飞轮离心训练：如何有效产生离心超负荷(上）

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摘要

离心抵抗训练已被证明在提高运动表现和预防运动损伤方面具有益处，这是由于其特定的肌肉和神经适应。在用于产生离心过载的不同方法中，近年来，飞轮离心训练因其优于其他方法的优势而受到关注，例如其便携性、允许进行广泛的运动变化以及其适应性阻力。目前只有有限的研究使用飞轮设备提供了足够的证据来支持离心过载的存在。在当前文献中，关于飞轮离心训练的实际实施有限的指导。在本文中，我们提供了支持使用飞轮离心训练的文献，并提出了实际的指导方针，以开发允许离心过载的练习。

引言

阻力训练在提升运动表现中已被证明扮演着重要角色。实际上，不同的综述和元分析显示，肌肉力量可以提升多种一般运动技能，比如跳跃、短跑和变向（COD），并且降低受伤风险（3,100,102,107）。在众多用于增强力量的训练方法中，离心训练近年来受到了特别关注（47）。离心收缩对应于肌肉作用的主动延长阶段。在这个离心收缩期间，肌肉吸收由外部负载产生的能量（1）。

尽管在离心收缩期间特定的神经策略尚未完全理解，但脊髓和上脊髓水平的调整在离心收缩期间协助特定的自愿激活调节（29）。离心力量已被证明比向心力量在男性和女性中大约大40%，在更快的运动速度下更高（78）。离心运动在代谢需求上较少，与相同机械输出的向心运动相比，需要较少的运动单位募集（82,83）。这种减少的运动单位激活对离心协调有影响，因为需要较少的运动单位来完成相同的工作（48）。与向心收缩期间的力-速度曲线相反，离心收缩期间的力随着更高的速度增加，直到达到一个平台或略有下降（86）。更高的速度也会产生更高的机械应力到活跃的纤维上（21），一些研究表明，高速离心收缩并不遵循运动单位募集的大小顺序（49,72）。此外，在离心收缩后，存在残余力量增强，这指的是在长度动作后与未先进行离心收缩的等长收缩相比，稳态等长力量的增加（46），这可能与结构蛋白肌联蛋白与肌动蛋白和肌球蛋白的相互作用有关（45）。

离心训练：肌肉损伤和延迟性酸痛

由于在给定负荷下，与向心收缩相比，积极拉伸时招募的运动单位数量较少，这可能导致每个激活的运动单位上的力更大，这随后可能导致运动引起的肌肉损伤（50,75）。无论如何，最近的研究表明，肌肉损伤并不仅仅来自离心运动本身，因为对高强度离心运动的不熟悉也会起重要作用（56）。必须考虑到肌肉损伤已被证明在更大的负荷（77）、更高的速度（21,117）和更长的肌肉长度（87）下更常见，并且在没有经验的人中更常见（76），遗传因素也在其中扮演重要角色（7）。离心收缩后引起肌肉损伤的初始事件已与兴奋-收缩耦合系统的损伤和肌小节的破坏有关（88）。这可能导致活性张力下降，被动张力增加，活性张力的最佳长度偏移，肿胀，酸痛和本体感知降低（87,88）。为了避免延迟性肌肉酸痛（DOMS），重要的是要考虑重复效应的作用。重复效应指的是通过一次离心运动对DOMS和肌肉损伤产生的保护，这被认为与神经、机械和细胞适应有关（66）。因此，了解重复效应如何减轻DOMS和肌肉损伤的影响可以帮助力量和条件程序的进展和优化。例如，尽管在较长长度的离心训练已被证明比较短长度有更大的适应性（38），较长长度的离心训练也可能导致更大的DOMS。建议适当的进展和超负荷以减少肌肉损伤的负面影响。

