低量高强度功率型抗阻训练对爆发力表现的延迟效应
摘要
此研究的主要目的是研究功率型抗阻训练对爆发力表现的延迟效应。17名训练有素的集体项目运动员（年龄：22.7±5.5岁，升高：18±18cm，体重：80.7±8.6kg，体脂：9.2±1.7%，半蹲1RM：163±29kg)以随机和相互平衡的顺序进行4次训练（2次试验组以及2次对照组），间隔一周。爆发力表现将在高强度低量训练（5组×4次40%1RM蹲跳，训练间歇为3分钟）之前，训练后24小时以及48小时后进行检验评估，同样在不训练处于休息状态的情况下的相同时间点（之前、24小时、48小时）进行测试以作为对照。因变量为：反向跳（CMJ），跳深反应力量指数（RSI），腿部蹬举最大等长收缩力量和三个时间窗口期（0-100,0-200和0-300ms）的发力率（RFD）。方差分析显示对照组没有发生改变。相比之下，训练后，与基线相比，CMJ在24和48小时分别提高了5.1±1.0％和3.0±1.0％。RSI仅在24小时测试时提高了10.7 ± 2.1%。在24小时测试时，RFD在三个时间窗口期都有所提升（提升分别为9.7±3.4% to 18.3±4.1%, p<0.01）。但是，在48小时测试时，提升仅在RFD0-100 观察到（9.8±3.1%, p<0.01）。研究结果显示，高强度低量的功率型训练导致爆发性肌肉性能的延迟性增强，其在训练后24小时是最大的。建议运动员在比赛前1天进行功率型训练或进行高质量的训练以提高其表现。
一些运动训练教科书和有限的研究表明，在比赛开始前24-48小时进行的抗阻训练（RT）训练或高质量训练可能会提高运动成绩。然而，尽管运动员广泛使用，但有关RT训练对随后的爆发性肌肉运动的影响的证据有限。RT训练对运动表现效果的一个主要影响因素是RT训练造成的肌肉疲劳和损伤可能持续1小时至7天。最近的一项研究对比了RT训练中量和努力程度对神经肌肉表现、激素反应和心率变异性的影响，直到训练后48小时。研究显示，3组8次80%1RM的深蹲和卧推使神经肌肉疲劳持续48小时，而3组4次80%的深蹲和卧推则使肌肉性能更快恢复（6小时）。
Linnamo等人检验了RT训练强度对于神级肌肉恢复的影响，实验包括两个组，采用5组伸膝训练，每组10次，组间歇2分钟，一组选取10RM的负重，一组选取40%10RM的负重，两组都要求尽可能暴发性的完成训练。低强度组的最大力量在训练后2小时恢复，高强度组则需要更长的时间（2天）。但是，两组的爆发力都同等程度的减小。因此，可靠的数据表明，RT训练的量和强度都是非常重量的因变量，低量的训练方案对于快速恢复可能更加有效。有趣的是，一项训练量相同的研究发现，肌肥大（4组10次75%1RM深蹲）和最大肌力（11组3次90%1RM深蹲）的RT训练使等长深蹲中峰值力量和第一个200ms的RFD显著降低，并持续1-24小时。相反，在功率型RT训练（8组6次重复无负重蹲跳）之后，峰值力量在60分钟至48h之间没有明显的高于控制组的趋势。值得注意的是，在Badillo等人的一项研究中，观察到了类似的无显着性趋势(p=0.07)，其中，3组4次重复80%1RM训练48小时后平均杠铃推进速度比基线水平高4.9%。因此，可以假设一个低训练量的RT训练不仅可能导致更快的恢复，而且还可能导致暴发性力量表现的短期超量补偿。从实际角度来看，本研究的结果将提供资料，以支持训练有素的运动员在比赛前1至2天进行短时的RT训练或高质量训练的常见做法。因此，本研究的目的是研究低量高强度的功率型训练是否能在训练后24至48小时后增强神经肌肉表现。
实验方案
