论文—影响高水平田径运动员下肢动态爆发力的肌肉因素分析

—影响高水平田径运动员下肢动态爆发力的肌肉因素 影响高水平田径运动员下肢动态爆发力的肌肉因素分析 宋世萍 李铁录 (国际田联地区发展中心?北京， 北京 100084) 摘要: 本研究通过对田径短、跨、跳项群运动中下肢肌肉工作特点的分析，旨在引起运动员和教练员的深思，正确地选择和使用下肢动态爆发力训练的练习方法。研究发现:为了适应短、跨、跳项群专项速度越来越快的发展趋势，强化工作肌群牵张反射的效应，是迅速提高短、跨、跳项群专项成绩的重要途径;下肢工作肌群的退让收缩能力，是决定短、跨、跳项群运动员蹬伸效果的主导因素，准确地选择训练手段，努力提高训练效果;运动训练实践中，要重视蹬地过程肌肉工作特点的研究，要研究和探索发展田径运动员工作肌群退让性工作能力的训练方法。 关键词: 下肢动态爆发力;牵张反射;退让性工作能力;短、跨、跳项群 研究运动效应，分析运动技术，进行科学训练，必须了解相应专项动作的肌肉工作特点。田径运动项目跑、跳过程下肢肌肉的工作，有其自身的客观规律。运动员和教练员了解专项运动中下肢肌肉工作的特点和规律，对于理解和完善运动技术、有目的有针对性地选择训练手段、科学地指导训练实践提高训练成绩，都有直接的重大的现实意义。 目前，田径短、跨、跳项群运动员的力量训练，基本上源于传统的举重运动员的力量训练，力量训练中的抗阻练习，大多都在静位状态下在垂直面内完成，忽视了肌肉在练习中的收缩方式与比赛中的收缩方式的一致性，忽视了跑动和起跳过程中肌肉弹性能的利用，忽视了利用牵张反射原理使肌肉产生反射性超大力量，创造最大的瞬时爆发功率，有效地提高专项爆发力。 在田径短、跨、跳项群训练中，提高成绩的训练途径，传统的观点强调提高蹬伸阶段肌肉的做功能力，忽视缓冲阶段肌肉收缩的速度和力量。显然，这一训练观点不仅是片面的，而且是落后的。有关研究表明，缩短缓冲时间，提高缓冲速度，是现代短跑、跳跃训练的新问，是高水平运动员提高专项成绩的主要训练途径。 本研究通过对田径短、跨、跳项群运动中下肢肌肉工作特点的分析，旨在引起运动员和教练员的深思，正确地选择使用和发展创新高水平田径运动员下肢动态爆发力训练的练习方法，以促进我国田径运动水平的迅速提高。 2 研究方法 2.1 文献法 收集国内外大量的有关田径高水平运动员下肢力量和运动技术等方面的文献，为本研究奠定基础。 2.2 逻辑分析法 通过对文献资料的整理和分析，提出田径高水平运动员下肢动态爆发力的肌肉因素。 3 结果与分析 3.1 田径短、跨、跳项群蹬地过程中下肢肌肉工作特点的分析 在运动员瞬间的蹬地过程中，下肢工作肌群要完成退让、等长和克制三种不同方式的工作。由于运动员在高速运动状态中，支撑时间很短(0.l秒左右)，所以蹬地过程实际上是通过 “反射”的方式，将肌肉三种不同方式的工作，紧密衔接，爆发性地完成收缩。 支撑腿工作肌反射性收缩的效果，取决于肌肉牵张反射的效果。蹬地过程中，下肢关节的变化不同，则肌纤维的长度变化不同。这样，对肌梭的刺激不同，肌梭产生的向心冲动随之不同，故运动神经元(α神经元)向该肌群发放的传出冲动也不相同，所以肌肉表现的反射性收缩力量故不相同。运动生理学的研究证明，肌肉的爆发性收缩能力，主要取决于传入肌肉的神经冲动的性质。