机械性振动刺激训练对肌肉力量的影响①

李昭洁（武警警官学院　四川成都　610213）

机械性振动刺激训练对肌肉力量的影响①

李昭洁
（武警警官学院四川成都610213）

摘 要:该文通过振动肌肉训练16名青年男子，研究机械振动刺激训练对肌肉力量的影响以振动训练的主要作用目标，从肌肉横截面积、最大负荷、力量等方面对振动训练的效果以及可行性进行验证。研究表明:机械性振动刺激训练可增加肌肉力量，使肌肉力量素质提高。附加振动刺激可增加肌纤维能源物质以及肌凝蛋白含量，从而增大肌纤维横断面积。与此同时，附加振动刺激在不同程度上增加肌肉收缩成分和弹性成分的张力，进而使肌肉力量得到增强。

身体素质的重要组成部分是力量。通过肌肉收缩实现了人体关节的主动运动，在其他相同条件的情况下，运动员肌肉力量的大小是影响其成绩的主要因素。所以提高肌肉力量，特别是在竞技运动中注重运动员肌肉力量的提高，则是各国运动训练专家以及教练们普遍关注的，也是运动训练的难点和重点[1]。当前，递增抗阻力量练习、离心运动、超等长训练、等动训练、交变负荷力量训练、电刺激训练、振动训练等是国内外对肌肉力量训练的主要方法[2]。该文通过对16名青年男子进行振动肌肉训练，从肌肉力量、最大负荷、横截面积等方面对振动训练的可行性、效果进行验证。

1　实验对象与方法

1.1实验对象

普通大学生男子16名，身高1.70～1.85 m，年龄20～22岁，体重60～75kg。将其随机分为附加振动组A、无振动组B两组，每组各8人。

1.2实验方法

表1　大腿围（单位：cm）

表2　下肢蹬伸肌力最大负荷（单位：kg）

表3　膝关节离心收缩力矩峰值（单位：N.m）

表4　附加振动组A负重蹬伸增长率与离心等速肌力增长率对比

1.2.1实验相关仪器

软尺、杠铃、美国Lumex公司Cybex-6000型等速肌力测试系统、振动台等。利用excel软件进行统计学分析。

1.2.2训练方案

在正式训练前，首先对16名受试者下肢蹬伸力量进行测试，然后选用最大力量的80%作为附加负荷进行力量训练。连续训练9周，每周3次，每次5组，每组10个深蹲起。其中A组在振动台上完成，B组在平地上完成。每周训练结束后对学生进行下肢蹬伸力量测试，以调整次周训练负荷。

1.2.3评定指标测试

（1）大腿围。受试者采用站立姿势，测试者用软尺先测量受试者大腿总长度TL（用小塑料尺测量股直肌与腹股沟交点至骸骨上缘中点的距离）。大腿围度的测量部位采用TL百分比确定[3]，即以大腿总长度TL为100%，由髌骨上缘开始，测定50%断面的围度。

（2）下肢蹬伸力量。受试者负重杠铃做深蹲起10个，动作要求受试者下蹲完全后，全力全速站起，杠铃负荷采用10RM重量进行测量。

（3）股四头肌离心等速肌力。通过等速肌力测试系统对股四头肌在离心收缩状态下的力矩峰值进行测量。测量时一起设定60°/ s的运动速度，通过膝关节“向心-离心”循环测量法，伸肌时，先做向心收缩再做离心收缩。

在上演前、后分别采集上述测试数据，然后对实验前、后数据做纵向对比，对A、B两组训练后数据以及训练前、后差值进行横向对比，从生物力学方面讨论机械振动力量训练对肌肉力量的影响。

2　实验结果

2.1大腿围

由表1所示，在实验前两组间受试者大腿围指标无明显差异，说明随机分组有效避免了实验对象实验前两组间的差异；同组比较大腿围指标训练前、后，两组都增加了，附加振动组A差异非常显著，无振动组B意义显著，两者的差异程度有区别。试验后比较两组数据，差异显著，从增长幅度看，附加振动组的明显比无振动组的大。

2.2下肢蹬伸肌力

由表2所示，实验前下肢蹬伸力量两组间无显著差异；实验前后同组比较，附加振动组A与无振动组B差异显著，但附加振动组A的差异程度明显比无振动组B大；试验后比较两组数据，差异非常显著，无振动组增幅明显小于附加振动组。

2.3股四头肌离心等速肌力

由表3所示，实验前两组间股四头肌离心收缩力矩峰值指标差异无明显；同组比较实验前后，附加振动组A差异显著，无振动组B两组无显著差异；比较两组间试验后数据，差异非常显著，附加振动组增幅明显比无振动组大。

