运动表现
抗阻训练者的肌肉结构、硬拉表现与大腿中段拉和小腿中段拉时产生的最大等长力之间的关系
Relationships Between Muscle Architecture,
Deadlift Performance,andMaximalIsometricForce
Produced at the Midthigh and Midshin Pull in
Resistance-Trained Individuals
原文："Strength and Conditioning Journal" - V36 - I2
▌摘要
Bartolomei，S， Rovai，C，Lanzoni，IM and di Michele，R。抗阻训练者的肌肉结构、硬拉表现与大腿中部拉（MTP）和小腿中部拉（MSP）时产生的最大等长力之间的关系。J Strength Cond Res 36（2）：299-303，2022-本研究旨在探讨肌肉结构、下肢力量和在大腿中部拉（MTP）和小腿中部拉（MSP）时产生的最大等长力之间的关系。20名经验丰富的抗阻训练男子（年龄为25.5±3.2岁；体重为86.9±12.4公斤；身高为178.0±5.3厘米）进行了1次最大重量的硬拉（1RM）、下蹲跳（CMJ）、峰值力（PF）和在等长MTP和等长MSP时产生的力量发展速率（pRFD20）的测试。受试者的股外侧肌（VL）结构也进行了评估。测量了肌肉的生理厚度、羽状角和肌束长度（FL）。计算了皮尔逊相关系数以评估变量之间的关系。此外，还使用配对样本t检验评估了MTP和MSP之间的差异。在1RM硬拉与MSP、（r=0.78；p<0.001）MTP（r=0.55；p=0.012）之间的相关性存在显著性（p<0.05）差异。在MSP PF和VLFL之间观察到了中等相关性（r=0.55；p=0.011）。小腿中部拉pRFD20是唯一与CMJ显著相关的参数（r=0.50；p=0.048）。与MSP相比，MTP记录的PF和pRFD20明显更高（p分别为0.007和0.003）。目前的结果表明，从地板位置产生的力可能比模仿挺举动作的第二拉的位置产生的力对于硬拉和垂直跳跃表现更为重要。教练和科学研究者应考虑使用MSP作为评估与肌肉结构和动态表现相关的等长PF测试。
关键词: 力-时间曲线, 最大力量, 肌肉形态
▌前言
大腿中部拉（MTP）代表了神经肌肉系统施力能力的闭链等长评估方法（18,23）。地面反作用力的采集可以测量最大等长峰值力（PF）并计算力量发展速率（RFD）。在MTP产生的等长力与举重（19,28）和投掷（37）等动态动作之间观察到了很大的相关性。大腿中部拉评估通常使用范围在120至145°的膝关节角度进行（5,24）。Comfort等人（14）发现，在120至150°的膝关节屈曲中，PF和RFD之间没有显著差异。相反，Marcora和Miller（26）报道了在使用124和145°髋关节角度进行等长腿举时PF和RFD的存在显著变化。据我们所知，迄今为止，只有一项研究（7）在硬拉练习开始时的常规杠铃高度（小腿中部拉[MSP]）上进行了等长拉力测试，特征是从地面到杠铃中心的距离为22.5厘米。作者报告说，与常规MTP相比，从地面位置（MSP）产生的PF水平明显更低（7）。然而，在举重过程的开始阶段产生的力可能是硬拉成功的关键因素，而该项运动是国际力量举项目之一（2）。
超声波技术已广泛用于评估运动员的肌肉形态，以及评估阻力训练后的形态变化（6）。尽管肌肉横截面积是产生力的重要参数（34），但最近，肌肉结构的其他参数，如羽状角（PA）和肌束长度（FL）与动态表现和灵活性有关（33,36,38）。前述肌肉形态变量只能在羽状肌中测量（17）。股外侧肌（VL）已经在科学研究中被广泛使用超声图像进行研究。在VL的形态特征与最大动态力和等长力之间存在显著的相关性（3）。肌肉结构还显示出对阻力训练计划的可塑性（31）。特别是，阻力训练可以增加肌肉厚度（MT），而PA和FL的变化可能更容易受高速度和高力量发展速率训练的影响（11,31）。
