婁彥濤 郝衛(wèi)亞 李艷輝 范祎

1 沈陽體育學(xué)院（沈陽 110102）

2 國家體育總局體育科學(xué)研究所（北京 100061）

自由式滑雪空中技巧是一項技巧類高危項目，要求運動員具備極強的身體素質(zhì)來完成出臺、空中翻騰和落地等一系列高難度動作。其中，髖、膝、踝關(guān)節(jié)和軀干的肌肉力量是專項身體素質(zhì)中極為關(guān)鍵的因素，也是決定運動員能否完成高質(zhì)量動作以及最終成功落地的重要保障[1]。首先，出臺瞬間運動員為增大對跳臺的作用力以獲得合理的起跳角度、騰空高度和遠度以及良好的飛行軌跡，要求其身體充分伸展，髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和軀干均保持直立姿勢，該技術(shù)動作以下肢伸肌群力量為主導(dǎo)。一旦關(guān)節(jié)伸展不充分，將造成出臺時體位角過大或過小、空中翻轉(zhuǎn)速度失控、落地時背部觸雪或前滾翻等[2]。其次，3周臺動作落地階段，運動員從17～18 m左右的高度下落，強大的沖擊載荷由下肢和軀干肌群吸收，收縮方式為先快速離心后快速向心[3]，其中以快速離心力量為主導(dǎo)。若離心收縮力量不足，會嚴重影響落地穩(wěn)定性，輕者造成落地動作失敗，重者將造成膝關(guān)節(jié)或腰部損傷[4]。前期對不同項目運動員膝關(guān)節(jié)屈、伸肌群向心收縮的研究較多[5-7]，針對下肢及軀干主要關(guān)節(jié)的整體研究較少，而對離心收縮，特別是快速離心的研究更少，且因項目技術(shù)特征的差異性導(dǎo)致最終結(jié)論也不盡相同。另外，肌肉力量下降也是造成運動損傷的重要因素[5]，受場地和天氣等條件影響，我國優(yōu)秀運動員每日的技術(shù)訓(xùn)練強度為8～15 跳次左右，該強度是否會造成各關(guān)節(jié)肌力下降以及下降程度如何均是亟待教練員、運動員和科研人員解決的問題。

研究表明[8-9，5]，運動員肌肉力量不平衡以及肌肉疲勞是導(dǎo)致關(guān)節(jié)損傷以及落地動作失敗的主要原因。力量不平衡通常出現(xiàn)在各關(guān)節(jié)屈肌群和伸肌群之間、快速收縮與慢速收縮之間、向心收縮與離心收縮之間以及側(cè)別之間。疲勞導(dǎo)致肌肉肌腱相對力量減小也是關(guān)節(jié)損傷的重要誘因之一，較大的載荷導(dǎo)致關(guān)節(jié)內(nèi)穩(wěn)定性減弱[6]。肌肉力量[10]、下肢剛度[11]以及落地高度[12]是影響落地成功率的重要因素。跳躍類項目運動員肌腱斷裂的概率較高，其中足球為37%、手球31%、英式橄欖球13%、籃球13%、排球6%[13]。在落地過程中，骨骼肌起到積極衰減沖擊力的作用[14]。研究發(fā)現(xiàn)[8]，踝關(guān)節(jié)跖屈力量薄弱以及背伸運動幅度降低是姿勢不穩(wěn)定和關(guān)節(jié)扭傷的主要原因。下肢關(guān)節(jié)伸肌群的力量對人體姿勢控制能力起重要作用，伸肌群疲勞大大降低了關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性[7]。

綜上所述，空中技巧運動員主要關(guān)節(jié)肌肉力量是否均衡？各關(guān)節(jié)屈/伸肌群、快速/慢速收縮、向心/離心收縮以及左側(cè)/右側(cè)等各因素之間呈現(xiàn)何種特征？這對于提高運動員落地穩(wěn)定性、姿勢控制能力以及損傷預(yù)防尤為重要。因此，本研究基于對該項目優(yōu)秀運動員等速肌力測試的結(jié)果，對其髖、膝、踝關(guān)節(jié)和軀干的肌肉力量素質(zhì)特征和規(guī)律進行分析，探討影響肌肉力量的因素及改善各關(guān)節(jié)肌肉力量配布的方法，為青年運動員專項力量訓(xùn)練方法的制定提供科學(xué)依據(jù)。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

