青少年体能
肌力联合抗阻冲刺训练对U-19精英足球运动员体能的影响
Effects of Combined Strength and Resisted Sprint Training on Physical Performance in U-19 Elite Soccer Players
原文："Strength and Conditioning Journal" - V35 - I2
▌摘要
本研究探讨使用负重雪橇和负重背心进行的肌力和抗阻冲刺联合训练与常规足球训练对U-19精英足球运动员下肢运动表现的影响将34名男子足球运动员（年龄18.8±0.8岁，身高1.81±0.05米，体重76.4±4.9公斤，体脂11.36±4.2%）随机分为抗阻冲刺训练组（RSTG，n =20）和对照组（CONTG，n =14）。
在为期6周的训练项目前后，对冲刺能力（5米和20米）、静态蹲跳（SJ）和反向纵跳（CMJ）测试、半蹲1次最大重复次数（1RM）和足球射门速度进行评估。在所有测试的测量中，所有测试中的肌力结合抗阻冲刺的训练效果在组内均存在显著相关性（20米冲刺和静态下蹲跳（SJ）的效应量大小分别为5 0.97和3.69）。然而，在抗阻冲刺训练组中，发现在5米和20米的冲刺时间（分别为η2P=0.25，P＜0.01和η2P=0.22，p＜0.01%）、SJ和CMJ（分别为η2P=0.78，P＜0.0001和η2P=0.34，P＜0.001）、1RM半蹲（η2P=0.45, P＜0.0001）、足球射门速度（η2P=0.41，P＜0.0001），而对照组中仅有CMJ（P＜0.05）、1RM半蹲（P＜0.01）和足球射门速率（P＜0.05）。我们得出结论是，肌力结合和水平（负重雪橇）和垂直（负重背心）抗阻冲刺训练在提高足球运动中的冲刺和跳跃能力以及射门速度方面比常规足球训练更有效。
关键词：阻力训练，射门、冲刺能力，垂直跳跃
▌前言
现代足球是一项持续性的团队对抗性运动，其突出的运动表现取决于频繁的身体对抗能力以及肌肉爆发性收缩后重复跳跃、加速、冲刺、变向的速度与射门的能力[38]。此外，除了技战术能力，体能素质是高水平比赛中取得成功的重要因素（44）。在此背景下，肌力与爆发力被认为是团队运动表现的关键性因素，尤其是在足球比赛中（20，25）。同时研究表明，不同运动项目中爆发力强的运动员通常能够更快地加速，跳得更高，改变运动方向的速度更快（25）。近期研究还表明，目前的职业足球运动员已经变得越来越快了（20），短时间的加速能力和最大速度能力差异会区分出不同水平的球员（16）。因此，即使是20米冲刺时间之间的差异，也足以在比赛中建立优势，如带球突破或防守进攻（17）。值得注意的是，许多教练已经在训练课程中使用抗阻冲刺的训练手段，如负重背心或弹力带的抗阻跑与跳跃、雪橇抗阻跑、阻力伞冲刺及上坡跑（27，29）。
抗阻冲刺训练主要指在冲刺期间施加额外的负荷，在强调力与速度的输出同时，使其更有效地转移到专项运动中（24）。这种训练似乎促进了更多的神经肌肉单位激活，并增强了快肌纤维的募集能力（40），从而增加了腿部肌肉产生的推动力（1）。前期有些研究报道了短期干预与长期进行抗阻冲刺训练的可以带来一些积极效果（2，27，29），以及改善运动员的冲刺时间，但有一些关于抗阻冲刺训练效果的数据有待考究。尽管有一些研究者报道了其对冲刺、跳跃的改善，尤其是冲刺过程中短时间变向能力的改善（6，7），但也有研究者发现与传统的短跑训练相比没有额外的效果（15，33）。这种差异可能是由于几个变量，如抗阻冲刺训练的方式、负荷量度的衡量、训练课的频率、训练周期的持续时间以及测试方案（6、7、15、33）。从实践的角度来看，这些信息对于体能教练正确地执行抗阻冲刺训练是至关重要的。