人体在动用最大力量80,以上的力量时，不是依靠动员更多的运动单位参与工作，而主要是依靠提高传入肌肉的神经冲动的频率和强度来发挥最大肌肉力量和超大肌肉力量。要在跑、跳中创造肌肉收缩的最大瞬时爆发功率，改变传入肌肉的神经冲动的性质——提高工作肌群的退让收缩能力，是提高运动成绩十分重要的一个方面。 有关研究证明，跑、跳过程肌肉收缩的力学效应，与其牵张反射的效果密切相联。支撑缓冲阶段工作肌群快速的退让收缩，是产生强烈牵张反射的前提和条件。下肢工作肌群的退让收缩能力，是决定肌肉“反射”性收缩的力学效果和运动员快速起跳能力的首要因素，从根本上讲，蹬地和起跳效果，以及运动员的快速起跳能力取决于3个因素:首先，缓冲阶段相应工作肌群退让收缩的速度和在退让工作中所表现出的最大肌力;其次，蹬伸阶段相应工作肌群在克制工作中所产生的瞬时爆发功率;第三，起跳工作肌群“退让”与“克制”工作的衔接性。在3个因素中，第一个因素是引起下肢工作肌牵张反射的刺激条件，而第二和第三个因素则是在该刺激条件下，牵张反射的必然结果。因此，提高蹬地腿工作肌群的退让性工作能力，是提高短跑和跳跃成绩的重要途径。 3.2 着地腿伸肌的退让性收缩能力对速度创造和发挥的影响 创造和发挥专项速度是现代田径运动训练的核心问题。专项肌群的工作效果是影响专项速度的直接因素。在田径短、跨、跳项群中，如何提高专项肌群的工作效果来创造和发挥专项速度是运动训练实践中必须明确的重要问题。 在专项运动中，运动员着地腿工作肌群的退让收缩能力强，运动员则能够主动地运用缓冲技术，降低缓冲动作的被动性，提高其主动性，迅速缓冲支撑腿着地瞬间地面给予运动支撑器官的绝大的冲击性负荷，避免下肢各关节过度弯曲，为紧接着的蹬伸动作，创造合理的生理学和力学条件，积极主动地完成蹬伸动作。如果着地腿工作肌群的退让收缩能力弱，着地过程中下肢关节过度弯屈，不能形成合理的蹬伸姿式，消极被动地完成蹬伸，降低蹬伸效果。 例如，在跳跃助跑中，每个人都有一种临界速度，超过这一速度起跳的效率降低。跳跃项目运动员之间助跑的临界速度具有很大的差别，这是因为运动员下肢肌肉退让收缩的力量和速度是不同的。有关研究结果表明，跳高项目助跑时水平速度增加0.1米/秒，着地腿给地面的压力将相应增加12,16 kg。因此，这就出现了一个矛盾，为了提高跳跃成绩，一方面要尽可能地提高助跑速度，但另一方面又显著地增加了着地腿工作肌的负荷量。当水平速度增加到一定程度时，着地腿承受的冲击性负荷就超过了它在支撑缓冲时退让工作中所产生的最大肌力，这时下肢关节过度屈曲，蹬伸阶段向心收缩时，肌肉负荷过大，运动员就无法有控制性地、快速有力地完成起跳了。所以，起跳工作肌的退让收缩能方影响助跑速度的发挥利用。跳跃中，助跑速度要与起跳工作肌群的退让收缩能力相适应。 3.3 着地腿伸肌的退让收缩能力对蹬伸阶段肌肉收缩效果的影响 着地蹬伸过程中，肌肉收缩是一个连续的过程。蹬伸阶段伸肌群的向心收缩是在缓冲阶段伸肌群退让收缩的基础上进行的。所以，蹬伸阶段伸肌群向心收缩时的负荷大小(初长度)，取决于缓冲阶段该肌群退让收缩的效果。 生理学的研究表明:对于每一肌肉都存在一个最佳负荷量或叫最适初长度,在这样条件 下，收缩时可以产生最大的效果。怎样才能获得蹬伸阶段伸肌向心收缩时的最适初长度(最佳负荷量)呢,我们认为，这取决于运动员在支撑缓冲阶段主动地、巧妙地运用缓冲技术的本领。