3　分析讨论

3.1大腿围指标分析

从肌肉生理学上来讲，很多生物学因素会影响肌肉力量[4]。其中，肌纤维的生理横断面积、肌肉体积、肌纤维收缩时的初长度、肌纤维类型等是主要因素。生理横断面是横切一块肌肉的所有肌纤维断面的总和，肌肉的生理横断面大小和它产生的绝对力量成正比例关系，也就是生理横断面积越大产生的绝对肌力越大。肌肉横断面积的大小取决于组成这块肌肉的肌纤维数量的多少以及每条肌纤维的粗细程度。同一块肌肉横断面增大，是由于肌纤维增粗造成的。肌纤维的增粗是由于肌纤维中的能源物质的增加，即三磷酸腺苷和磷酸肌酸增加，肌结缔组织增厚，肌糖元含量增多，毛细血管开放密度加大，肌凝蛋白质含量增多，导致肌纤维的质量提高横断面积增粗。而肌纤维增粗提高了肌纤维的负力，进而促进最大力量的提高。有学者通过科学研究论证肌肉横断面每增加1cm2，可提高6～12kg的力量[5]。解剖横断面即横切一块肌肉所测得的面积，例如包括CT断面等。在实际情况下，生理横断面通过用解剖横断面来替代[6]。所以大腿的横断面积也可反应大腿肌群的肌力。由表1可见，两组大腿围度均明显增加，附加振动组比无振动组增加明显。其原因在于负重深蹲大腿肌群参加运动，经过9周的训练后，组成大腿肌群的肌纤维增粗，导致大腿围度的增加。但是有相关实验结果表明经过长时间振动肌肉训练后大腿围度未发生明显变化或减小现象。造成这种结果的原因可能是由于在进行振动肌肉训练时，负荷重量过小而时间过长，运动强度过低，造成训练的主要供能来源为脂肪。经过长时间训练，大腿皮下脂肪减少，而肌纤维粗细增加不明显，导致大腿围度测量结果未发生明显变化或减小的现象；也有可能是实验时间过短，实验负荷未对肌纤维产生较明显的影响。而本实验中，大腿围度明显增加，说明训练时选用的最大负荷80%为肌肉训练适宜强度，并且9周运动时间可使肌肉产生较明显的变化。这也提示在今后的训练制定时需考虑训练目的从而确定相适应的训练强度，以求达到训练预期目的。

3.2下肢蹬伸肌力

下肢蹬伸力量是股四头肌力量的直观体现，负重蹬伸一直被作为下肢肌肉训练的一种方法，同时也可以作为肌肉力量的评价指标之一。在负重蹬伸过程中，股四头肌主动收缩，肌肉长度随收缩逐渐变短，为向心收缩。在向心收缩的过程中，影响肌力的主要是收缩成分，而弹性成分此时对肌肉的收缩有抑制作用。由表3可看出，随着实验对象训练时间的增长，负重蹬伸的重量不断增加。而附加振动组的增长量明显大于无振动组，说明振动训练对肌力有促进作用。向心收缩肌力增加说明振动对肌肉中的收缩成分有促进作用，这更进一步证实振动刺激可以激活潜在的运动单位，使得肌肉力量提高。肌肉在主动收缩的时候，其张力的大小取决于兴奋的运动单位的数目，参加收缩的运动单位数目越多，产生的肌张力越大。而负重肌肉力量训练可刺激更多运动单位激活，参加肌肉收缩达到增加肌力的目的。同时肌张力大小与运动神经元传到肌纤维的冲动频率有关。振动刺激以一定的频率刺激神经末梢，使神经末梢快速并且连续的释放冲动，刺激肌肉强烈收缩，在这个传导过程中，肌肉的收缩类似强直收缩，因此对肌力的大小有促进作用。[1]

3.3股四头肌离心等速肌力

在肌肉产生张力的同时会逐渐拉长离心收缩，使运动环节向肌肉拉力相反的方向运动的收缩方式。是动力性收缩的一种，又称作退让性收缩。而肌肉收缩速度和收缩类型又决定了肌肉最大收缩时产生的张力大小。收缩速度相同的时候，同一块肌肉也可产生最大的离心收缩张力。离心收缩产生的力量比向心收缩大约多50%。同时有研究表明大负荷离心收缩引起肌纤维超微结构改变以及蛋白代谢的变化显著[7]。对肌肉组织研究中发现，肌肉组织由非收缩成分和收缩成分组成，而非收缩成分主要是弹性成分。在肌肉离心收缩时，不仅收缩成分动员产生张力，弹性成分被动拉长因此发生对抗被拉长，产生张力。由此可见离心收缩肌力是弹性成分和非弹性成分共同作用产生的结果。在离心收缩状态下，该实验因为股四头肌被动拉长，促使肌肉中弹性成分的力量能最大限度地发挥，其弹性成分的工作状态通过力矩峰值得到反映。由表2可看出经过震动训练后，肌肉离心收缩力增加明显大于无振动组。有研究表明，振动可以刺激肌肉的本体感受器，增加传入纤维末梢的兴奋性，引起梭外肌纤维产生收缩，使潜在运动单位激活参加活动，即