本研究的目的是评估小腿中部拉（MSP）和大腿中部拉（MTP）与1次最大重量硬拉（1RM）之间的关系。MSP与硬拉练习的起始位置之间的相似性可能表明，与MTP相比， 1RM硬拉与MSP之间的相关性更大。尽管在MTP产生的最大等长力与股外侧肌（VL）的形态特征之间检测到了显著相关性（25,36,39），但关于肌肉结构与MSP中产生的力之间的关系的信息有限。因此，本研究的另一个目的是评估抗阻训练者的肌肉结构与MSP和MTP时产生的最大等长力之间的关系。
▌方法
针对问题的实验方法
受试者在两次，间隔48小时，前来实验室。在第一次测试中，对他们进行股外侧肌（VL）肌肉结构和最大等长力评估。按随机顺序进行的最大等长力测试，分别为MTP和MSP。在第二次访问中，要求受试者进行下蹲跳（CMJ）测试和1RM硬拉。
受试者
二十名抗阻训练经验丰富的男子（平均值±标准差：年龄25.5±3.2岁；体重86.9±12.4kg；身高178.0±5.3cm；体脂9.12±4.13%；1RM硬拉 180.7±27.1kg）参加了这项研究。受试者每周至少进行3次抗阻训练，训练年限超过3年（平均经验6.6±3.5年），并熟悉力量举和举重训练。纳入标准要求受试者能在硬拉中至少举起自己体重的两倍。所有受试者在了解研究的风险和收益后签署了知情同意书。排除标准包括在研究前一年发生的伤害和使用违禁药物。在招募阶段通过一份健康问卷完成对提高表现的药物使用的筛查。要求受试者在测试前至少24小时内不要饮酒、摄取咖啡因和进行抗阻训练。该研究已获得博洛尼亚大学生物伦理委员会的批准。
程序
力量和功率测试。在第一次评估测试之前进行人体测量评估。人体测量包括体重、身高和体脂。使用秤（Seca 769；Seca Scale Corp.，慕尼黑，德国）测量体重，精确到0.1kg。使用Evans等人（16）的皮褶夹法测量体脂百分比。同一位测试者进行了所有皮褶分析评估。在进行力量和功率评估之前，受试者进行了标准化热身，包括在轻负荷下进行5分钟的功率自行车运动，10个自重深蹲，10个行进间自重弓步行走，10个行进间动态腿部伸展，10个行进间动态股四头肌伸展，以及5个俯卧撑（4）。
等长最大力量评估包括在随机顺序下进行的等长MTP和等长MSP测试，该测试在一个等长拉架上进行，等长拉架允许将杠固定在与受试者大腿中部和小腿中部相对应的高度，同时站在一个测力板（Kistler，Kistler Force Plate，温特图尔，瑞士，500 Hz）上。对于MTP，要求受试者采取类似于抓举和挺举第二拉的身体姿势（分别为膝关节和髋关节的140°和125°角度）。对于MTP和MSP，分别使用测角仪和测量带测量膝关节角度、髋关节角度和握距，以使所有测试保持相同的位置。对于MSP，将杠设置距离地板22.5cm（到杠中心）为模拟举重和力量举比赛中的标准杠高。在MTP和MSP过程中，受试者用助力带将自己固定在杠上，随后进行3次最大力量的等长拉测试，每次持续6秒，组间休息时间为3分钟（5）。在评估测试开始之前向受试者解释了测试，并在热身后，要求每个受试者在MTP和MSP中进行一次熟悉试验，包括持续6秒的次最大等长拉。要求受试者采取正确的传统硬拉技巧，不允许使用相扑式硬拉。对于MTP和MSP，记录PF，并按照Haff等人（20）之前报道的公式计算RFD。使用20ms窗口计算峰值RFD（pRFD20）。
MTP和MSP的PF的组内相关系数分别为0.94（SEM=158.4 N）和0.99（SEM=32.56）。MTP和MSP的pRFD20的组内相关系数分别为0.72（SEM=1102.51 N·s-1）和0.78（SEM=1021.32）。此外，使用跳跃垫（Globus Ergo Jump；Globus Ent，Codogne，意大利）对受试者进行CMJ测试。
按照Hoffman（22）之前的描述进行1RM硬拉测试。要求每个受试者分别使用预测1RM的40-60%和60-80%的重量进行2组热身。然后，进行3-4次的后续试验以确定1RM。试验间的休息时间设定为3-5分钟。
超声测量。从受试者的右大腿收集无创骨骼肌超声图像。在收集图像之前，通过VL的标准化标志物识别所有感兴趣的解剖位置。VL的标志是沿其纵向距离在距肌肉近端附着点50%的位置确定。VL的长度包括从胫骨外侧髁到股骨大转子最突出点的距离。测量VL需要受试者在采集图像前至少在检查台上侧卧15分钟。同一位测试者为每位受试者进行所有标志物测量。