選取自由式滑雪空中技巧國家隊運動員18名，男女各9人，其中男子國際健將6人，健將3人；女子國際健將5人，健將4人。所有受試者在近6個月內(nèi)均無嚴重的下肢損傷史以及后背及下肢手術(shù)史，測試期間無損傷，競技狀態(tài)良好，基本信息見表1。

表1 受試者基本情況

1.2 研究方法

1.2.1 測試方法

本研究采用德國ISOMED 2000 等速肌力測試系統(tǒng)，最大扭矩為750 N·m。對運動員髖、膝、踝關(guān)節(jié)和軀干力量進行測試，測試模式為向心和離心收縮。由于肌肉離心收縮測試相對危險，為保證受試者安全，該設(shè)備在軀干環(huán)節(jié)設(shè)置中無離心收縮測試模式；測試速度為慢速收縮（60 °/s）和快速收縮（180 °/s）；測試類型為屈曲和伸展；測試側(cè)別為左側(cè)和右側(cè)，其中軀干無左右側(cè)。測試關(guān)節(jié)先后順序為：髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)和軀干。測試模式、速度、類型和側(cè)別的順序為：先向心后離心，先慢速后快速，先屈后伸，先左側(cè)后右側(cè)。由于運動員落地過程均為下肢肌群的快速收縮，為盡可能貼合訓(xùn)練實際并獲得肌肉多次收縮前后的下降率，測試中向心模式下設(shè)定快速收縮為15 次，離心模式下因肌肉易產(chǎn)生疲勞和損傷，所以對慢速收縮和快速收縮的測試次數(shù)均固定為3次。

表2 等速測試參數(shù)一覽表

1.2.2 測試程序

首先讓受試者熟悉測試過程，特別是離心模式下肌肉收縮特征。測試前受試者先進行5 min 的功率自行車熱身，然后在芬蘭產(chǎn)HUR氣動力量訓(xùn)練器上進行5 min的50 %～70 %最大力量熱身練習(xí)。結(jié)束后，再進行關(guān)節(jié)固定和運動范圍的屈伸練習(xí)。為排除關(guān)節(jié)自身重量的影響，測試前對關(guān)節(jié)進行原始數(shù)據(jù)的重力補償修正與計算。為提高測試可信度，向心收縮時，讓受試者在每個測試速度下先進行3次訓(xùn)練；離心收縮時，進行6～8 次訓(xùn)練，直到掌握離心測試過程[15]。整個過程中對受試者采用視覺反饋和口頭鼓勵，盡可能促使其發(fā)揮最大力量。慢速和快速測試間休息3 min，向心和離心測試間為5 min。測試中一旦出現(xiàn)關(guān)節(jié)肌肉不適，立即停止實驗，直到受試者自我恢復(fù)后重新進行測試。

1.2.3 指標選取

峰值力矩（peak torque，PT）：即肌肉收縮時產(chǎn)生的最大力量輸出，反映絕對力量。本研究采用單位體重下的峰值力矩PT/BW 指標進行標準化處理[16]，可用于個體間比較。

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，其值隨收縮速度加快而增大，可反映屈伸肌群力量配布的均衡性。用于預(yù)測關(guān)節(jié)在運動過程中的穩(wěn)定性以及屈伸肌群發(fā)生運動損傷的幾率。

離心/向心比值（eccentric/concentric，ECC/CON）：即肌肉離心收縮峰力矩和向心收縮峰力矩的比值，用于診斷關(guān)節(jié)肌群離心收縮肌力與向心收縮肌力的均衡性，也可作為評價骨骼肌損傷恢復(fù)情況的指標。

慢速/快速肌力下降率：（慢速收縮相對峰力矩–快速收縮相對峰力矩）/慢速收縮相對峰力矩，可反映肌肉絕對力量與快速收縮力量間的比例關(guān)系。

快速向心收縮前5 組/后5 組肌力下降率：因本項目運動員日均訓(xùn)練量為15 跳左右，且運動員在出臺、落地動作中均為肌肉的快速收縮，故采用肌肉15組快速向心收縮進行測試。計算方法為：（前5組平均峰值力矩–后5組平均峰值力矩）/前5組平均峰值力矩，以獲得各關(guān)節(jié)肌肉下降的百分比值，用來反映肌肉力量的下降程度。