Carlos Vivas等人（7）研究了水平抗阻冲刺、垂直方向的抗阻冲刺、结合抗阻冲刺和无抗阻冲刺训练对青少年足球运动员水平和垂纵跳的运动表现、短跑和变向能力的影响。同时他们已经证实，只有垂直方向的抗阻冲刺训练才能促进短跑和变向能力的改变，并对反向纵跳的表现产生额外的积极影响。因此，在冲刺起始阶段时，水平方向的力较大，在加速阶段时，垂直方向的力随着速度的增加而逐渐增加（18，30）。根据现有研究现状，暂时没有任何研究探讨同时使用负重背心和负重雪橇对足球射门速度的影响。其中后者技术指标被认为是当代足球竞技表现的决定性指标（31）。在这种情况下，通过抗阻冲刺训练来培养短跑和跳跃能力，将通过神经肌肉系统适应间接提高射门的速度（2）。
因此，本研究的目的是研究与传统足球训练相比，使用负重雪橇和负重背心的肌力与抗阻冲刺训练计划对年轻足球运动员的短跑（5米和20米）和跳跃能力（蹲跳[SJ]和反向纵跳[CMJ]）以及足球射门速度的影响。我们假设同时使用水平和垂直抗阻冲刺训练对U-19足球运动员的短距离冲刺和跳跃能力、下肢最大力量以及射门速度会产生积极影响。
▌研究方法
实验法
所有选手都定期参加国家和国际比赛。实验开始前根据Beck的流程，并使用软件G*Power进行先验分析计算样本量，显著性α值设置为0.05，统计效力P设置为97.5%。根据Gil等人的研究，将效应量为＞0.8时表示为大效应，同时每组13名受试者可使导致II型统计错误的风险降至最低。所有研究受试者被随机分配到对照组（CONTG，n=14）以及抗阻冲刺训练训练组（RSTG，n =20）。
▌ 研究对象
研究是在赛季中的中周期期间进行的，如表1所示，在板块周期设计内（19）。
训练周期时间持续6周（从1月到2月），其中是1周的熟悉训练流程和1周的测试，以及是1周的复测。除了完成每周的训练计划外，两组（CONTG和RSTG）受试者都习惯进行中等强度训练（每周两次，以65-80%1RM负荷进行肌肉抗阻训练）。同时除了周末进行的一场足球比赛外，每周包括7-8次训练课，平均持续时间为90分钟。
每周进行3次体能训练。其中发展力量的训练结合了高强度间歇训练、举重、增强式训练以及技术训练。无氧训练包括增强式和短跑训练，有氧训练则是通过小游戏的方式进行。训练课程主要包括技战术训练（占课程时间的60%）和力量和体能训练（占课程的40%）如表2所示。
在为期6周的训练计划中，对照组保持这种常规的训练模式（表3），但RSTG组每周使用Cronin等人（9）建议的加重背心和/或加重雪橇进行两次额外的抗阻冲刺训练（如表4）。后测在当天的同一时间和相同的实验条件下进行测试，至少在最后一场比赛结束3天后，测试期间给予口头鼓励确保了受试者全程的尽最大的努力。在得知实验流程后，受试者同意参与本研究，并签署了书面知情同意书。该实验研究方案根据《赫尔辛基宣言》（2013）执行，并得到了苏塞大学当地机构伦理委员会的批准。来自突尼斯国家U-19队的34名足球运动员自愿参与了这项研究（年龄段在18-20岁。年龄：18.8±0.8岁，身高：1.81±0.04 cm，体重：76.2±5.1 kg，体脂：11.2±3.1%；受试者的身高、体重和年龄均用平均数±SD）。
▌实验流程
人体测量
使用矫正设备（精度为1mm）测量体重和身高。身体脂肪质量（%）通过使用Durnin和Womersley（10）公式4进行皮褶厚度估算。这些皮褶的测量是由同一研究者用夹钳标记Harpenden卡尺进行的。组内相关系数（ICC）、均值标准误（SEM）和变异系数（CV）分别为0.982（95%置信区间[CI]，0.964–0.991）、0.01 m和1.9%，体重分别为0.998（95% CI，0.997–0.999）、0.6 kg和0.7%，体脂量分别为0.997（95%CI）、0.23和0.2%。