一个12MHz线性探头（Echo Wave 2；Telemed 超声医疗系统，意大利，米兰）涂有水溶性透射凝胶，以优化空间分辨率，并用于收集所有超声图像。将探头放置在皮肤表面，不压迫真皮层，并使用视图模式（亮度=50 dB；图像深度=5cm）拍摄VL的全景照片。在测量过程中，要求受试者放松腿部肌肉并保持左侧卧位。双腿并拢，膝关节弯曲10°（10）。所有图像均被收集并传输至个人电脑。所有超声图像均由同一技术员拍摄并分析。使用超声设备的测量功能在静止图像中量化肌肉厚度和PA。肌肉厚度确定为皮下脂肪组织-肌肉表面至肌间表面之间的距离，PA确定为肌肉深层筋膜回声与肌束间隙回声之间的夹角。使用以下公式（9）根据MT和PA计算肌束长度：
VLFL = MT * sin(PA)-1
使用以下公式（31）计算生理肌肉厚度（PMT）：
VLPMT = (MT2+[tan PA * MT]2)0.5
VLPMT、VLPA和VLFL的组内相关系数分别为0.96（SEM=0.63mm）、0.93（SEM=1.1°）和0.96（SEM=8.0mm）。
*CMJ 代表下蹲跳；MTP PF 代表大腿中段拉峰值力；
MSP PF 代表小腿中段拉峰值力；1RM 代表只能执行一次动作的最大重量；VLPMT 代表股外侧肌生理厚度；VLPA 代表股外侧肌羽状角；VLFL 代表股外侧肌肌束长度。
▌统计分析
使用Shapiro-Wilk检验评估数据的正态分布。使用配对样本t检验测试MTP和MSP之间的差异。此外，效应量（Cohen's d）用于评估MSP和MTP之间的差异。皮尔逊相关系数用于检查选定的双变量关系。根据Mukkaka（30），相关系数（r）为0.3、0.5、0.7和0.9分别被解释为低、中等、高和非常高的关系。通过Steiger's Z检验比较MSP PF与MTP PF与1RM硬拉的相关性差异。所有数据以均值±标准差（SD）报告。显著性接受α水平为p≤0.05。
图1. MSP PF与1RM硬拉之间的散点图。
MSP PF指大腿中段拉峰值力；1RM 代表只能执行一次动作的最大重量。
图2. MSP PF与MTP PF之间的散点图。
MSP PF指小腿中段拉峰值力；MTP PF指大腿中段拉峰值力。
图3. MSP PF与VLFL之间的散点图。
MSP PF指小腿中段拉峰值力；VLFL指股外侧肌肌束长度。
▌结果
所有关于表现评估和肌肉形态的数据均呈正态分布（p=0.05）。表1报告了在MTP和MSP测量的运动表现参数和关节角度的结果。检测到MSP和MTP之间的PF和pRFD20存在显著差异（分别为p=0.007，d=1.632和p=0.003，d=0.965）。表2报告了运动表现和肌肉结构的主要参数之间的相关性。
在MSP和MTP产生的PF之间观察到中等相关性（r=0.56；p=0.011）。在1RM硬拉和MSP PF之间检测到显著较高的相关性（p≤0.05）（r=0.78；p<0.001），而在1RM硬拉和MTP PF之间的相关性较低（r=0.55；p=0.012）。在MTP pRFD20和MTP PF之间也检测到中等相关性（r=0.55；p=0.015）。
小腿中部拉的pRFD20是唯一与CMJ显著相关的参数（r=0.50；p=0.048）。没有发现其他力量参数之间的显著相关性。散点图显示了MSP PF与1RM硬拉以及MSP PF与MTP PF之间的关系，分别见图1和图2。
表3显示了所有肌肉结构的数据。检测到VLFL与MSP PF之间存在中等相关性（r=0.55；p=0.011），以及VLFL与MTP PF之间存在低相关性（r=0.368；p=0.111）。散点图显示了MSP PF与VLFL之间的关系，见图3。此外，VLFL与1RM硬拉之间也存在显著相关性（r=0.57；p=0.008）。在VLPMT和1RM硬拉之间观察到中等相关性（r=0.52；p=0.020）。在运动表现参数和肌肉结构之间没有观察到其他显著的相关性。
▌讨论