一个随机和平衡顺序的重复测试实验将用来检验短期的低量功率型RT训练方案对训练后24小时和48小时的爆发性神经肌肉表现。实验假设认为，低量功率型RT训练方案能提高训练后24小时和48小时的爆发性神经肌肉表现。为了验证这一假设，受试者将要间隔一周进行4次RT训练（2次实验，2次对照）。在实验条件下，受试者进行低量功率的RT训练，对照条件下，受试者则休息不进行训练。在实验和对照条件下24和48小时评估以下因变量：反向跳（CMJ）表现，反应力量指数（RSI），腿部蹬举最大等长收缩力量和三个时间窗口期（0-100,0-200和0-300ms）的发力率（RFD）。该研究的示意图如图1所示。
17名国家级集体项目的男性运动员自愿参与实验研究（年龄：22.7±5.5岁[范围：18.4-32.8岁]，身高：18±18cm，体重：80.7±8.6kg，体脂：9.2±1.7%，半蹲1RM：163±29kg)。受试者的运动训练背景为10.0±4.9年，抗阻训练经验为6.4±3.9年，每周参加6-8次训练。所有受试者在实验前至少1年无骨骼肌肉损伤，并且无吸毒及使用营养补剂。每位参与者在对该研究进行彻底解释后都给出书面知情同意书。当地机构审查委员会（雅典国民和卡波迪大学体育运动科学学院）批准了符合世界医学协会伦理准则（赫尔辛基1964年声明，于2013年修订）的实验程序，
实验安排在非赛季的6月和7月。所有受试者都遵循由4个每周微周期组成的标准化训练计划，以确保训练负荷的控制，并尽量减少训练和休息对研究结果的干扰。实验或控制干预措施之后，在每个微循环结束时进行测量。运动员们还被要求在每节训练课前48小时重复他们的饮食摄入，并充分补充水分。
在每一次熟悉性练习，训练和实验测试前，受试者进行了标准化的热身，包括5分钟的对抗一个标准的阻力(60瓦)的自行车骑行和对下肢用于跳跃肌肉的动态拉伸。（腓肠肌、臀肌、腘绳肌、股四头肌和髋屈肌）。
熟悉性练习和前测
在最开始两次熟悉性练习中，运动员将对等长腿部推举（leg press）进行熟悉，以便最大化最大力量和发力率测试的可靠程度。受试者同样也要熟悉反向跳（CMJ）从20、40、60、80里面的高度进行跳深(drop jump，DJ)。
在第一次前测中测试CMJ表现。这些数据将作为基准值，以确保主要试验期间运动员的最大努力。在CMJ测试5分钟后进行半蹲1RM测试。在第二次前测中，对不同高度（20,40,60和80cm）的跳深进行测试，以确定每个参与者将用于主要试验的最佳下落高度。最佳下落高度被定义为具有最大反应力量指数（RSI）的下落高度。RSI可以用以下公式计算：
RSI (m.s-1) = 最大DJ高度 × 触地时间-1
在现有文献的基础上选择了这种方法，强调识别个体化的下落高度以使神经肌肉适应最大化。最佳下落高度的平均值为29.4±16.0cm。
半蹲1RM
半蹲力量（膝关节曲屈90°）根据美国体能协会所述的程序来进行测试。下肢最大力量在膝关节曲屈90°是测试，因为半蹲最大力量与冲刺和跳跃表现高度相关。测试在深蹲架上采用标准的奥林匹克杠铃杆和杠铃片进行(Eleiko, Halmstad, Sweden)。
如前所述（6），半蹲1RM测量的组内相关系数（ICC）为0.98（95％CI：0.968-0.993，p <0.01）。受试者以半蹲下降阶段开始（离心收缩），直到膝关节弯曲90°时激发在大腿后侧的光电红外线而听到提示音时停止下蹲。通过使用高速数码照相机(卡西欧Exilim Pro EX-F1)以每秒60帧的速度在半蹲运动的最低点测量膝盖角度,并通过Kinovea视频分析软件(v.0.8.15)｡标记与外踝,股骨上髁和右大腿的大转子(完全伸展= 180°)相连｡在动态半蹲时膝关节角度测量的ICC为0.95（95％CI：0.940-0.962）。
CMJ表现的测试