5米和20米冲刺测试
从起跑线后0.3米的位置进行5米和20米冲刺测试，以评估短距离冲刺成绩。运动员在准备好后开始冲刺，并鼓励其以尽可能快的速度完成每一次冲刺。使用光电管记录冲刺时间。光电池被放置在腰部高度，时间被测量到百分之一秒。在1次预试验后，每个受试者进行2次尝试，休息间隔5分钟，并取最佳表现进行分析。5米短跑的ICC、SEM和CV分别为0.994 (95%CI，0.904-0.996)、0.01秒和1.7%，20米短跑的ICC、SEM和CV分别为0.993 (95% CI，0.986-0.997)、0.02秒和0.9%。
垂直纵跳
受试者根据先前预定的试验方案进行蹲跳（SJ）和反向纵跳（CMJ）（28）。纵跳表现使用Opto Jump系统（Microgate SARL，意大利）进行测量。在1次预练习后，每次纵跳两次，休息间隔2分钟，记录最佳的成绩（SJ的ICC 5 0.996、SEM 5 0.6 cm和CV 5分别为2.7%，CMJ的ICC 5 0997、SEM 5 0.6cm和CV 5%分别为2.8%）。在SJ中，受试者开始时双手放在臀部，大腿屈膝角度为90°。对于CMJ，受试者则在一个快速牵拉中屈膝屈髋中，使身体从站立姿势下降，然后立即伸展臀部和膝盖并尽可能高地跳跃。
射门测试
球员对静止球进行最大速度的脚背抽射。使用的是国际足联标准尺寸的球，踢向距离4米元的一个尺寸为1×1米的目标靶（11）。球员共有5次全力击球的机会，每次尝试之间休息1分钟（8）。球的速度用距离3m的雷达枪测量。选择命中目标并产生了最高球速的射门进行分析。击球速度的ICC、SEM和CV分别为0.995（95%CI，0.870–0.999）、0.6 km/h和1.0%。
1RM半蹲测试
受试者起始位置保持直立姿势。双手握住奥杆，使其在肩上支撑。随后下蹲屈膝至90°，然后恢复直立姿势，双腿完全伸展。在1RM预试验中成功重复2次后，再增加1KG的负荷。如果第二次重复不能用新的重量完成，这被视为个人的1RM。简而言之，每个受试者被要求在1组1RM（13）之前进行3组次最大负荷的练习（2-6次，负荷为预测的1RM30%、50%、70%和90%），两次尝试之间休息5分钟。1RM半蹲的ICC、SEM和CV分别为0.978（95%CI，0.928–0.995）、1.71 kg和3.1%。
▌统计分析
数据均以标准差（±SD）表示。使用SPSS软件包（20.0版）进行统计分析。使用ICC、SEM和CV百分比评估可靠性（42）。在使用Shapiro-Wilk检验数据的正态分布后，通过独立样本T检验以确定各组之间基线值的显著差异。
通过ANOVA（时间3组）对相关参数的变化进行重复测量分析。
然后进行Bonferroni校正，计算俩组的主效应（2个水平:实验组和对照组）和时间效应（2个水平:训练前和训练后）。考虑到在样本中，有些没有统计意义的数据，但在实际中具有一定的意义；因此部分η平方（η2P）被量化，这在重复测量的方差分析中是合适的（21）。效应值分为小（η2P＜0.059）、中等（0.059-0.138）和大（＞0.138）。此外，使用Cohen’s d计算组间前后表现变化的标准化平均差异或效应大小（ES），并通过Hedge’s g进行校正，以避免Cohen‘s d对总体效应大小的造成的偏差。根据Cohen的说法，ES可分为小（0≤ d ≤ 0.49）、中（0.50≤ d≤ 0.79）和大（d≥ 0.80）（4）。显著性水平设定为P＜0.05。
▌ 结果
训练前数据显示，两组之间的人体测量与运动表现测试均没有统计学差异（身高P=0.25；体重P=0.40，体脂P=0.99），（5米冲刺P=0.98，ES=0.01；20米短跑P=0.59，ES =0.19；SJ p 5 0.80，ES 5 0.09；CMJ p 5 0.88，ES 50 0.08；投篮速度p 5 0.25，ES 5 0.42；1RM半后蹲p 5 0.12，ES 5 0.51）。训练前后所有项目中测试平均值如图1A–F所示。