这一点对缓冲动作的主动性、控制性提出了极高的要求，对起跳技术的合理性，和动力定的自动化程度提出了极高的要求。显而易见，这一切又是与着地腿伸肌群的退让收缩能力紧密相关联的。着地腿伸肌的退让收缩能力不同，则缓冲阶段与外界负荷相互作用的结果不同，完成动作的控制性不同，必然造成蹬伸阶段肌肉收缩时的负荷不同。因此，着地腿伸肌群退让收缩能力，是影响蹬伸力学效应的主要因素。它是运动员完成快速起跳的“物质基础”和“技术基础”。 3.4 着地腿伸肌群的退让收缩能力对蹬伸过程中“转换”作用的影响 3.4.1 对重心运动方向转换的影响 研究表明，低水平运动员着地缓冲阶段由于屈起着地腿的结果，身体总重心降低。在着地腿蹬伸过程中，运动员重心运动方向的转换基本上是正向的，不停顿的，积极向前向上的。我们把着地腿蹬伸过程重心运动形式归结为两类:一类称正向型，重心运动方向的改变基本上呈单向，正向性，无明显方向转折点。重心在矢状面内沿水平方向移动幅度大，另一类称为双向型，重心运动方向由负到正，有较明显的方向转折点。重心在矢状面沿水平方向移动幅度小。着地腿伸肌群的退让能力越弱，重心方向的改变超趋于双向型。方向转折点越明显，重心运动方向改变的速度也越慢。 众所周知，着地蹬伸的最终目的就是最大限度地、尽可能快地改变身体重心的运动方向。例如，使之与水平面成某种角度抛射出去，向高抛射就是跳高，向远抛射就是跳远和跨栏。在跳跃项目中，要提高重心转换方向的速度，提高抛射速度和增大抛射角(腾起初速度和腾起角)取决于运动支撑器官和地面相互作用的力学效果，取决于能否通过伸肌的退让收缩迅速“吸收”，并利用踏上起跳点时，由于重力和速度所形成的强大的冲击性负荷。显然，这一切是以着地腿伸肌群在完成退让收缩时所表现出的力量和速度为转移的。 着地缓冲过程中支撑腿退让收缩能力强，运动员通过缓冲技巧，可以做到既加大动作幅度，又不降低动作速度，使蹬伸技术实现大幅度与高速度相统一，使重心在力的作用下以最短的时间，通过最长的距离。所以说，着地腿伸肌的退让收缩能力影响蹬伸过程重心运动方向的改变速度，影响重心的运动轨迹。 3.4.2 对肌肉收缩方式“转换”的影响 在瞬间的着地蹬伸过程中，着地腿伸肌群完成3种收缩:离心退让收缩、等长收缩和向心收缩伸。等长收缩是伸肌退让工作的结果，此刻屈肌群处于暂短的相对平衡状态，它标志着离心收缩结束。它是离心收缩向向心收缩过渡的阶段。向心收缩是在退让收缩完成后的基础上进行的。所以，退让收缩决定了向心收缩时的肌肉负荷(初长度)，决定了向心收缩开始的早晚和向心收缩的幅度和速度。因为生理学研究指出，产肌肉收缩时的负荷越大，则收缩时所产生的张力也越大，但开始出现缩短的时间也越晚，而且缩短的速度和长度也越小。反之，肌肉的负荷量越小，则肌肉收缩产生的张力越小，但是，缩短出现的越早，缩短的速度和长度都越大。 支撑腿着地瞬间，外界冲击性负荷为定值时，着地腿伸肌的退让收缩能力强，则伸肌群“吸收”和缓冲外界负荷的能力强，肌肉被拉伸的长度小，也就是说肌肉负荷小(肌肉退让收缩能力强，运动员有意识地运用缓冲技术，在生理范围内有意拉长肌肉，借以增大收缩力量是另外一回事)，肌肉收缩方式的 “转换”和完成顺利。反之，着地腿的退让收缩能力弱，在强大的外界冲击性负荷作用下，蹬伸过程下肢关节过度弯屈，造成肌肉过分拉长，也就是说肌肉负荷大，导致退让收缩向向心收缩的“转换”延缓，严重影响蹬伸过程肌肉牵张反射的效应，降低蹬伸效果。