运动表现
爆发性深蹲意图对急性反向跳跃表现的影响
Effect of Intention to Squat Explosively on Acute Countermovement Jump Performance
原文："The Journal of Strength and Conditioning Research" – V35 – I12
▌ 摘要
O’Grady,MW,Young,WB,Behm,DG,和Talpey, SW. ＂爆发性深蹲意图对急性反向跳跃表现的影响＂.《力量与调研杂志》35(12): 3348–3354, 2021——本研究的目的是探讨在上升阶段以尽可能快的速度移动杠铃的蹲起意图如何增强反向跳跃(CMJ)的表现｡参加本研究的有14名业余抗阻训练男子(平均年龄22.1 ± 1.7岁,身高179.9 ± 4.2厘米,体重83.8 ± 6.6千克),预测他们最大负荷能做出半蹲201.0 ± 27.8千克的1次重复｡在进行深蹲训练活动(CA)之前进行3次反向跳跃然后分别在CA后的4分钟和8分钟进行4次和8次反向跳跃（CMJ）｡两种条件是随机的｡在第一个条件下,CA包括被试以自选的正常深蹲速度以5RM负荷进行4次半蹲（CON）。在另一种条件下,受试者用相同的重复次数和负荷,但他们被指示在半蹲的集中阶段尽可能快地向上移动杠铃(VMAX)｡使用力平台和线性位置换能器测量了每个CA的半蹲峰值力(N)､峰值功率(W)､峰值速度(m·s⁻²¹)和力的发展速率(RFD)｡在CA后的4分钟和8分钟,也测量了CMJ高度､相对峰值功率､峰值速度和峰值力｡尽管在VMAX条件下,半蹲峰值功率､峰值速度和最大RFD有显著增加,但任何条件都没有显著改善任何反向跳CMJ后变量｡在VMAX条件后,某些个体的跳跃高度有些微改善,这表明爆发性下蹲训练活动可能会增强某些个体的反向跳CMJ表现｡
▌ 关键词
激活后增强效应 (PAP),恢复期,峰值功率,速度
▌ 引言
运动员最大化下肢肌肉力量和爆发力的能力对许多运动至关重要,尤其是涉及跳跃或短跑表现的运动(18,40,41)｡已有证明,肌肉的收缩能力会影响未来的爆发性收缩,这种影响既有积极的(2,4,7,14,27,32,33,43)也有消极的(9,13,15,18,20,37,38)｡这种积极的增强可以在热身中使用,以优化比赛表现(24,28),或者在训练中创建更好的刺激,以促进下肢速度力量的长期适应(11,23,27)｡收缩后表现的提高归因于激活后增强效应(PAP)(19)｡为了利用PAP的积极效果,会执行一种调节活动(CA),以增强后续动作的力量产生｡虽然CA可以产生增强(积极效果),但同时也会产生疲劳(消极效果)｡这意味着在执行CA后需要施加适当的休息期,使增强效果大于疲劳,从而产生比常规训练方法预期的更强的表现(29)｡
在PAP文献中,关于为什么出现不一致的结果已经提出了许多建议,包括使用的CA的类型和强度(5,36)､CA和技能表现之间的休息期(3,25,32,43)以及运动员的身体素质(力量和主要肌肉纤维类型)和训练历史(7,12,35)｡在CA的类型､强度和后期休息时间方面,Wilson等人(40)的一项荟萃分析建议,CA应该具有动态性质,使用60%到85%的1次最大重复(1RM)负荷,并允许业余训练者的个体休息7到12分钟｡早期的PAP研究表明,一个人需要能够下蹲1.5倍于他们的体重,才能体验到PAP的积极效果(7,12,28),而更近期的文献则建议参试者需要能够下蹲两倍于他们的体重(35)｡尽管在CA的休息､类型和强度以及个体的力量素质方面有指南,但关于如何利用PAP反应的共识并不清楚｡最近,Hester等人(18)使用80% 1RM负荷的5次下蹲作为CA,以增强反向跳跃(CMJ)的表现｡尽管受试者的相对下蹲力量是他们体重的两倍,但在任何跳跃后休息期,CMJ都没有显著改善｡此外,Dobbs等人(10)最近的一项荟萃分析表明,PAP并没有改善垂直跳跃表现;然而,研究人员确实得出结论,遵循适当的PAP指导将增加跳跃表现改善的可能性｡