1.2.4 數(shù)理統(tǒng)計與分析

使用SPSS 21.0軟件對數(shù)據(jù)進行描述統(tǒng)計，經(jīng)檢驗數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布、方差齊性和協(xié)方差的等同性。相關(guān)指標采用3 因素（2×2×2）重復(fù)測量方差分析（threeway repeated measures ANOVA），由3 個被試內(nèi)變量：測試模式（向心、離心收縮）、測試速度（慢速、快速）和測試側(cè)別（左側(cè)、右側(cè)）組成。不同性別間比較采用獨立樣本t檢驗。當多因素間交互作用顯著時，進行簡單效應(yīng)分析。數(shù)據(jù)使用均數(shù)±標準差（±s）表示，效應(yīng)量的大小由偏η2決定。P<0.05 為顯著性差異，P<0.01為非常顯著性差異。

2 結(jié)果

2.1 不同因素對肌力的影響

表3為主體內(nèi)因素對PT/BW的主效應(yīng)和交互效應(yīng)結(jié)果，測試模式和測試速度的主效應(yīng)在各關(guān)節(jié)上均具有顯著性差異，各因素對模型的貢獻大小為：模式＞速度＞側(cè)別。

表3 主體內(nèi)因素PT/BW檢驗主要結(jié)果

速度×模式在髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和踝關(guān)節(jié)PT/BW上的交互效應(yīng)均非常顯著（如圖1、2），需進行簡單效應(yīng)分析。

圖1 模式和速度在髖關(guān)節(jié)PT/BW上的交互圖

圖2 模式和速度在膝關(guān)節(jié)PT/BW上的交互圖

簡單效應(yīng)分析表明，左、右髖關(guān)節(jié)屈曲過程中，測試速度對向心收縮（F=88.53，P<0.01 和F=145.52，P<0.01）和離心收縮（F=49.12，P<0.01和F=50.33，P<0.01）的影響均非常顯著；左、右髖關(guān)節(jié)伸展過程中，測試速度對向心收縮（F=217.12，P<0.01 和F=144.09，P<0.01）和離心收縮（F=29.59，P<0.01 和F=26.16，P<0.01）的影響也非常顯著；表明測試速度對髖關(guān)節(jié)PT/BW 的貢獻受兩種測試模式的影響，但影響程度不同，其中受向心收縮的影響更大。膝、踝關(guān)節(jié)的結(jié)果與髖關(guān)節(jié)一致。

左、右髖關(guān)節(jié)屈曲過程中，測試模式對慢速收縮（F=62.09，P<0.01 和F=50.72，P<0.01）和快速收縮（F=618.42，P<0.01 和F=529.08，P<0.01）的影響均非常顯著；左、右髖關(guān)節(jié)伸展結(jié)果與屈曲一致。表明測試模式對髖關(guān)節(jié)PT/BW的貢獻受快速收縮和慢速收縮共同影響，但受快速收縮的影響更大。膝、踝關(guān)節(jié)的結(jié)果與髖關(guān)節(jié)一致。

2.2 主要關(guān)節(jié)等速肌力特征

由表4 可知，髖關(guān)節(jié)屈伸肌群PT/BW 呈現(xiàn)一定的規(guī)律性，不同性別間表現(xiàn)為男子顯著高于女子（P<0.01）；不同測試速度間向心收縮模式下表現(xiàn)為慢速收縮顯著高于快速收縮（P<0.01），離心收縮模式下表現(xiàn)為快速收縮顯著高于慢速收縮（P<0.01）；男、女子快速屈肌群離心收縮PT/BW為向心收縮的2倍左右。

表4 運動員髖關(guān)節(jié)PT/BW測試結(jié)果（Nm/kg）

不同性別間，髖關(guān)節(jié)肌群在慢速和快速收縮下的H/Q比值均表現(xiàn)為男子顯著高于女子（P<0.01）；不同測試模式間，男、女子左腿和右腿髖關(guān)節(jié)肌群在慢速和快速收縮下的H/Q比值均表現(xiàn)為離心收縮顯著高于向心收縮（P<0.01）；不同測試速度間，男、女子左腿和右腿髖關(guān)節(jié)肌群在離心收縮模式下的H/Q比值表現(xiàn)為快速收縮顯著高于慢速收縮（P<0.01），向心收縮模式下男子快、慢速收縮間無顯著性差異（P>0.05），而女子表現(xiàn)為慢速收縮顯著高于快速收縮（P<0.01）。