通过测量腾空时间，在测力台(Applied measurements Ltd, Reading, UK)上测量CMJ性能，采样频率为1kHz：
CMJ高度=½ g·t2
g=9.81m·s-2, t=腾空时间
要求受试者双手叉腰并可能尽最大努力进行跳跃，在整个跳跃过程中始终保持双手叉腰。受试者进行3次尝试，每次间歇45s。CMJ测试的ICC为0.99（95% CI：0.987～0.99，P＜0.01）。
DJ表现的测试
采用同样的测力台通过评估腾空时间和触地时间来对DJ表现进行测试。要求受试者在设定的高度以不抬高重心的方法迈步从跳箱上落下，并且双腿落在测力台上。一旦接触到测力台就立刻反弹，尽可能高的向上跳起，减少触地时间。就像CMJ测试一样，在整个跳跃过程中要求双手叉腰，起跳和落地时要求身体直立。受试者进行3次尝试，每次间歇45s。DJ测试的ICC为：DJ高度：ICC=0.95 (95%CI: 0.887-0.980, p<0.01), DJ触地时间：ICC=0.96 (95%CI: 0.899-0.982, p<0.01), DJ RSI: ICC=0.99 (95%CI: 0.977-0.996, p<0.01)。
最大等长力量和发力率测试
使用放置在相同的力板（Applied measurements Ltd，Reading，UK）测量最大等长力量和发力率，所述测力台安装在定制的刚性的腿部推举椅前的混凝土墙上，座椅靠背与水平线成106度角。受试者穿着奥林匹克举重鞋。他们相对于地面的躯干角度为112±3°，髋关节角度（大腿与躯干之间）为60±5°，膝关节角度为98±7°（180°=膝关节完全伸展）。我们选择的膝盖角度为90-100°，这类似于跳蹲练习中使用的膝盖角度。要求受试者尽可能快而有力的推动双腿，持续时间为4s,期间避免任何反向动作（counter movement）。尝试两次，间歇时间为2分钟。为了使力测量的可靠性最大化，使用了1000 Hz的采样频率。使用截止频率为25Hz的低通Butterworth数字滤波器对原始数据进行平滑处理。最大等长力计算为力 - 时间曲线的最高阶段100ms范围内的平均值。在0-100，0-200和0-300ms(RFD0-100，RFD0-200和RFD0-300)的特定时间窗口计算RFD，作为力-时间曲线在每个时间窗口上的斜率。最大等长收缩力量ICC为0.97(95%CI: 0.941-0.989, p<0.01),对于RFD0-100，RFD0-200和RFD0-300，ICC 分别为0.93(95%CI: 0.858-0.970)，0.97(95%CI: 0.938-0.986)和0.96(95%CI: 0.928-0.985）（ p<0.01)。
爆发力表现在两次测验中进行评估。在标准化热身5分钟后，受试者进行3次休息间歇为45s的CMJ测试，去其中最好的一次成绩最为基准值。6分钟之后，受试者从各自最佳的高度进行3次休息间歇为45s的DJ测试，其中选取RSI最好的作为基准值。8分钟休息后，测试最大等长 收缩力量和发力率。每名受试者进行2次测试，休息间歇为1分钟，选取其中最好的一次作为基准值。测试完这些之后受试者休息10分钟，然后进行特定的热身，包括1组6次15%1RM蹲跳和1组4次30%1RM蹲跳，休息间歇为3分钟。接下来休息3分钟，受试者进行特定的训练，即5组4次40%1RM的蹲跳，组间间歇为3分钟。要求受试者蹲跳时下蹲到膝盖角度为90-100°。受试者40%1RM负重的平均重量为65.3±11.5kg。24小时测试条件下即为训练后24小时时测试受试者的爆发力表现，48小时也一样。在控制组的实验条件下，受试者在基准测试之后的24和48小时进行爆发力表现的测试。所有爆发力表现测试都是在一天的同一时间16:00和19:00测试，以避免运动表现的时间变化。