考虑到PAP文献中的矛盾结果,应考虑可能影响增强效应的其他潜在因素｡以前未曾研究过的一个因素是在CA期间最大化深蹲意图的影响｡通过增加最大化下蹲速度的意图,运动学和动力学变量将与缓慢控制的下蹲方式相比发生巨大变化(30)｡因为牛顿第二运动定律规定,加速度与所施加的力成正比,所以可以预期,在深蹲上升过程中试图最大限度地加速杠杆将产生更大的力,进而可能提供更优的增强效果｡关于深蹲意图的许多研究集中在训练期间这两种提升策略对慢性力量发展的影响(1,42),甚至是增加肌肉横截面积的效果(31)｡如果带有最大增加杠杆速度意图的深蹲能产生更大的力量产生,那么这可能是增强跳跃表现的更好刺激,因为它可能导致更高阶的运动神经元招募增加(1)｡尽管如此,这两种提升策略在作为CA来引发跳跃表现的增强方面还没有进行比较｡
在以前的增强研究中,受试者被指示以控制的节奏进行深蹲(25),而其他研究建议爆发性地执行深蹲的向心相(16)｡由于这两种不同的深蹲指导改变了练习的性质,因此这项研究的目标是研究每种提升策略作为CA对未来收缩的增强效应有何影响｡基于以前的文献(1,16),我们假设带有最大化向心速度意图的深蹲CA会对CMJ表现产生更大的增强效果｡
▌ 方法
解决问题的实验方法
本研究采用了被试内重复测量设计,以确定在CA过程中改变半蹲速度是否对CMJ表现(增强效果)产生急性影响｡在熟悉程序之后,被试参与了两个实验过程,这两个实验过程相隔2-5天｡每个受试者都在一天中的固定时间完成了实验,以控制任何可能的昼夜变化对表现的影响｡此外,受试者被指示在数据收集期间保持规律的饮食和睡眠习惯,并且在测试日当天不得摄入咖啡因｡受试者在测试前48小时内不得进行任何剧烈的下肢运动｡这些实验以随机顺序进行,以防止任何顺序效应影响结果｡在其中一个实验阶段中,受试者被指示以控制速度进行深蹲(CON),而在另一个实验阶段中,受试者被指示执行半蹲,强调在半蹲上升阶段最大化杠杆速度(VMAX)｡分析前后CMJ表现,评估特定的实验条件是否对表现产生影响(负面或正面)｡
受试者
有至少1年阻力训练经验的14名业余抗阻力训练男性完成了以下研究(平均年龄±SD为22.1±1.7岁[20-26岁之间],身高179.9±4.2厘米,体重83.8±6.6公斤,预测1RM半蹲201.0±27.8公斤)｡所有受试者都年满18岁,没有受伤或疾病,能够至少进行1.5倍自身体重的半蹲一次｡这些要求是基于之前的研究发现，力量与潜能之间存在正相关关系(28)｡在研究开始之前,已向所有受试者解释了程序和可能的风险,并获得了书面知情同意｡该研究已获得联邦大学研究伦理委员会(A13-151)的道德批准｡
▌ 程序
熟悉环节
每个受试者都参加了两个熟悉环节,开始时先进行热身,热身包括5分钟的次最大强度跑步,下肢的动态拉伸,以及次最大跳跃｡在力量平台上练习CMJ后,使用测角仪确定受试者的半蹲高度(90°膝角)｡受试者在史密斯机器上下蹲到半蹲位置,并被指示上移或下移以达到90°膝角｡一旦他们处于适当的位置,就在史密斯机器的侧面放置一个标记,这个标记上有一个显示标记距离地面多远的尺子｡在研究的其余部分,每个受试者的半蹲高度都会放置标记,从而确保每次实验的半蹲深度保持一致｡在所有实验中,每个人的下蹲技术都会被观察,以确保技术在测试会议之间保持安全和一致｡然后,受试者用他们自己预测的5RM的次最大负荷进行了3组热身｡热身组之间相隔2分钟,包括8次50%负荷的重复,5次70%负荷的重复,和3次90%预测5RM负荷的重复｡然后,受试者开始使用他们自我预测的5RM负荷进行5RM半蹲测试｡如果尝试成功,那么至少提供4分钟的恢复时间,然后负荷增加5公斤｡一旦被试未能在特定负荷下完成5次重复,他们最后一次成功举起的重量被认为是他们的5RM｡