离心训练后的训练适应

离心收缩的独特特性将导致与等长或向心训练相比有明显不同的适应性。实际上，与向心训练相比，离心训练已经显示出在肌肉力量、肌肉肥大和神经适应方面的增加（92,93）。由于在离心训练中可以举起更重的重量，因此这种训练方法显示出比向心训练更大的总力量增加也就不足为奇了（93,97）。与向心训练相比，离心训练可能会引起独特的肌肉和/或肌肉肥大适应，例如肌纤维长度增加、远端区域横截面积增强、肌纤维束角度降低、肌小节数量增加和肌肉刚度增强（17,30,32）。这些独特的肌肉和神经适应性可能解释了在体育运动中对性能提升和伤害预防的有益效果。实际上，许多研究表明，离心训练可以降低受伤的风险以及受伤的发生率和严重程度，比其他训练方式或治疗干预更为成功（52）。离心训练还被证明可以提高身体性能。例如，一项元分析显示，偏重离心的腘绳肌力量训练后，速度性能有所提高，这可能与快肌纤维的肥大增加有关（33）和肌纤维长度的增加（118）。其他研究表明，在进行离心训练相比向心训练时，力量和伸展-缩短循环性能的提高幅度更大（30,37,53）。此外，不同的研究还表明，在偏重离心训练后，变向（COD）性能的提高幅度大于传统训练（例如，自由重量），这可能与离心力量促进快速减速有关（19）。

肌力具有特异性

正如不同研究所证明的那样，离心训练将产生与向心和等长训练等其他训练方式相比，与这种训练类型相关的特定肌肉和神经适应性。从这个意义上说，不同的研究表明，力量训练具有特异性，即所进行的训练类型在特定测试中比非特定测试中带来更大的改进（104）。因此，在为运动员规划力量和体能训练计划时，应考虑运动的特点。在这个意义上，不同的团队运动（足球、手球、澳式足球、曲棍球、橄榄球联赛、橄榄球七人制、橄榄球联合会和篮球）不仅显示出在高强度减速中的显著数量和非常高的强度，而且与加速相比，频率也更高（41,55,120）。无论如何，并非每个团队运动都显示出这种趋势。例如，美式足球运动员已被证明在高强度加速中执行了更多的数量，而长曲棍球显示出类似的频率（44,125）。此外，像网球或壁球这样的个人运动也需要多次减速和变向（35,122）。这将非常相关，因为剧烈的减速将需要强烈的离心收缩（42,43）。因此，神经肌肉疲劳已与足球比赛中的艰难变向数量相关联（73）。短跑产生大的离心收缩（98），并且已被证明与不同团队运动比赛中的肌肉损伤有关（34,39）。从这个意义上说，力量训练可以减少神经肌肉疲劳的影响，因为最近的一项研究表明，通过等长测试测量的更高最大力量表现，可以让球员更快地恢复（2,113）。尽管没有研究分析最大离心力量如何影响赛后疲劳和恢复，考虑到与赛后肌肉损伤和疲劳相关的因素，更大的吸收力量的能力将有助于促进恢复，但需要进一步的研究。

有趣的是，唯一一项分析加速和减速对离心过载训练协议影响的研究，发现了与比赛期间进行的加速和减速相关的变量的改进（74）。当考虑到线性动作和减速在进球情况中显示出是关键动作（62,63）时，这一点就更加相关了。因此，如果我们的目标是提高表现，改善恢复，并减少以减速、变向和短跑为主导的体育运动中的损伤，建议特别考虑离心过载训练（20）。

离心训练模式：飞轮离心训练

文献中存在不同的离心阻力训练方式，如节奏训练（99）、强调离心负荷（123）、离心骑行（6）、增强离心负荷的弹跳训练（40）、水平减速（51）、变向训练（27）、下坡跑（14）、举重衍生训练（106）和飞轮离心训练（12）。在这些方法中，飞轮离心训练近年来因其受欢迎程度而崭露头角。该设备由一个或多个飞轮组成，这些飞轮连接到一个旋转轴上（84）（图1）。飞轮设备通过对前一阶段向心运动期间旋转轮盘积累的惯性进行机械离心过载（9）。运动开始于绳索完全展开（向心阶段）。然后，由于惯性，设备继续旋转，使绳索回卷。向心阶段的动能随后转移到离心阶段，需要相等的冲量来停止圆盘的旋转（96）。