本研究的结果显示，与MTP相比，经验丰富的抗阻训练者在MSP中产生的等长PF水平更低。这与Beckam等人（7）的研究一致，他们报告了在MTP产生的力与锁定位置（髋关节几乎伸展）和MSP相比更大。在MTP中，与MSP的地面位置相比，受试者能够更大程度地使用股四头肌和臀肌。髋关节角度影响下肢产生的力，特别是双关节的股直肌（13,15）。此外，在不同的髋关节角度的硬拉中观察到主动肌和拮抗肌存在不同程度的激活（35）。正如Hales等人（21）所报道的，硬拉的粘滞区大约在膝关节水平附近。在MSP过程中，杠铃位于膝关节以下，而在MTP过程中，杠铃位于膝关节以上。因此，两种等长评估都没有在粘滞点附近进行。然而，在本研究中， 1RM硬拉与MSP产生的等长PF的关系更大，而与MTP表现出的等长PF相比较小。小腿中部拉代表了硬拉在1RM测试或比赛中的初始条件。实际上，在杠铃移动之前的肌肉收缩通常是等长的。相反，在硬拉的最后阶段，髋关节和膝关节的伸展主要由向心收缩支持（27）。这种MTP和硬拉之间的收缩类型差异可能降低了这些练习中产生的最大力量之间的相关性。
以前的研究报告了MTP PF与举重表现（8,19）之间存在很大相关性，如抓举或挺举。挺举的第二拉阶段表现出的最大力量可能比起始位置产生的最大力量对最终的挺举和抓举表现更为重要。相反，硬拉不包括挺举特征的双弯膝阶段和随后的第二拉阶段（12）。这可以解释从地面位置产生的力量的重要性以及1RM硬拉与MSP之间检测到的高相关性。大腿中部拉测试可能更适合对膝关节以上产生的高拉力感兴趣的举重运动员。相反，MSP可能更适合参加力量举的运动员，他们需要从地面产生高水平的力量来加速杠铃，并克服靠近膝关节水平的粘滞点。尽管MTP和MSP的pRFD20值分布在很大范围内，但在MTP中检测到明显较大的值。与Nuzzo等人（32）的研究一致，CMJ与最大力量或1RM硬拉没有显著相关。在本研究中，MSP pRFD20是唯一与CMJ显著相关的参数。有趣的是，在MTP计算的相同参数与跳跃表现无关。这与Kawamori等人（24）的研究一致，他们发现在大学举重运动员中，MTP pRFD20与垂直跳跃表现之间没有显著相关性。缺乏相关性可能是由于两种运动之间髋关节和膝关节角度的差异。相反，与MTP相比，MSP要求更深的蹲位位置（分别为73.2和59.8°的膝关节和髋关节），更类似于CMJ中发生的情况。然而，本研究的一个局限性是没有记录CMJ中的关节角度。
本研究的结果显示，VLFL与MSP产生的PF之间存在适度的相关性。然而，VLFL与MTP PF之间的相关性不显著。更长的FL可能会改变力-长度曲线，并影响活动力产生的范围（1）。当从深蹲位置产生力量时，这可能是一个优势。以前的研究报告了VL FL与下肢力量之间的显著相关性（25,29），特别是在测试抗阻训练者时。尽管作者没有证明更长的FL是抗阻训练的特异性适应还是力量训练的遗传倾向，但Nimphius等人（31）报道了女运动员在20周的周期化训练后肌肉形态的变化。相应地，Franchi等人（17）在10周的离心或同心训练后报道了FL的显著增加。有趣的是，在本研究中，PMT仅与1RM硬拉显著相关。尽管肌肉横截面积是肌肉力量的最重要决定因素（34），但当考虑到羽状肌时，肌肉结构的其他参数如FL或PA似乎与动态或等长表现有关。MSP PF与最大力量的其他参数（图1和图2）和肌肉结构（图3）之间的相关性得分分散较大，可能是由于人体测量因素和技术原因。即使受试者采用了传统的硬拉姿势，最大力量表达也可能受到个体硬拉技术差异的影响。
▌实际应用
使用MSP作为评估抗阻训练者最大等长力能力的有效替代方法可能是一个不错的选择。特别是，MSP似乎适合测量参加力量举比赛的个体的启动力量。评估肌肉结构可能有助于研究个体肌肉特征与最大力量和动态表现之间的关系。
▌作者：
Sandro Bartolomei, Cosimo Rovai, Ivan Malagoli Lanzoni, and Rocco di Michele
- 意大利博洛尼亚大学生物医学和神经运动科学系
▌译者：姜魏东
- 上海体育学院体育教育训练学专业竞技运动与体能训练方向硕士研究生
- 国家二级排球运动员、裁判员
- 曾参与江苏省体科所科技助力全运会备战与高水平运动员运动康复工作；参与上海市竞技运动训练中心的高水平青少年运动员体能训练工作。
- NSCA-CSCS、FMS、CPR
▌校对：陈成
- UP运动与体能发展联盟讲师
- NSCA中国区官方助教
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