不同測試速度間，髖關(guān)節(jié)屈伸肌群的離心/向心比值表現(xiàn)為快速收縮顯著高于慢速收縮（P<0.05）。

由表5 可知，不同性別間，膝關(guān)節(jié)屈伸肌群PT/BW特征表現(xiàn)為男子顯著高于女子（P<0.05）；不同測試速度間，離心收縮模式下除男子伸肌群外，其余均表現(xiàn)為快速收縮顯著高于慢速收縮（P<0.01）。

表5 運動員膝關(guān)節(jié)PT/BW測試結(jié)果（Nm/kg）

不同測試速度間，膝關(guān)節(jié)肌群離心和向心收縮模式下的H/Q比值均表現(xiàn)為快速收縮顯著高于慢速收縮（P<0.01）；不同性別間，右腿膝關(guān)節(jié)肌群慢速向心收縮模式下的H/Q 比值表現(xiàn)為女子顯著低于男子（P<0.05），而快速向心收縮模式下表現(xiàn)為女子顯著高于男子（P<0.05）；不同測試模式間，女子在快速收縮模式下的H/Q比值表現(xiàn)為向心收縮顯著高于離心收縮（P<0.05）。

不同測試速度間，男、女子左腿和右腿屈伸肌群的離心/向心比值均表現(xiàn)為快速收縮顯著高于慢速收縮（P<0.01）。

由表6 可知，不同測試側(cè)別間，男、女子踝關(guān)節(jié)背伸肌群在快速離心收縮模式下的PT/BW均表現(xiàn)為左腿顯著高于右腿（P<0.05）；不同性別間，背伸、跖屈肌群在向心收縮模式下為男子顯著高于女子（P<0.05）；不同測試速度間，跖屈肌群PT/BW 在離心收縮模式下快慢速收縮之間的特征與髖、膝關(guān)節(jié)不同，女子右腿為快速收縮顯著低于慢速收縮（P<0.05）。

表6 運動員踝關(guān)節(jié)PT/BW測試結(jié)果（Nm/kg）

不同測試側(cè)別間，女子踝關(guān)節(jié)肌群快速離心收縮模式下H/Q 比值表現(xiàn)為左腿顯著低于右腿（P<0.05），慢速向心收縮模式下表現(xiàn)為左腿顯著高于右腿（P<0.01）；不同測試模式間，除女子右腿在快速收縮時離心與向心模式下的H/Q 比值無差異之外，其余均呈現(xiàn)出慢速時離心收縮顯著高于向心收縮（P<0.05），快速時向心收縮顯著高于離心收縮（P<0.05）的特征；不同測試速度間，踝關(guān)節(jié)肌群向心收縮模式下的H/Q 比值均呈現(xiàn)出快速收縮顯著低于慢速收縮（P<0.01）的現(xiàn)象。

不同測試速度間，踝關(guān)節(jié)背伸肌群的離心/向心比值為快速收縮顯著高于慢速收縮（P<0.01）。

（續(xù)表6）

由表7 可知，不同性別間軀干屈伸肌群的PT/BW表現(xiàn)為男子顯著高于女子（P<0.01）；不同測試速度間表現(xiàn)為慢速收縮顯著高于快速收縮（P<0.01）。男子在不同測試速度間軀干屈伸肌群的H/Q比值表現(xiàn)為快速收縮顯著低于慢速收縮（P<0.01），女子快慢速收縮間無顯著性差異（P>0.05），表明男子快速屈肌群較弱。不同性別間軀干屈伸肌群的H/Q比值表現(xiàn)為女子顯著高于男子（P<0.01）。

表7 運動員軀干向心收縮PT/BW測試結(jié)果（Nm/kg）

2.3 主要關(guān)節(jié)肌群的肌力下降率特征

由表8 可知，不同性別間，髖關(guān)節(jié)屈伸肌群的PT/BW下降率表現(xiàn)為女子顯著高于男子（P<0.01）；屈伸肌群間男、女子膝關(guān)節(jié)PT/BW 下降率表現(xiàn)為伸肌群顯著高于屈肌群（P<0.01）；踝關(guān)節(jié)表現(xiàn)為跖屈肌群顯著高于背伸肌群（P<0.01）；男子軀干屈肌群PT/BW 下降率顯著高于伸肌群（P<0.01）。其中軀干環(huán)節(jié)的屈伸肌群、踝關(guān)節(jié)跖屈肌群和膝關(guān)節(jié)的伸肌群慢速和快速之間的差異較大。