在5米和20米冲刺结果上存在显著性差异（训练3组）（分别为F（1,32）=10.88，P＜0.05，η2P= 0.25和F（1.32）=8.86，P＜0.01，η2P= 0.22）。事后分析显示，5米和20米冲刺成绩仅在RSTG组中有所提高（P＜0.01，分别见图1A和B）。SJ和CMJ的结果存在显著性差异（训练3组）（分别为F（1,32）=111.67，P＜0.001，h2 p 5 0.78和F（1,33）5 16.32，p，0.001h2 p 5 0.34）。同时，SJ的结果仅在RSTG中增加（P＜0.01，图1C），CMJ在CONTG和RSTG中的性能都有所提高（分别为P＜0.01和P＜0.05，图1D）。
在射门速度和1RM半蹲表现方面存在显著的相互作用（分别为F（1,32）=22.94，P＜0.001，η2P=0.41和F（1,32）=26.4，P＜0.001，η2P=0.45）。事后分析显示，CONTG和RSTG组的射门速度和1RM半后蹲表现有所提高（分别为P＜0.01和P＜0.001，图1E，F）。
图2显示了组间在短跑、跳跃能力、投篮速度和1RM半后蹲方面的比较。RSTG组在5米和20米短跑冲刺成绩（分别为ES:1.39[95%CI:0.63–2.15]和ES:0.97[95%CI=0.25–1.69]）以及SJ和CMJ结果（分别是ES:3.69[95%CI:2.58–4.81]和ES:1.96[95%CI:1.13–2.78]）上的运动表现改善大于CONTG组。同样，RSTG的击球速度结果（ES:1.67[95%CI:0.88–2.46]）和1RM半背深蹲结果（ES:7.79[95%CI:0.99–2.59]）的改善程度也高于CONTG。
▌ 讨论
本研究旨在研究使用负重雪橇和负重背心进行肌力和抗阻冲刺训练计划对纵跳和短跑冲刺能力以及射门速度的影响。研究结果证实了这样一种假设，即同时使用负重背心和雪橇进行抗阻冲刺训练，可以显著U-19足球运动员提高短跑冲刺能力（5米和20米；CV 5分别为1.7%和0.9%）和纵跳能力（SJ和CMJ；CV 5各自为2.7%和2.8%）以及的最大力量（1-RM半后蹲；CV 5 3.1%）和射门速度（CV 5 1.0%）。
众所周知，抗阻练习主要目的是在冲刺短跑中给肌肉额外的负荷，带来更高的神经激活和更多的快肌运动单位募集（29）。
这种训练模式被常使用于受过高水平训练的运动员，作为提升在比赛中起决定性动作的训练方式，如短距离冲刺和跳跃，这些在各种体育项目中尤其是足球运动中是基础性的动作（2，6，7，15，27，29，33）。
5米和20米冲刺测试的结果显示组间有显著性的交互作用，在RSTG组中观察到显著性的影响大小（5米冲刺ES:1.39，20米冲刺ES:0.97）。这些发现与前人的研究一致，其包括在几种团队对抗性运动中（如橄榄球和足球）进行抗阻冲刺训练（7，23，37，43）。Spinks等人（37）报告称，足球和橄榄球运动员在以13%的体重进行8周的抗阻冲刺训练后，5米短跑冲刺速度提高了9.1%。Lockie等人（23）在成年男子中使用12.6%的体重进行了6周的抗阻冲刺训练，他们发现训练后5米短跑冲刺速度提高了7.1%。类似的还有，BacheroMena和Gonzalez-Badillo（3）研究使用5%、12.5%和20%体重的负荷进行7周抗阻冲刺训练的效果，并得出结论，应该使用20%体重的负荷强度来改善30米的加速初始阶段。相反的是，Gil等人（15）研究了使用10%体重的负荷进行为期6周的抗阻雪橇冲刺训练短跑的效果，并证明了在职业足球运动员进行抗阻冲刺训练对5米、10米、15米、20米和25米的冲刺速度提升效果和传统训练方式相当。