利用spss对测试数据进行分析。使用多重双向（4个条件×2个时间点）重复测量方差分析（ANOVA）来检查CMJ性表现，RSI，最大等长峰值力以及RFD0-100，RFD0-200和RFD0-300中的差异。当观察到显着的主效应或相互作用时，进行Tukey事后检验（p <0.05）。通过计算部分η平方（η2）值来估计效应大小（小：0.01至0.059，中等：0.06至0.137, 大>0.138)。对于两两比较，效应大小由Cohen's d确定（小：>0.2，中等：>0.5, 大: >0.8）。所有因变量的重测信度采用双向混合模型方差分析(ANOVA)计算组内相关系数(ICC)。
数据以平均±标准差和95%置信区间(95%CI)表示。统计学显著性设定为p<0.05。
CMJ表现
4次实验测试间CMJ的基准值无显著性差异（次实验组和两次对照度分别是：42.3±3.9, 41.8±4.4, 41.3±4.3和42.3±4.1cm, p=0.65）。双因素方差分析结果表明，两者之间存在显著的交互作用(p=0.0002，η2=0.34)。测试后比较发现，24h条件下CMJ大于基线5.1±1%（ 2.1cm，95% CI：1.3-3.0cm，P＝0.0001，D＝0.48），48h条件下，CMJ高度大于基线3±0.7%（ 1.2 cm，95%CI：0.6～1.8cm，P＝0.02，D＝0.02），而CMJ高度在对照组则无差异（图2）。
RSI
RSI之间存在显著的交互作用(p=0.0004，η2=0 31)。4次实验测试间CMJ的基准值无显著性差异（两次实验组和两次对照度分别是：1.82±0.40,1.81±0.46,1.80±0.42和1.86 ± 0.47m·s-1，p=0.69）。测试后比较发现，24h条件下RSI大于基线10.7±2.1%( 0.18 m·s-1, 95%CI:0.12-0.24 m·s-1, p=0.0003, d=0.42）。48h条件下，RSI则无显著性差异（ 0.09 m·s-1, 95%CI:0.02-0.16 m·s-1, p=0.23, d=0.20）（图3）。
最大等长力量和发力率测试
4项试验的最大等长力和RFD的基准值不存在显著性差异(表1)。对于最大等长力量，没有观察到显着的交互作用（p = 0.25，η2= 0.08）或对实验条件或时间的主要影响。RFD0-100(p=0.0006，η2=0.30)，RFD0-200(p=0.017，η2=0.19)和RFD0-300(p=0.015，η2=0.19)有显著的交互作用。测试后比较发现，24h条件下的RFD显著高于基准值（图4），分别为：RFD0-100 高18.3±4.1%( 1771N·s-1, 95%CI: 1027-2515N·s-1,p=0.0001,d=0.72), RFD0-200 高10.2±3.3%( 754N·s-1, 95%CI: 273-1236N·s-1, p=0.0002,d=0.30), RFD0-300 高9.7±3.4%( 754 N·s-1, 95%CI: 178.6-893.1N·s-1, p<0.0004，d=0.41）。在48h条件下，只有RFD0-100比基准值高9.8 ± 3.1% (95%CI:296.7-1567.1N·s-1, p=0.021, d=0.33)。
本研究的主要发现是，CMJ在低量功率型RT训练后24和48h增加了3%至5%，而RSI和RFD在24小时后相比于48h表现出更大的改善，等长收缩峰值力在整个实验条件下保持不变。此外，在24小时后，RFD0-100和跳深RSI的爆发力表现得到了更大的改善.