表8 各關(guān)節(jié)向心收縮模式下慢速收縮/快速收縮PT/BW的下降率（%）

圖3 為經(jīng)過15 次快速向心收縮后，各關(guān)節(jié)前5 組和后5 組PT/BW 的結(jié)果，由圖可知，男、女子髖、膝、踝關(guān)節(jié)和軀干的PT/BW 前5 組均顯著大于后5 組（P<0.05），后5組具體的肌力下降程度見表9。

圖3 各關(guān)節(jié)快速向心下前5組和后5組PT/BW比較

由表9可知，各關(guān)節(jié)經(jīng)過15組屈伸測試，均出現(xiàn)肌力下降現(xiàn)象，但下降的程度不同。其中膝關(guān)節(jié)屈伸肌群、踝關(guān)節(jié)伸肌群以及軀干屈伸肌群下降率較高，均超過10 %以上。不同性別間，膝關(guān)節(jié)和軀干屈伸肌群PT/BW 下降率表現(xiàn)為女子顯著高于男子（P<0.01）；屈伸肌群間，男、女子踝關(guān)節(jié)PT/BW下降率表現(xiàn)為背伸肌群顯著高于跖屈肌群（P<0.01）。

表9 各關(guān)節(jié)快速向心收縮模式下前5組/后5組PT/BW的下降率（%）

3 討論

3.1 不同因素對肌肉力量的影響分析

本研究發(fā)現(xiàn)，模式和速度對空中技巧運動員主要關(guān)節(jié)的PT/BW均存在不同程度的影響，在速度×模式上存在交互作用。不同性別間的差異由運動員的肌纖維類型、數(shù)量、結(jié)構(gòu)以及激素水平等因素造成[17]。不同肌纖維類型間的差異與關(guān)節(jié)肌肉配布和運動類型密切相關(guān)，根據(jù)人體日常生活活動的特點，下肢和軀干的伸肌群肌力明顯比屈肌群發(fā)達[18]。在不同收縮模式之間的差異方面，較多研究[15，19]已證實肌肉離心收縮產(chǎn)生的張力大于向心收縮，很大程度上歸因于肌肉彈性成分產(chǎn)生的補充張力，因橫橋分離機制在離心和向心收縮中的工作不同，離心收縮時，橫橋分離不需要內(nèi)部能量，因而等速離心產(chǎn)生的力量更大。在不同收縮速度之間的差異方面，向心收縮產(chǎn)生的力矩與收縮速度和肌肉的激活程度有關(guān)。低速狀態(tài)下收縮時間較長，能使收縮成分形成更多橫橋結(jié)構(gòu)，因此所能募集到的運動單位也越多，產(chǎn)生的張力就越大[15]。此外，因肌肉具有粘滯性[20]，主動肌和拮抗肌的拉長都會損失肌肉力量，且粘滯阻力隨收縮速度的增加而增加。大量研究表明[9，21]，在向心收縮模式下，峰值力矩隨角速度的增加而減小。然而離心模式下，角速度與峰值力矩關(guān)系的結(jié)論不一致，Almosnino等[20]研究表明，年輕人膝關(guān)節(jié)屈伸肌群等速離心收縮力矩隨著角速度的增大而增大。Dauty等[22]發(fā)現(xiàn)，隨著角速度增加，離心收縮峰力矩保持不變或輕度增加。而Griffin等[23]對膝、肘關(guān)節(jié)進行30°/s和120°/s的兩次最大離心收縮發(fā)現(xiàn)，峰力矩不隨角速度的增大而增大，而離心/向心峰力矩的比值卻增大。相反，Poulin 等[24]發(fā)現(xiàn)，當角速度由90°/s 增加到180°/s時，年輕人膝關(guān)節(jié)屈伸的等速離心力矩隨角速度增大而減?。欢夏耆藙t隨角速度的增大而增大。顯然，肌肉等速離心的收縮力矩與速度對應(yīng)的關(guān)系，是違反傳統(tǒng)肌肉力量與收縮速度間的關(guān)系的。中樞和周圍神經(jīng)系統(tǒng)在肌肉離心和向心收縮時的調(diào)控方式可能不同，當角速度增加時，離心收縮時運動單位激活的機制目前仍不清楚，可能與拮抗肌的協(xié)同作用有關(guān)，然而，拮抗肌的激活在等速研究中僅見向心收縮的報道[25]。不同收縮方式間關(guān)節(jié)肌群力量是否均衡也是非常重要的因素，肌力薄弱的一側(cè)更可能導(dǎo)致?lián)p傷。