同样，Carlos Vivas等人（7）分析并比较了不同的抗阻力冲刺训练模式对青少年足球运动员8周训练后运动表现的影响，发现垂直抗冲比水平抗冲、组合抗冲和无抗冲更能促进运动表现的提升。这种对比研究出现的结果可能与训练负荷和训练装置有关。因此，Lockie等人（22）和Rodriguez-Osorio等人（34）建议，最佳负重雪橇和负重背心的负荷为身体体重的12.6%，因为它既不会过度影响短跑冲刺的运动力学，同时仍能提供有效的负荷刺激。
本研究中发现使用13%的体重，就足以提高短跑冲刺能力。这种训练的效果对足球运动员来说似乎非常重要，因为根据基于足球比赛分析的研究表明，大约九成的全力冲刺通常短于20米（17）。然而，目前支持RSTG组中带来更优的训练效果确切机制仍有待考究，需要进一步研究。但可以假设的是，正如West等人（43）研究的那样，在短跑冲刺前使用后蹲的预先负荷刺激，以此诱导后激活增强效应，可能起到了预加载刺激的作用，引发了慢性暴露，从而导致了更大的训练反应。
此外，有人指出，在地面接触的制动阶段，负重雪橇和负重背心训练会增加腿部伸肌的离心负荷强度，导致腿部肌肉刚性的增加，可能会减少地面接触时间，从而增加步频（9）。具体而言，这些生理变化，结合短跑冲刺技术可能有助于RSTG组中记录的速度提升。尽管本研究中没有直接测量髋关节和膝关节伸肌的加速机制和募集情况，可能存在一定的局限性，但在Spinks等人（37）研究中，这些变量对肌力和抗阻冲刺训练对RSTG组中速度带来的提高起到了支持作用。跳跃能力的结果（SJ和CMJ测试）显示出显著的（第3组时间）相互作用效应，RSTG的效应大小相当大（SJ的ES:3.69，CMJ的ES:1.96）。事实上，与CONTG相比，RSTG在训练干预后的SJ和CMJ表现都有显著改善。纵跳能力的结果（SJ和CMJ测试）存在显著交互效应，其在RSTG组中具有显著的效应（SJ的ES:3.69，CMJ的ES:1.96）。事实上，与CONTG相组比，RSTG组在训练干预后的SJ和CMJ表现都有显著改善。
这与West等人（43）的研究结果相一致，West等人发现参加抗阻雪橇训练的橄榄球运动员在干预后提高了SJ的运动表现。相比之下，Gil等人（15）在职业足球运动员的抗阻冲刺训练和无抗阻冲刺训练中效果差不多。另外值得注意的是，CarlosVivas等人（7）已经证明，跳跃能力的改善与施加负荷的方向有关，且垂直抗阻冲刺训练对年轻足球运动员的CMJ运动表现的改善最大。
在目前的研究中，跳跃高度的提高肯定是因为与腿部增加产生的相关的适应性反应。这些适应可以通过肌肉的神经驱动增加和肌肉激活方式的变化来解释，即肌肉间协调性的改善或肌腱力学机械特性的变化（41）。尽管在这项研究中没有直接测量神经生理学变量，但CMJ发现的变化将支持这样一种理论，即神经生理学的变化可以提高拉伸-缩短周期中储存和释放弹性能量的能力。此外，可以假设下肢力量的增加也是RSTG中记录的短跑成绩的更大改善原因之一。
1RM半蹲数据显示，RSTG组和CONTG组干预后都有显著改善，RSTG中有显著的交互作用（ES:1.79）。在本研究中，RSTG组中24.7%的改善高于CONTG（13.8%），并且与之前研究中的职业足球运动员的改善相似（35）。尽管与本研究相比，训练方案有所不同，但我们的研究结果似乎与几项关于足球运动员中等至大负荷训练的研究一致（35，39）。在目前的研究中，力量和抗组冲刺训练相结合的下肢增强了专项的最大力量和爆发力；因此，可以假设1RM半蹲最大力量提高了间接调高了短跑冲刺能力。同样，Styles等人（39）在赛季中阻力训练6周后观察到1RM深蹲力量的变化与5m、10m、20m的短跑冲刺成绩的变化显著相关。此外，在一项Meta分析研究中，Seitz等人（36）得出结论，下肢力量的增加对短跑成绩提升带来了积极的转移效应。因此，在同一训练中，使用中到大负荷进行力量和抗阻冲刺组合训练似乎是提高短跑和跳跃成绩的最佳训练策略。