这项研究表明，低量功率型RT训练导致爆发性神经肌肉表现在1天和2天后出现中等到大的程度的改善。这可以解释为没有疲劳，从而促进或延迟暴发性表现的增强，类似于短时的波峰。有限的研究表明，当疲劳最小时，在RT训练后6-48小时可能会提高暴发力表现。比如，在早上进行短时的RT训练，在6小时后可能会引起肌肉爆发力表现大到中等（1.3-2.7%）的提高。Raastad等人探究了中等负荷和高负荷后神经肌肉的疲劳和恢复。高负荷组包括3组3次100%3RM的颈后深蹲和颈前深蹲以及3组6次100%6RM的伸膝练习，而中等负荷组的强度只有高负荷组的70%。高负荷后15min，蹲跳高度下降12%(p<0.01)，22h后仍有下降。相反，在中等负荷组，训练后15分钟的蹲跳表现与基准值无差异，而且在22-23小时后的蹲跳表现比基准值更高，提高了5%，这与本研究所得的~5%的结果基本一致。
没有提高最大力量而提高了爆发性神经肌肉表现的另一种解释是这可能与速度特异性有关。Behm和Sale得出的结论是，在特定速度下，RT在相似的测试速度下表现出最佳增益，随着测试速度进一步偏离训练速度而减小。在本研究中，弹振式练习（跳蹲）的速度接近于暴发性测试CMJ和DJ的运动速度，因此速度特异性可以解释我们的发现。神经机制也有可能解释爆发性神经肌肉表现的改善，因为弹振式运动（跳蹲）的预编程（preprogrammed）性质具有高神经冲动发射频率，其被认为是速度特异性最可能的机制。此外，Crewther等人回顾了文献，并得出结论：弹振式运动对最大力量没有影响，而且根据动力学和或运动特性，这种改进仅限于功率输出。特异性也可能与反应力量指数(RSI)所表示的跳深表现的延迟效应有关。Byrne和Eston检查了运动诱发肌肉微损伤的训练方案（10组10次重复的70％体重的杠铃深蹲）之后，在长达7天内对不同类型的垂直跳跃表现（蹲跳，反向跳[CMJ]和跳深[DJ]）的影响。他们发现，在使用拉伸缩短环(SSC)的CMJ和DJ运动中，肌肉功能障碍被减弱。这可解释CMJ和DJ在本研究中表现的增强。此外，弹振式运动似乎可以诱导更大的肌肉激活，并且由于其特定的训练适应性（动力学和运动学）而对肌肉具有特定的效果。Newton发现，在向心阶段，弹振式运动与非弹振式运动（卧推抛vs卧推，bench press throws vs. bench press）相比，其肌肉激活程度更高。弹振式运动中杠铃速度加速了96%，肌肉持续紧张430ms,非弹振式运动是杠铃速度加速了60%，肌肉持续紧张370ms。弹振式运动的平均功率输出高出70%，肌肉激活高出19-44%。这些发现表明，根据特异性原则，本研究中使用的跳蹲可能已经引起了原动肌的更大的激活。
对爆发性神经肌肉表现改善的另一个解释可能是机械刚度的增加。机械刚度是一个术语，比如腿的刚度、关节刚度或垂直刚度等，定义是身体节段，关节或一系列关节对长度变化的阻力。已有研究表明，在RT训练和/或短期力量或功率训练后其立即增加。Comyns等人观察到，在1组93%1RM颈后深蹲4分钟后下肢刚度增加10.9%。此外，Cornu和Goubel 发现，7周的增强式训练后被动肌肉关节刚度增肌了58.4％。还有Toumi报告称，6周的抗阻和增强式训练使膝关节刚度增加了8.2%，CMJ表现增加了13.2%。机械刚度也与本研究中测试的垂直跳跃高度和等长发力率相关。从以往的研究中，我们可以假设，我们研究中使用的方案可能会增加下肢刚度。