飞轮离心训练具有多个优点，使其成为一个吸引人的选择。(a) 它不仅允许广泛的运动种类，而且还可以在所有三个平面上进行具有类似运动学的运动，这些运动与运动本身相似（85）。(b) 适应性阻力，从第一次重复开始就达到最大努力（112）。(c) 在每个角度上都达到最大力量，没有“粘滞点”（119）。(d) 适应性阻力允许在每个重复或每个阶段的设置期间持续改变运动（114）。(e) 设备的便携性，可以轻松移动并在不同的场所使用（110）。

存在不同类型的飞轮系统（图1）：水平圆柱形（飞轮深蹲、飞轮腿弯举、飞轮腿伸展、飞轮腿推、飞轮滑轮和飞轮多功能健身器）和垂直圆锥形。这种垂直圆锥形，也被称为“圆锥滑轮”，其半径从顶部到底部逐渐增大（23,70）。研究表明，尽管水平圆柱形设备在离心阶段允许更高的力，但垂直圆锥形设备可以达到更高的速度（70）。

在进行飞轮离心训练时，用于不同负荷强度的命名与在传统力量训练中使用的命名不同。飞轮训练中的低/高惯性相当于传统力量训练中的轻/重负荷。根据圆盘或圆锥的惯性，所开的运动可能会针对力-速度曲线的不同部分（低惯性刺激力-速度曲线的右移，高惯性刺激向上移动）（65）。对飞轮设备进行的测试已被证明在男性运动运动员和身体活跃的男性和女性在力-速度曲线的不同范围内是可靠的（11,105）。尽管可以通过增加速度或添加飞轮重量来改变训练负荷，但这种训练方法应用离心过载的效果是在向心阶段以最大速度可能施加力量，并在离心阶段停止旋转运动（10,60,109）。在现实生活情况下，离心动作很少单独进行，但通常发生在伸展-缩短循环中（离心、缓冲和向心）（59）。与非拉伸肌肉相比，预先拉伸在离心肌肉收缩期间可以在连续的向心收缩期间产生更大的力量和功率输出（15）。从这个意义上说，飞轮离心训练基于比依赖重力的其他练习（例如，反向跳）更大的过载伸展-缩短循环（71），最新研究表明，在耦合的离心-向心与孤立的向心肌肉动作相比，期间产生更高的力（61），惯性的水平将影响伸展-缩短循环的使用程度，当使用低至中等惯性时最大化（61）。