本研究發(fā)現(xiàn)，在速度×模式的交互作用方面，收縮速度對PT/BW 的貢獻受向心和離心收縮的共同影響，受向心收縮的影響更大；而肌肉收縮模式在速度上受快速的影響更大。該項目在起跳和落地緩沖后期的蹬伸階段，下肢和軀干的伸肌群在向心收縮下的快速力量至關(guān)重要；落地緩沖階段則依靠下肢伸肌群的快速離心收縮來吸收沖擊載荷，快速離心力量的大小對落地穩(wěn)定性有決定性作用。因此，運動員需重視相關(guān)力量的發(fā)展。

3.2 主要關(guān)節(jié)等速肌力特征分析

本研究發(fā)現(xiàn)，髖、膝關(guān)節(jié)左右側(cè)肌力相對均衡，但踝關(guān)節(jié)離心收縮時，男、女子卻呈現(xiàn)左側(cè)快速跖屈力量大于右側(cè)的現(xiàn)象。究其原因，可能與運動員長期進行bF（空翻一周加轉(zhuǎn)體一周）或bdF（空翻一周加轉(zhuǎn)體兩周）類轉(zhuǎn)體動作有關(guān)。首先，運動員為了盡早完成空中轉(zhuǎn)體，通常在未出臺前就提前進行轉(zhuǎn)體，該動作均以左腿為轉(zhuǎn)軸向左側(cè)轉(zhuǎn)體，需要右腿先蹬伸后提前離開跳臺，此時強大的負荷完全由左腿來承擔。其次，落地階段左踝的快速跖屈肌群不僅要吸收強大的沖擊載荷，還要吸收人體多余的角動量，長期轉(zhuǎn)體訓(xùn)練導(dǎo)致左側(cè)強于右側(cè)。踝關(guān)節(jié)左右側(cè)肌力不對稱，將造成側(cè)方穩(wěn)定性降低而導(dǎo)致落地失衡，應(yīng)加強右踝跖屈肌群的快速離心力量。

本研究在髖關(guān)節(jié)H/Q 比值上呈現(xiàn)如下特征，離心收縮大于向心，男子大于女子，離心收縮快速大于慢速。離心收縮H/Q 大于向心，其機制和原因有待于進一步研究。膝關(guān)節(jié)在向心和離心收縮模式下，快速收縮均大于慢速收縮。踝關(guān)節(jié)在慢速收縮時離心收縮大于向心收縮，快速收縮時向心收縮大于離心收縮。前期研究[20，26]表明，健康人群膝關(guān)節(jié)向心收縮模式下慢速H/Q 范圍為50%～55%，快速為55%～60%；比值隨速度增大而增大。而對離心收縮的研究有限，Almosnino等[20]對45名男、女青年膝關(guān)節(jié)肌群離心收縮進行研究，結(jié)果顯示男子慢速為50%，快速為53%；女子慢速為48%，快速為49%。Larsen 等[19]對健康成人研究發(fā)現(xiàn)，離心收縮的慢速和快速為55%和58%。游泳運動員慢速為73%，快速為57%[27]。男子花劍運動員的髖關(guān)節(jié)向心收縮慢速為45%，快速為46%；膝關(guān)節(jié)分別為59%和67%；踝關(guān)節(jié)分別為28%和32%[28]。跳遠運動員為髖關(guān)節(jié)向心慢速39%，快速為36%，快速離心為39%[29]。自由式摔跤運動員軀干快速向心收縮時，國家健將為74%，國家一級為77%[30]。由此可知，因項目和運動級別不同，H/Q 范圍和規(guī)律也不盡相同。但相較于其他項目，本研究發(fā)現(xiàn)女子在髖關(guān)節(jié)向心收縮模式下H/Q較小，慢速時為38%，快速僅為36%，需加強髖關(guān)節(jié)屈肌群力量，尤其是快速力量；踝關(guān)節(jié)在向心模式下的慢速比值和離心模式下的快速比值均較小，表明慢速和快速背伸肌群力量有待加強；軀干在向心收縮下為慢速大于快速，男子快速僅為37.5%，比值較小，表明快速屈肌力量有待加強，尤其在出臺和落地環(huán)節(jié)，快速屈肌在控制合理的體位角方面具有重要作用。

