋膜的一个附着点的肌纤维被斜向拉长 (产生分力),因而主要靠桡骨粗隆附着点的力量作用于屈肘动作,肱二头肌的收缩力量不能充分发挥;而反握时,特别是前臂先旋外再屈肘,肱二头肌止点的两个附着点的力量同时作用于屈肘动作,不产生水平向外的旋转分力,只有一个垂直向上的合力,所以肱二头肌充分发挥了收缩力量[6]。肘关节在屈动作时,其肱二头肌为主要力量,因此,正握时屈肌明显小于反握时的屈肌。据有关肌电图观察,反握时前臂旋外同时屈伸,肱桡肌电位活动弱,而正握前臂旋内屈伸时肱桡肌电位活动强,可见肱桡肌在正握时能发挥较大的收缩力量,因此除了肱三肌,肱桡肌将决定伸动作时的肌力大小。另外,从攀岩手的用法来看,除反抠和侧拉是手臂旋外,其他紧握、开握、捏握、扣握、曲握都是手臂旋内[1],正握工作多于反握工作,所以正握时伸肌大于反握伸肌。由此也可见,在对攀岩运动员进行等速肌力测试和训练时,采用正握更加符合攀岩运动动作的内在规律。由于优势侧和非优势侧的差别,左侧的伸肌力量明显小于右侧伸肌,所以在提高攀岩运动员肘关节左右屈肌力量的同时,更要注重加强左侧伸肌肌力。

2.2 肘关节屈伸肌群达峰力矩角度的测试结果与分析

峰力矩角度即峰力矩出现时关节所处的角度,也是关节最佳用力的角度。肘关节在不同起始角、不同结束角、不同收缩方式、不同运动速度、不同运动幅度条件下产生的峰力矩、峰力矩角度均不一样[4]。本文受试者在 60°/s、120°/s、 180°/s三种角速度下等速向心测试,采用正反两种握法使前臂能在完全伸直 (180°)起屈肘至40°的范围运动,其峰力矩角度变化情况如图3、图4显示:无论左手或右手,随着运动速度的增大,正握时的屈、伸肌群达峰力矩的角度分别维持在80°～95°、42°～50°之间,而反握时的屈、伸肌群达峰力矩的角度分别保持在76°～ 96°、46°～67°之间,可见屈肌群达峰力矩的角度大于伸肌群峰力矩的角度;屈肌群正握时达峰力矩的角度大于反握 (屈肌60°/s时相反);伸肌群正握时达峰力的角度小于反握。

图1 正握下双侧肘关节屈伸肌达峰力矩角度与角速度的关系

图2 反握下双侧肘关节屈伸肌达峰力矩角度一角速度的关系

同样,不管正握还是反握,左手屈、伸肌群达峰力矩的角度分别在75°～95°、46°～67°之间,右手屈、伸肌群达峰力矩的角度分别在 76°～96°、40°～65°之间,屈伸肌达峰力矩出现的角度表现为左手略大于右手。除屈肌在反握、速度120°/s时,峰力矩角度表现为右手略大于左手。

由上可知,优秀攀岩运动员肘关节在作等速向心屈伸运动时,关节角度与肌力之间存在一个最佳发力位置。当关节角度约为80°～90°作屈运动或在45°～65°作伸运动时将产生最大肌力,能克服更多的外负荷。在这峰力矩角度范围内进行训练将针对性地增强攀岩运动员肘关节的肌力,并为损伤康复提供最佳角度值。而正常青年大学生肘关节在等速收缩时峰值出现的关节角,男子屈肌向心收缩时峰值出现在87°～56°,结果差异不大[4]。最大力矩角度变化不仅反映了肌肉在不同速度收缩时,肌肉发挥最大肌力的最适长度的变化,也可以反映出肌肉在单位时间内募集的有效肌纤维的能力,可见肌群达最大峰力矩角度的大小与其肌群最大力矩出现的早晚相关[7]。表1、表2已经得出,正握时的屈肌峰力矩小于反握,伸肌峰力矩大于反握,所以正握时屈肌峰力矩晚出现而峰力矩角度偏大,伸肌峰力矩早出现则峰力矩角度偏小,反握时正好相反。另外,相同握法和同一测试速度的条件下,左右手屈肌峰力矩差异不大,伸肌峰力矩左手小于右手,因此左侧伸肌达峰力矩将晚于右侧伸肌出现,因此左侧伸肌峰力矩的角度则大于右侧。俞小亚[8]等人对攀岩运动员肘关节肌力研究也表明肌群达峰力矩的角度左右两侧具有显著差异 (P＜0.01),并且左侧角度大于右侧,本研究结果也基本与之相同。

3 结论

3.1 优秀攀岩运动员双侧肘关节向心屈伸峰力矩随测试速度的增加呈递减趋势。肘关节屈肌大于伸肌符合攀岩运动的一般规律,部分运动员右侧伸肌肌力大于屈肌,左右肌力的不平衡将直接影响运动技术的发挥。所以在平时的专项力量训练中,要注重提高右侧屈肌肌力,使肌力保持均衡。

3.2 攀岩运动员进行等速肌力测试和训练时,采用正握法更加符合攀岩运动动作的内在规律。肘关节伸肌肌力在正握时大于反握,屈肌肌力在反握时大于正握,所以采用正握法进行等速训练将能更有效的加强伸肌力量。相反,采用反握等速训练将提高屈肌力量。

3.3 优秀攀岩运动员肘关节在峰力矩角度约为80°～90°作屈运动或在 45°～65°作伸运动时将产生最大肌力。因此平时要对运动员肘关节有针对性的进行力量训练,就是让低水平运动员接近高水平运动员的峰力矩角度去训练,这样可以尽可能多地募集日常生活和训练还没有参加收缩的肌纤维参加活动,如此逐步地接近优秀运动员的发力角度,以期更好地完成技术动作。

[1]韩春远.攀岩技巧与训练 [M].广州:华南理工大学出版社,2009:102-105,133～137

[2]杨涛,李之俊.等速测试在评价运动员肌力中的应用 [J].体育科学,2007,28(3):68～71

[3]檀志宗.青年男子举重运动员肘关节屈伸肌群 [J].体育科学,2009,30(1):75～77

[4]卢德明,王向东.青年人六大关节肌力研究 [M].北京:北京体育大学出版社,2004:95～113

[5]DAVID PAWLOWSKI,DAVID H PERRIN.Relationship Between Shoulder and Elbow Isokinetic Peak Torque,Toeque Acceleration Energy,Average Power,and Total Work and Throwing Velocity in Intercollegiate[J].Athl Train,1989,24(2):129～132

[6]陈忠.从解剖学的角度看单杠正反握引体向上的教学特点[J].宁德师专学报 (自然科学版),2001,13(4):354～355

[7]于静,等.男子体操运动员肩关节的肌力特性与 “峰力矩角度范围下增强的构想”[J].沈阳体育学院学报,1997,(1):35～38

[8]俞小亚,等.优秀攀岩运动员肘关节屈伸肌等速肌力测试研究[J].四川体育科学,2009,(3):44～47