飞轮离心训练后的效果

运动表现

虽然在本文前面已经描述了应用离心训练的一般益处，但飞轮离心训练已经显示出对提高运动员不同身体能力的多种好处。由于这种训练方法最近很受欢迎，有几项元分析和叙述性综述分析了飞轮训练提高运动员的力量、爆发力、速度和变向（COD）等不同身体能力的潜力。大量的元分析和叙述性综述支持飞轮训练与传统训练或对照组相比，在提高力量和/或跳跃变量方面的能力（4,59,91,96），尽管 Vicens-Bordas 等人（121）发现飞轮离心训练与传统依赖重力的阻力训练之间没有差异。有趣的是，Petre 等人（84）发现年轻个体和训练有素的运动员之间的提高幅度更大，这被假设与经验丰富的运动员在向心和离心阶段更活跃有关。飞轮离心训练在提高力量和/或跳跃变量方面的进步被理论上归因于离心过载刺激，这可能会产生在伸展缩短循环和刚度方面的改进，以及与连续改进向心动作相关的运动模式的改进（91）。如前所述，飞轮离心训练后力量的增加可能与潜在的离心过载产生有关，特别是当在存在过载的情况下，向心训练后的力显著增加时（96）。不同的元分析也显示了飞轮离心训练提高短跑表现的能力（59,84,91）。一些作者强调，通过不同类型的飞轮离心练习（例如，深蹲、腿弯举、腿推和多功能健身器）取得的改进可能与离心过载训练可能引起的肌肉表型向更快转变有关（33）。飞轮离心训练提高COD表现的能力也在不同的元分析中进行了检验（4,19,54,91）。在这些元分析中，重要的是要注意 Raya-González 等人（91）只包括了飞轮离心训练，Liu 等人（54）在11项研究中有8项使用了飞轮设备，而 Allen 等人（4）只包括了足球运动员。这些元分析发现，与传统阻力训练组或对照组相比，飞轮离心训练是提高COD表现的更优方法。尽管离心过载训练后的独特适应性可能证明这些发现是合理的，但其他特征也可能解释这些令人鼓舞的发现。例如，飞轮离心训练促进了在多个平面上进行特定力量训练（36），并使运动特定的运动优化（85）。飞轮离心训练后的动力学变量的修改也可能起重要作用（54），因为更快的COD表现与较短的地面接触时间以及更大的制动力和推进力和冲量有关（28,103）。从这个意义上说，de Hoyo 等人（25）在U19足球运动员进行飞轮离心训练后，在COD测试中发现了显著降低的制动力和推进接触时间以及更大的制动力和推进力和冲量。在这项研究中，实验组进行了飞轮离心训练（飞轮深蹲中的半深蹲和飞轮腿弯举中的腿弯举），使用的惯性达到了1或2次/周的最高功率输出，持续10周，而对照组在这段时间内没有进行任何类型的阻力训练。尽管这项研究代表了朝着正确方向迈出的一步，但研究人员应该旨在检验飞轮离心训练在特定团队运动环境中的有效性。例如，Nevado-Garrosa 等人（74）最近分析了通过飞轮离心训练或小组比赛（SSG）与对照组相比，在女子U23足球运动员比赛中加速和减速变量的影响。运动员进行了10次飞轮设备的离心过载训练。受试者从1组6次重复开始，以2组7次重复结束。所进行的练习包括使用不同的飞轮设备进行深蹲和侧深蹲、俯卧臀踢、分腿和双腿弯举。尽管SSG组在与努力重复相关的变量和维持加速和减速能力方面表现出了改进，但与对照组相比，离心过载组在高强度加速和减速的距离、最大加速度和减速度以及平均加速度和减速度方面表现出了改进（74）。尽管这项开创性的研究支持了在受控环境中发现的益处，但需要更多的研究来更好地了解飞轮离心训练如何影响比赛表现和个人及团队运动赛事后的恢复。

损伤预防

飞轮离心训练已被证明可以促进积极适应，保护运动员免受肌肉和关节伤害（68），并且是治疗肌腱病的有效训练方法（16）。在团队运动员中进行的研究表明，飞轮离心训练在减少赛季中的受伤数量方面是有效的（5,24），这可能与特定的神经肌肉适应有关，如增加的肌肉纤维长度（5,79）。无论如何，这些研究比较了飞轮离心训练和对照组。需要更多的研究来了解这种训练方法与其他阻力训练方法的有效性。

执行飞轮离心训练

虽然近年来对飞轮离心训练的兴趣和研究数量呈指数级增长，但与其他训练方法（如传统阻力或力量训练）相比，这种方法还是相对较新的。因此，不同的作者强调了在训练计划中缺乏指导或实际实施的不足，因此很难证实使用飞轮离心训练干预的有效性（81）。一些作者根据现有研究提出了适当的指导方针。研究人员推荐2-3个练习，每个练习1至6组，每组6-8次重复，每组之间休息19-30秒或更长时间（10,12,89,111,112）。关于这一点，所使用的惯性将决定所需的休息时间，较大的惯性需要更多的休息时间（94）。还需要考虑的是，需要1-4次重复来加速飞轮（57,95）。