本研究發(fā)現(xiàn)向心收縮時，PT/BW 隨角速度的增大而減小，與前期研究結(jié)果類似[20]；而離心收縮時，髖、膝關(guān)節(jié)PT/BW 隨角速度的增大而增大，踝關(guān)節(jié)隨角速度的增大PT/BW 保持不變或輕度增加，表明離心收縮在不同速度下PT/BW 的變化趨勢不同，進一步證實了前期的爭議結(jié)論。該原因可能與項目特征有關(guān)，運動員在落地階段，強大的沖擊力由下肢肌群的快速離心收縮來吸收，長期專項落地訓(xùn)練，導(dǎo)致下肢快速離心力量得以提升。但在踝關(guān)節(jié)上，一方面，因滑雪鞋為85°的固定結(jié)構(gòu)，致使踝關(guān)節(jié)活動范圍受限，導(dǎo)致快速離心力量增加不明顯。另一方面，出臺時需要控制體位角度，空中動作要控制雪板，落地時需要控制姿勢和吸收載荷，再結(jié)合其離心/向心比值增大的結(jié)果，表明該項目需要踝關(guān)節(jié)肌群具備強大的快速離心力量。

ECC/CON 比值也是重要指標之一，它對評價運動員肌肉損傷風(fēng)險有重要作用[31]。Emily 等[32]指出，膝關(guān)節(jié)伸肌的ECC/CON 比值過大或過小時將導(dǎo)致?lián)p傷的發(fā)生。本研究中，髖、膝、踝關(guān)節(jié)PT/BW 均為離心大于向心，但各關(guān)節(jié)ECC/CON 的比值不同，三關(guān)節(jié)慢速屈肌群男、女子整體比值分別為1.31、1.11、1.92；慢速伸肌群為1.08、1.12、1.36；快速屈肌群為2.33、1.62、1.94；快速伸肌群為1.43、1.71、2.34。而Aslan 等[31]對正常女子膝關(guān)節(jié)研究得出，慢速屈和伸肌群的比值為1.32 和1.28，快速分別為1.86 和1.89，并提出屈肌群的ECC/CON比值與對應(yīng)的伸肌群比值兩者應(yīng)相接近。本研究髖、膝關(guān)節(jié)快速屈伸肌群的比值較小，表明快速離心收縮肌力仍有待加強。

離心收縮時肌肉電活動比向心收縮小，但PT/BW卻大于向心收縮，其原因是當肌肉被拉長時，彈性成分的貢獻更大[33]，因此增大了運動單位損傷的風(fēng)險。Noy?es等[34]分別采用慢速和快速負荷速率對30只猴子的前交叉韌帶（anterior cruciate ligament，ACL）進行拉伸至斷裂的離心研究中發(fā)現(xiàn)，當負荷速率增加時，韌帶的抗拉強度比骨骼小，將增大其撕裂或斷裂的情況，也進一步表明快速離心收縮更易造成韌帶損傷。因空中技巧項目的高危性，82%的運動員ACL 出現(xiàn)不同程度的損傷[4]，通過訓(xùn)練來提高肌肉力量是減少韌帶拉傷的最佳途徑。力量訓(xùn)練可增加原動肌和協(xié)同肌的運動單位激活或減少拮抗肌的激活，還能增加肌腱和韌帶與骨連接點的拉伸強度[35]。

另外，運動員在落地緩沖和落地后滑行階段，采用大量關(guān)節(jié)制動和急停技術(shù)也會致使肌肉快速收縮。Newton 等[36]報道，關(guān)節(jié)制動會減弱韌帶的強度。Noyes等[37]發(fā)現(xiàn)猴子膝關(guān)節(jié)通過8周的制動后，ACL的極限負荷降低了39%，能力儲存降低了32%，并得出該韌帶的伸長增加而剛度減小。由此可見，關(guān)節(jié)制動也是造成肌肉韌帶損傷的一個重要因素。