在我们的研究中，另一个可能导致神经肌肉表现增强的原因是受试者在功率型RT训练后可能有一种积极的睾酮反应。 众所周知，睾酮与运动成绩呈正相关。有研究显示睾酮激素反应作为功率类型RT训练的结果可以忽略不计。McCaulley等人报道称，在功率型RT训练后没有睾酮应答。但是，他在研究中所使用的蹲跳练习（8组6次）是无负重的。相反，我们在研究中要求受试者进行5组4次负重为40%1RM的蹲跳。有证据表明，负荷在30-50%的1RM之间的动态功率RT训练方案会产生显著的雄激素反应，这与我们研究中所用的负荷相似。例如，Volek等人检验了功率型RT训练方案（5组10次负重30%1RM的蹲跳）与肌肥大型训练方案（5组10次10RM到力量的卧推）对血睾酮浓度的影响他们发现，功率型RT训练方案后血睾酮浓度与基准值相比增加了15.1%，而肌肥大型训练方案增加7.4%。此外，类固醇激素如睾酮被称为神经活性物质，因为它们可以在脑（海马）中合成，并通过调节神经递质受体和离子通道的活性诱导神经兴奋性。因此，可以假设干预后由于睾酮的增加而实现了一种神经机制。
心率变异性(HRV)测量显示，神经肌肉运动的增加也可能与副交感神经活动有关。最近的研究表明，HRV测量可以作为衡量举重运动员恢复状态的有用工具。Chen在2小时举重训练后的3到72小时对举重表现、HRV和副交感神经活动进行了检查。他们发现，举重成绩在24小时后恢复，在48到72小时提高到基线以上。他们还观察到，反映副交感神经活动的高频HRV与举重运动的恢复过程相同，从训练后3小时至24小时显著下降，72h后显著增加。他们得出结论，副交感神经活动反映了训练后举重成绩的恢复状态。
总之，5组4次间歇为3分钟的跳蹲在24小时后使神经肌肉功能得到了改善。这种延迟增强作用可维持48h，但程度逐渐较小。未来的研究应集中在RT训练负荷强度与量的相互作用上，并尝试根据不同运动的特殊需求结合不同类型的RT训练。
本研究的研究结果对经过训练的所有功率型运动的运动员具有实际应用价值。一系列的5组4次重复的弹振式蹲跳可以增加训练24h以及28h后的爆发力表现，不过在24h观察到更大的增强效益。因此，建议运动员在重要比赛前一天进行低量的RT或高质量的训练，以提高他们的表现。
表1最大等长收缩力量（MIF）基准值，以及实验组和对照组在训练后24h和48h的0-100,0-200和0-300ms的RFD值。数据为平均±标准差(n=17)。
图1.研究的示意图。GWU：一般性热身CMJ：反向跳DJ Opt: 跳深最佳高度LP: 腿部推举中最大等长力量和RFD。SMU: 专项热身M: 测量（训练后24h和48h）
图2. 反向跳（CMJ）表现变化的时间过程。值表示为与基线相比的百分比变化。*和†:分别与相应的基线值相比，P<0.05和P<0.01；#：24h实验组与对照组比较，差异有显着性意义(P<0.01)；‡：48h实验组与对照组比较，差异有显着性(P<0.05)。
图3.反应力量指数(RSI)变化的时间过程。值表示为与基线相比的百分比变化。†：相对于相应的基线值，p<0.01显着增加; ＃：24h条件下实验与对照之间的p<0.01。
图4.发力率的时间变化过程，0-100,0-200和0-300ms。值表示为与基线相比的百分比变化。
*和†：相应的基线值分别为p <0.05和p <0.01; ＃：24小时条件下实验与对照之间的p <0.01。
【审译】：杨圣韬
——上海体育科学研究所
【翻译】李冠华
——上海体育学院体育教育训练专业2016级硕士研究生
【编辑】：夏飞
——上海体育学院体育教育训练专业2017级硕士研究生
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