在第二次熟悉环节中,受试者练习了“控制”和“爆发”(VMAX)两种半蹲技术｡对于CON条件,受试者被指示“以控制的方式(自选的控制步调)下降杠铃,然后以他们通常做的同样控制的方式举起杠铃｡”对于VMAX条件,受试者被指示“以控制的方式下降杠铃,但然后以爆发的方式向上推动,以尽可能快地在半蹲的上升阶段移动杆｡”此外，为了确保双脚在力量训练板上保持稳定,受试者被指示在蹲举动作的末尾减慢移动速度｡练习了两种举重技术后,被试再次在力量平台上练习CMJ｡
实验条件
受试者按随机顺序在不同的日子进行这两种实验条件｡在受控条件下(CON),受试者进行一般的热身,包括5分钟的次极限慢跑,下肢多种的动态伸展(臀肌伸展走,股四头肌伸展走,重复反弹跳,腘绳肌激活跑,步行弓步),和4次最大力量的垂直跳练习｡在热身结束时,受试者休息4分钟,然后进行3个CMJs作为预测试(PRE)｡在CMJ内评估变量的相对峰值功率(RPP)､跳跃高度､峰值速度和峰值力｡CMJ测试后,受试者再休息2分钟,然后完成与5RM半蹲测试相同的半蹲前热身方案｡在最后一组热身蹲起后,受试者休息4分钟,然后以“可控”方式(CON)在5RM负荷下进行4次重复半蹲起练习｡CA是在力平台(弹道测量系统[BMS];Fittech, Adelaide, Australia),并在蹲杆上安装了一个线性位置传感器(LPT) (Fittech),以便量化CA的动力学和运动学变量(图1)｡
图 1受试者在力平台上进行半蹲式调节活动，并将线性位置传感器附在杆上。
一旦受试者完成了半蹲,深蹲杆和重量就会从史密斯机上移除,为受试者进行他们的后测垂直跳腾出空间｡后测垂直跳在完成CA后的4分钟和8分钟执行｡选择8分钟是因为它在之前的增强研究中(3,22,32)被证明是一个成功的恢复时间,同时也遵循了Wilson等人(40)为业余训练的受试者(7-10分钟)建议的恢复期准则｡之所以选择了4分钟的恢复,是因为许多研究显示了这个恢复时间的增强效果(25,43)｡对于半蹲VMAX条件,遵循相同的方案;然而,给予受试者的指示是在CA的向心阶段中最大化杠杆速度｡
▌ 数据收集
使用BMS(包括便携式力量平台和LPT)量化了每次CA的峰值力量,平均力量,峰值功率和力量发展速率(RFD),涵盖了半蹲的向心和离心阶段｡力量平台的采样率设置为500Hz,并使用四阶Butterworth方法过滤数据,截止频率为9Hz,因为这在之前的增强研究中已被使用(37)｡为了评估RFD,BMS软件中的力-时间曲线用于确定在深蹲的特定阶段力的变化,然后除以发生变化的时间以确定RFD｡这种确定RFD的方法在文献中已经被使用过(8)｡通过BMS软件中的位移曲线确定了离心和向心阶段的开始和结束｡离心阶段是从杠杆位移开始减少的第一个时点开始,直到位移-时间曲线上的最低点｡向心阶段则是从杠杆位移开始增加的第一个时点开始,直到位移-时间曲线上的最高点｡通过为每个方案(CON和VMAX)量化这些值,识别出了两种方案之间的差异,从而可能为CMJ性能的任何变化提供了潜在的见解｡
对于CMJ测试,受试者在CA之前以及在CA之后的第4分钟和第8分钟跳跃3次｡考虑到以前的研究建议CA后的最佳休息时间是个体化的(6),因此也考虑了每个个体最佳的CMJ(最大跳跃高度)后续用于分析｡在每个时间点记录最好跳跃的反向跳跃高度,RPP,峰值速度和峰值力量｡通过使用每次测试会话中的预跳变量,使用类内相关性(ICC)和变异系数百分比(CV%)分析来确定测试-再测试的可靠性｡对于RPP,跳跃高度,峰值速度和峰值力量,ICC值分别为0.963,0.980,0.990和0.813,而相应的CV%则为2.2,2.2,1.0和3.0｡
▌ 统计分析