关于训练强度，研究人员推荐使用高惯性进行力量适应（例如，大于0.050 kg·m²），以及使用低惯性进行爆发力适应（例如，0.025-0.050 kg·m²）（12）。关于训练频率，作者推荐每周1到3次训练，训练之间恢复48小时（10,89,111,112）。这将取决于赛季阶段，研究人员推荐在淡季进行2次训练，旺季期间至少进行1次训练（12,89）。最后，考虑到练习选择，推荐多关节练习以提高力量和爆发力，这可能会转移到运动表现上，而单关节练习可能更有利于预防伤害（12）。Raya-González等人（89）建议使用低至高惯性来提高性能，使用高惯性来预防伤害。这些建议通常基于有限的实验研究，与传统力量训练相比，应谨慎采纳。在提供通过飞轮离心训练提高不同身体能力的培训建议时，我们应考虑有关飞轮离心训练和其他离心过载训练建议（例如，强调离心负荷、节奏训练等）的现有文献，以及传统力量和爆发力训练的广泛证据。表1提供了使用飞轮设备进行力量、爆发力和伤害预防训练的指导方针。这个表格提供了可以根据周期化阶段具体化的一般建议。基于季节阶段的具体指导超出了本文的范围。

周安排

当考虑到一周的安排时，Beato 等人（12）最近提出了一个特别的周期化周安排，其中包括飞轮离心训练。作者包括了三种不同的情况：淡季、赛季和每周两场比赛。在淡季和赛季期间，他们提议进行2-3次飞轮离心训练。在淡季，第一次飞轮离心训练会在比赛日前四天（MD - 4）的上午进行，重点是力量和伤害预防，而在比赛日前两天（MD - 2），这些作者推荐在训练前进行力量训练。在赛季期间，Beato 等人（12）提议非首发球员在比赛日后两天（MD + 2）进行力量/伤害预防（IP）训练，而首发和非首发球员在比赛日前四天（MD - 4）分别进行力量和伤害预防训练和力量训练，首发和非首发球员在比赛日前两天（MD - 2）都进行力量训练。在表2中我们提出了一个替代的团队运动的预赛季和赛季周安排。非首发球员会在比赛后进行力量/IP训练（包括飞轮离心训练）。首发球员和非首发球员会在比赛日前四天（MD - 4）进行力量训练。在比赛日前四天（MD - 4）的训练后，会进行上半身训练，以及力量和伤害预防的微量训练（1-4个练习，包括1-2次飞轮训练，1-2组），这可能不会引起主要疲劳，但会提供小的力量刺激。随后，在比赛日前三天（MD - 3）的训练后，运动员将进行主要的力量和伤害预防训练。

然而，在每周两场比赛的情况下，Beato 等人（12）提议在第一场比赛的比赛日后两天（MD + 2/MD - 2）和第二场比赛的比赛日前一天（MD + 1/MD - 2）进行飞轮力量训练。我们提议非首发球员在周中比赛后进行力量和伤害预防训练，并在第二场比赛的比赛日前两天（MD - 2）进行力量训练（见表3）。然而，首发球员会在周中比赛后进行力量和伤害预防的微量刺激。这意味着运动员会得到力量刺激，这可能会轻微增加疲劳和/或肌肉酸痛指标，但反过来，他们不会在比赛日前两天（MD - 2）和比赛日前一天（MD - 1）暴露于任何其他可能损伤肌肉的刺激，届时将优先考虑恢复策略。尽管可以认为这种力量刺激可能意味着运动员的风险，但如果球队每周持续进行两场比赛，他们将非常有限地进行力量训练的窗口，如果排除这一点，将超过执行此训练的风险。在使用这种策略时，建议进行运动员习惯的练习，以从重复效应的优势中受益，并避免额外的DOMS。尽管表2和表3仅指定了力量、伤害预防和目标，也可以添加特定于COD增强或速度的练习。从这个意义上说，作为力量协议的一部分，我们会包括使用飞轮离心训练的COD专注练习，而在力量训练期间，建议进行速度练习。