目前的数据表明，训练后RSTG和CONTG的击球速度都有显著提高，RSTG中有显著的交互作用，且有显著的效应大小（ES:1.67）。RSTG和CONTG之间的差异可能是由于RSTG进行的综合力量和抗阻冲刺训练，这有助于他们的下肢最大力量得到更大的提高。本研究与之前对足球运动员的研究结果一致，这些研究表明，在冲刺与跳跃联合训练或复合式训练后，射门速度提高了6.6%至9.6%（32）（14）。尽管这些研究者采用了不同的训练方法，但本研究中证实了使用肌力与抗阻冲刺训练结合、足球技战术训练相结合的方式可以提高射门速度。因此，在中等至大强度负荷的深蹲后进行抗阻冲刺训练，可能是增强高速运动的一个有效因素。因此，在冲刺训练中伴随着额外负荷的训练，强调力量和速度的输出，会诱导更强运动单位与协调性相适应，以及产生更大的能量和力量从近端向远端的进行转移。这在很大程度上是因为水平和垂直负荷对加速阶段的早期阶段和达到最大速度的产生的积极影响，从而提高提高射门能力和踢球速度（14，32）。值得注意的是，总体而言CONTG组显示在训练干预后，CMJ、1RM半蹲和射门速度方面有所改善。这些发现在一定程度上是意料之中的，因为在这项研究中，CONTG球员每周进行两次力量和速度训练，作为他们正常训练计划的一部分。这表明，不同形式的训练可以改善冲刺能力，尽管这项研究的证据表明，抗阻冲刺训练为CONTG进行的训练提供了实质性的好处。
本次研究存在一定的局限性，首先，我们没有计算抗阻冲刺训练后在短跑过程中产生力的水平和垂直分量的动力学变量。先前的有研究证明了神经肌肉和生物力学的相适应性，以确定地面反作用力中每种抗阻冲刺训练的各自的作用效应（26）。第二，膝伸肌等长力学参数等因素可能有助于解释与抗阻冲刺训练产生的肌肉适应有关的机制；然而，这些变量没有在本研究中进行评估，应在未来的研究中予以考虑。因此，有必要进一步研究不同形式的抗阻冲刺训练对膝伸肌力学参数的影响，如峰值力，以及年轻运动员膝伸肌最大自主等长收缩期间力的发展速率和相对速率。同样，包括肌电图活动将有助于检查神经肌肉的适应性。
目前的研究结果表明，与传统足球训练相比，使用负重背心和雪橇进行超负荷的抗阻冲刺训练的效果更优。事实上，我们发现短距离冲刺（5米和20米）、垂直跳跃高度（SJ和CMJ）以及射门速度的提高都有所提高。此外，研究发现，使用身体质量13%的负荷进行水平和垂直方向的冲刺训练可以提高运动员的运动表现。我们鼓励进一步研究，以更好地了解神经肌肉机制如何在本研究中的运动表现改善起到的作用。
▌作者：
Mehdi Ben Brahim1, Rim Bougatfa2,Emna Makni3,Pablo Prieto Gonzalez1 Hussain Yasin1,Raghad Tarwneh1 Wassim Moalla4 and Mohamed Elloumi1
- 沙特阿拉伯王国，利雅得苏丹王子大学，体育与健康系1；沙特阿拉伯王国利雅得，阿尔法拉比医学院，基础医学科学系2；苏塞大学伊本·贾扎尔医学院，心血管循环、呼吸和激素对肌肉运动适应实验室3；突尼斯斯法克斯大学教育，运动，体育与健康，高等体育学院4。
▌译者：李哲
- 北京体育大学运动训练硕士
▌校对：董茂强
- NSCA中国地区官方导师
- CSCS、NSCA-CPT、FMS
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