增加收缩成分力量。[1]同时近几年也有研究证明振动刺激的作用主要是针对肌肉弹性成分，振动可使弹性成分产生较敏感的反应，而弹性成分的敏感程度可证明弹性特征。由表2可见振动对肌肉中的收缩成分有促进作用，而经过两组实验数据的对比发现，离心收缩等速肌力增长率与负重蹬伸增长率不一致。其不一致表现为，离心等速肌力增长率大的实验对象下肢蹬伸力增长率不一定最大。如表4所示，A组实验对象1号，其负重蹬伸力量增长小于A组2号，但其离心等速肌力增长大于2号实验对象。由此可猜测，振动对1号实验对象肌肉的弹性成分影响更加明显，因此造成离心肌力增长率大于向心收缩增长率。且此现象无规律，说明肌肉弹性成分对振动刺激的敏感程度不同，其产生原因还需更多的实验验证。结合已有研究成果，该研究认为:振动刺激既能使潜在的运动单位进一步激活从而提高肌肉力量，同时还增加肌肉弹性成分的弹性特征。而离心收缩形式是弹性成分张力和收缩成分力量两部分组成，这也解释振动训练可以提高肌肉离心收缩肌力。

4　结语

（1）机械性振动刺激训练可增加肌肉力量，促进肌肉力量素质提高。

（2）附加振动刺激可增加肌纤维能源物质的以及肌凝蛋白的含量，进而扩大肌纤维横断面积。

（3）在一定程度上，附加振动刺激通过刺激可增加肌肉收缩成分和弹性成分的张力，进而使肌肉力量增强。

参考文献

[1]高跃文，危小焰，周苏源.振动肌肉力量训练的研究进展[J].山西师大体育学院学报，2007，20（1）:107-109.

[2]张念坤.人体下肢肌肉力量训练方法的探讨[J].科技信息（科学教研），2007（18）：132-133.

[3]大卫.汉纳克.托尼.大腿围度与膝关节伸、屈肌群力量的关系及其在膝关节损伤康复评定中的应用[J].北京体育大学学报，1996（12）:17-20.

[4]黎鹰，罗晓芳，张安民，等.人体肌肉力量自然发展研究进展[J].上海体育科研，2003，24（3）:35-37.

[5]彭春政，危小焰，周瑞霞.论机械性振动刺激对提高肌肉力量增长的机制和效应[J].上海体育学院学报，2002，26（2）:25-29.

[6] Bamman MM，Newcomer BR，Larson-Meyer DE，et al.Evaluation of the strength-size relationship in vivo using various muscle size indices[J].Med Sci Sports Exerc，2000，32（7）:1307-1313.

[7]王瑞元，苏全生.运动生理学[M].北京:人民体育出版社，2002.

关键词:机械振动肌肉力量肌肉训练振动刺激

Effect of Vibration Training on Muscle Strength

Li Zhaojie
（Chinese armed police officer academy， Chengdu Sichuan， 610213，China）

Abstract:In this paper， the vibration of the muscle training on 16 young men， the study of mechanical vibration stimulation training effect on the muscle strength in the main role of vibration training goal， from the feasibility of muscle cross-sectional area， power，maximum load and vibration training and validation.The study found: mechanical vibration stimulation training can promote the increase of muscle strength， improve muscle strength quality.Additional vibration stimulation can promote muscle fiber material and energy increased myosin content increased， thereby promoting muscle fiber cross-sectional area thickening.At the same time，additional vibration stimulation can increase the stimulation of muscle contraction and elastic component of tension in different extent， so as to achieve the purpose of increasing muscle strength.

Key Words:Muscle strength；Vibration Training；Muscle training；Vibration stimulation

作者简介:①李昭洁（1989，11—），女，汉，陕西西安人，硕士，助教，研究方向:运动人体科学。

中图分类号:G807.4

文献标识码:A

文章编号:2095-2813（2015）06（b）-0050-03