在研究开始前,我们完成了统计功效分析,结果显示应招募16名受试者｡然而,由于一些受试者在研究开始前退出,未能达到统计功效分析的要求,这增加了第一类错误的概率｡然而,样本量确实与文献中类似的研究相匹配(7,16,21)｡对于所有变量，包括CA和CMJ前后的变量以及所有CMJ前后的变量，计算了均值和标准差｡配对样本t检验被用来评估两种不同深蹲指导的运动学和动力学变量之间是否存在显著差异｡为了评估预测CMJ表现的变化,我们对所有后测时间的两种CA条件进行了重复测量方差分析(ANOVA),并进行了Bonferroni校正｡另一种重复测量的双因素ANOVA(2种条件乘以2次时间)被用来评估预测与每个个体的前后测量最佳CMJ表现之间是否有显著变化｡效应量(ES)被用来量化CA协议中预测前后测量变化的大小,以及CON和VMAX深蹲所有变量的差异｡效应量分类如下:微小(ES在0.00-0.19之间),小(ES在0.20-0.59之间),中等(ES在0.60-1.19之间),大(ES在1.2-1.99之间),非常大(ES在2.00以上)｡所有的统计分析都使用SPSS软件(Windows版本21.0;SPSS公司,芝加哥,伊利诺伊州)完成｡
▌ 结果
比较CON和VMAX条件活动(深蹲)
配对样本t检验表明,在VMAX条件下,所有收缩阶段变量显著大于CON条件(p < 0.05),效应量范围从“小”到“非常大”｡在任何离心阶段变量上,两种深蹲条件之间没有发现显著差异,所有的效应量都被认为是“微小”的(表1)｡
▌运动调节活动对增强反向跳跃表现的影响
主效应条件的显著变化表明,VMAX条件下的CMJ高度(p=0.032)大于CON条件｡然而,由于没有显著的交互作用,任何一种条件都没有显示出在任何恢复期的跳跃高度显著变化｡实际上,RPP在8分钟的休息时间内对两种CA都显著降低｡任何CA后反向跳跃表现的微小增加都是微不足道的,VMAX条件在8分钟时导致峰值力量增加0.3%｡在CON条件下,只有在8分钟后的峰值力量超过了预测试值(提高了0.7%)｡在比较前后最佳跳跃变量时，并未发现显著的交互作用 (表2和图2)｡
表格 2在所有休息期间，VMAX和CON调节活动对跳远后表现的影响
图 2 VMAX和CON调节活动后CMJ高度的变化。误差条代表均值以上一个标准差。CMJ=反向垂直跳跃。
▌讨论
本研究表明,将半深蹲的收缩阶段杠杆提升速度最大化的意图,与受控条件相比,显著改变了深蹲的动力学和运动学｡在VMAX条件下,受试者在所有收缩深蹲变量上显示出显著高于CON条件的结果(p ≤ 0.001)｡这支持了这样的观点:即使在半深蹲中使用相同的负荷,指导也可以引发运动的动力学和运动学结果的显著差异(30)｡
考虑到所有的收缩深蹲变量在爆发性执行时都增加了,为了慢性适应性能的提高,训练时可能需要考虑尽可能快地移动杠杆的最大意图｡尽管这不是本研究的重点,但这些结果对训练爆发力产生潜在的影响｡收缩变量的增加可能与更大的运动单位激活(运动单位招募和率编码)(1,17,39)有关,这可能通过神经适应提供更好的训练刺激｡以下陈述是推测性性质因此,未来的研究需要更好地了解指令是如何影响支撑力量产生的神经机制的｡
考虑到在VMAX条件下,收缩峰值力量､峰值功率､峰值速度和RFD显著增加,这种类型的CA可能会产生更大的高阶运动单元招募(17,39)以产生更大的增强效果｡然而,与假设相反,VMAX或CON条件并没有证据表明增强了潜在效应｡
由于增强反应的最佳恢复期因个体而异(6),每个人的最佳休息期也被考虑,以提供更大的机会揭示出增强效应｡当比较最佳CMJ变量的前后差异时,没有观察到显著的时间或CA交互作用｡此外,从最佳测试前到最佳测试后,没有发现CMJ表现的显著增加,所有的效应量都被认为是微不足道的｡对于VMAX条件,后期恢复时垂跳高度略微提高（1.3厘米；2.6%），但差异不显著｡
尽管每个CA后的变化微不足道且统计上无显著性,但是合理地认为CA对后续CMJ性能产生了一些影响,至少对某些个体是这样｡对于VMAX条件,14个受试者中有9人后期最佳CMJ高度方面与垂跳前相比有所改善,而在CON条件下有7人人提高了｡在两种条件下,有3人受试者的后期最佳CMJ高度比前测增加了2.5厘米以上｡然而,有3个受试者在VMAX条件后,他们的后测最佳CMJ跳跃高度下降了超过2厘米,而在CON条件后有2个受试者也是如此｡从这些结果来看,一个人对CA的反应是积极还是消极,是个体差异,因为由CA产生的增强或疲劳程度会有所不同(6)｡此外,增强或疲劳的程度会根据使用的CA的类型或强度而变化｡相对强度被认为是个体是否显示出增强效应的关键(34)｡受试者的相对力量是2.4倍体重,这超过了最近的PAP研究(12,34)建立的推荐值｡然而,必须注意的是,这些只是半蹲(膝盖角度90°)并在史密斯机上执行｡较小的下蹲深度和史密斯机的辅助可能都增加了受试者的5RM评分,与其他有关电位增强的研究相比,高估了受试者的下肢力量｡因此,本研究中的一些受试者可能没有足够的下肢力量来产生增强反应｡