3.3 主要關(guān)節(jié)向心收縮慢/快速特征以及快速肌力下降率特征分析

向心收縮慢速和快速的PT/BW之間也存在一定關(guān)系，研究表明：（慢速－快速）/慢速的比值合理范圍為15%～20%[38]，快速力量的提高應(yīng)建立在慢速的基礎(chǔ)上[39]，比值較大表明快速力量較弱，比值較小表明慢速力量較弱。本研究發(fā)現(xiàn)，女子髖關(guān)節(jié)屈、伸肌群比值偏大；男、女子膝關(guān)節(jié)的伸肌群比值偏大，其中女子更為明顯；男、女子踝關(guān)節(jié)的屈肌群比值偏大；男子軀干屈肌、女子軀干屈伸肌群比值均偏大。運動員出臺、空中動作和落地技術(shù)環(huán)節(jié)均需較強的快速肌力做保障[3]，在出臺瞬間、空中翻轉(zhuǎn)和落地緩沖后的站立以及滑行的姿勢控制階段，伸肌群起主導(dǎo)作用，長期訓(xùn)練導(dǎo)致軀干和踝關(guān)節(jié)的快速屈肌群比值偏大，但軀干屈肌群肌力相對較弱，將增大落地時背部觸雪和穩(wěn)定性降低等風(fēng)險。為此，應(yīng)提高男子軀干屈肌群和女子軀干屈伸肌群的快速力量。

本研究還發(fā)現(xiàn)，通過15組最大向心收縮，膝、踝關(guān)節(jié)和軀干快速伸肌群PT/BW 均呈現(xiàn)不同程度的下降，其中膝關(guān)節(jié)下降率最大，達20%以上，女子下降幅度大于男子。肌力下降是影響運動員動作質(zhì)量的重要因素[40]。肌肉在反復(fù)工作下做功能力下降，直至產(chǎn)生疲勞，該狀態(tài)下極易發(fā)生損傷。疲勞不僅受載荷強度和反復(fù)次數(shù)的影響，還受一定時間內(nèi)載荷作用次數(shù)（載荷的頻率）的影響[41]。肌肉韌帶在重復(fù)加載及卸載循環(huán)中可能會因疲勞而發(fā)生斷裂，這取決于負載的大小、肌肉韌帶的力學(xué)特性等因素[32]。肌肉韌帶不完整以及內(nèi)部結(jié)構(gòu)不連續(xù)時，造成應(yīng)力集中，導(dǎo)致裂縫不斷蔓延直至斷裂。研究表明[42]，重復(fù)負荷持續(xù)施加于已受損或剛度減弱的組織，即使在正常的生理負荷范圍內(nèi)，也會發(fā)生微斷裂。

自由式滑雪空中技巧運動員日均訓(xùn)練負荷為15～20跳，每跳的出臺全身制動技術(shù)、空中姿態(tài)的穩(wěn)定性以及落地站穩(wěn)后的下肢蹬伸動作，都對運動員快速向心、離心收縮力量提出較高要求。另外，國內(nèi)雪場氣溫較低，內(nèi)蒙古阿爾山氣溫在－20℃～－30℃，若運動員在最后幾跳出現(xiàn)肌肉疲勞，將大大增加ACL 或腰椎損傷的概率。因此，雪上訓(xùn)練時應(yīng)適度控制運動員的訓(xùn)練負荷，同時嚴密監(jiān)控其下肢和軀干肌群的疲勞情況。

4 小結(jié)

自由式滑雪空中技巧優(yōu)秀運動員主要關(guān)節(jié)肌力受收縮模式和速度的影響，其中收縮模式對肌力的影響最大，速度次之；在快速收縮模式下最大峰值力矩離心大于向心，快速伸肌群肌力是影響該項目的核心指標；向心收縮模式下PT/BW 隨速度的增大而減?。浑x心模式下，髖、膝關(guān)節(jié)在PT/BW 指標上隨速度增大而增大，踝關(guān)節(jié)在PT/BW指標上隨速度增大保持不變或輕度增加，快速向心、離心力量在出臺和落地緩沖過程中尤為重要。運動員整體主要關(guān)節(jié)屈伸肌群力量比較均衡，髖、膝關(guān)節(jié)左右側(cè)肌力對稱性較好。

建議男子運動員在軀干快速屈肌群和膝關(guān)節(jié)的快速離心力量方面，女子在軀干的快速屈、伸肌群和髖關(guān)節(jié)屈肌群方面進行強化訓(xùn)練。同時，鑒于15次快速向心收縮后，運動員膝關(guān)節(jié)和軀干的快速伸肌群肌力下降率較其他關(guān)節(jié)高，損傷隱患較大，體能訓(xùn)練中應(yīng)加強該關(guān)節(jié)的耐力強化訓(xùn)練并科學(xué)控制訓(xùn)練跳次，實施監(jiān)控。另外，建議盡量減少高速急停動作或改進急停技術(shù)，達到減少關(guān)節(jié)制動從而降低關(guān)節(jié)損傷的目的。