为了适应VMAX条件下的增加需求,对于业余训练的受试者,每个CA只涉及到4次半深蹲的重复,负荷为5RM｡尽管以前的研究已经使用了这种特定的重复和负荷方案(37),但在研究中更常见的是受试者按照适当的负荷执行全部的重复次数(例如,5次重复,负荷为5RM)(4,26,27)｡在这项研究中将CA更改为5RM负荷的5次重复预计会增加疲劳;然而,潜在的增强可能会在更大程度上增加,从而产生净潜能效应 ｡
本研究的一个局限性是,CON条件下的深蹲速度因个体差异而不同,因为每个受试者都选择了自己的“正常”深蹲技术｡这可能对结果产生影响;然而,该条件的设计是为了模仿每个人的“常规”深蹲技术｡另一个限制是,尽管每个人的半蹲高度都通过轻阻力进行了测量,但如果深蹲技术(髋关节和膝关节角度)在负荷较重的情况下发生了变化,这并没有进行控制｡这可能对结果产生一些微小的影响,在未来的研究中应该加以控制｡
尽管没有发现显著的CA交互作用,但在比较两种CA的后期测量最佳改变时,VMAX条件在跳跃高度和峰值速度(前期到后期最佳百分比的变化)上都比CON条件产生了更好的结果｡此外,考虑到VMAX条件下深蹲动力学和运动学变量的增加,暂时建议用这种指令进行深蹲CA｡然而,应该注意的是,对这种建议的证据是有限的,需要进一步的研究来清楚地了解以最大速度进行训练对于提高潜在效应的影响 （CA)｡
▌实践应用
改变执行重负荷半深蹲的指导方式改变了运动的动力学和运动学｡通过指导运动员以尽可能快的速度举起杠铃的最大意图,与正常控制的半深蹲相比,在收缩阶段的峰值力､峰值功率､峰值速度和力量发展速度都显著增加｡在训练计划中使用半深蹲练习时,教练需要确定练习的目标,并相应选择他们的指导方式｡如果这个练习的重点是在深蹲中最大化力量､功率或速度,那么他们可以指导运动员在收缩阶段尽可能快地移动杠铃｡
尽管以最大意图举起的指导改变了半深蹲的动力学和运动学,但这对作为CA潜在跳跃表现的影响尚不清楚｡使用4次半蹲和5RM负荷的任何CA指导(VMAX或CON)都未能在任何休息间隔显著提高跳跃表现｡尽管有这个结果,但这两种CA都提高了研究中某些个体的跳跃表现,特别是当他们的最佳休息时间考虑进去时｡由于运动员对CA反应是否积极的个体差异,教练应该与自己的运动员中研究类似的CA是否能提高跳跃表现｡如果发现跳跃表现有积极的改善,教练可以在训练课程中实施这些CA,以尝试增强慢性适应,或者在热身中提高比赛表现｡
需要进一步的研究来探讨以最大意图举起作为跳跃表现CA的影响｡未来的研究可能会使用比这项研究更强的下肢力量的受试者,并使用包括5次5RM负荷的CA,而不是4次｡
致谢：在创建这篇手稿的过程中,我们没有使用任何资金来源｡作者感谢Rod Hall在整个项目中的技术协助｡
▌作者：
Mathew W.O’Grady, Warren B.Young, David G.Behm,和Scott W. Talpey
- 澳大利亚联邦大学健康与生命科学学院,巴拉瑞特,澳大利亚; 2纽芬兰纪念大学人类运动与娱乐学院,圣约翰斯,纽芬兰,加拿大
▌译者：洪玉龙
- 现所属单位：北京体育大学
- 职务：现就读于北京体育大学体能训练学院运动训练专业的研究生
- 证书：NSCA-CSCS；大学英语六级证书
▌校对：文涛
- NSCA-shanghai官方预备讲师
- ARCA亚洲康复体能学院讲师
- CSCS
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