因此说，着地腿肌群的退让收缩能力影响蹬伸时肌肉收缩的力学效 果。训练实践中应重视并研究它的作用。 3.5 着地腿伸肌的退让收缩能力对蹬伸过程中非代谢能量贮存与利用的影响 在支撑腿着地蹬伸时，运动员通过缓冲阶段伸肌的退让工作，把快速跑动中所获得的动能转变为肌肉的弹性势能和化学能贮存起来，在紧接着的克制工作中，以机械能的形式爆发性地重新释放。显然，着地蹬伸过程中非代谢能量的贮存与释放，损耗与利用的效率，是与着地蹬伸相应肌群的退让收缩能力密切相关。 伸膝和屈踝肌群是积蓄外能的主要肌群。如果该肌群退让收缩能力弱，缓冲过程下肢关节角度急剧减小，肌肉被过分拉长。这就是当外力小于肌肉退让收缩的最大肌力时，肌肉张力随外力的增加而增加，但是如果外力超过肌肉退让收缩时的最大张力时，肌肉的张力则随外力的增加反而减弱。这是高尔基腱器官引起抑制性反射的结果。可以认为，肌肉的退让收缩能力强，必然导致高尔基腱器官刺激阈限的增高，减缓抑制性反射效应。因此说，每个教练员和运动员应该深刻认识到，要提高运动员的快速着地蹬伸能力，使缓冲与蹬伸紧密衔接，使“转换”过程顺利进行(例如，跳跃和跨栏项目蹬伸过程中重心运动方向的“转换”，肌肉工作方式的“转换”，非代谢能量储存与利用的“转换”)，在蹬伸阶段产生最大的爆发功率，均与运动员着地腿伸肌群的退让性工作能力密切相关，它是影响短、跨、跳项群专项成绩的主要因素之一。 在跳跃项目中，对着地腿伸肌的退让收缩能力提出了很高的要求。研究证明，着地腿在支撑缓冲阶段要承受的负荷，跳高可达600kg左右，跳远可达900kg左右。有关研究表明，起跳过程运动员不是在伸直着地腿时需要最大力量，而是在缓冲时防止着地腿各关节过分弯屈时需要最大力量，支撑反作用力的最大值发生在支撑缓冲阶段。由此不难看出，支撑缓冲对运动员下肢工作肌的退让收缩能力提出了很高的要求。但是，跳跃力量训练中，人们总是强调和重视提高下肢蹬伸力量，即向心收缩能力，而忽视提高肌肉的退让收缩能力。例如采用最普遍的负重半蹲和深蹲练习以及各种形式的纵跳练习，主要提高的是下肢肌群的向心收缩能力，但跳跃缓冲时的冲击性负荷却主要依赖其退让收缩能力。我们每个教练员是否注意到了这个“给非所求”的现象呢,应该在理性上分清，下肢伸肌群的这两种收缩能力，虽然有密切的联系，但又是不同的。我们认为，要提高起跳效果，提高缓冲效应，提高缓冲动作的主动性和控制性，在缓冲结束时使工作肌获得向心收缩的适宜初长度(向心收缩时的最佳负荷)，爆发性完成起跳，训练中在提高下肢克制性工作能力的同时，必须重视提高其退让收缩能力。 跳跃和跨栏的专项成绩越高，蹬离速度越快，对缓冲与蹬伸的连贯性要求越严格，则首先对伸肌的退让收缩能力要求越高。肌肉“退让”与“克制”能力的结合，才能保证蹬离使命的出色完成。 可以认为，短、跨、跳项群着地腿蹬伸效果和运动员的下肢动态爆发力取决于3个因素:第一，缓冲阶段相应工作肌群退让收缩的速度和在退让工作中所表现出的最大肌力;第二，蹬伸阶段相应工作肌群克制工作中所产生的瞬时爆发功率;第三，蹬伸工作肌群“退让”与“克制”工作的衔接性。第三个因素随前两个因素的不同而发生相应的改变。实际上，第一个因素是引起下肢工作肌牵张反射的刺激条件，而第二、第三个因素则是在该刺激条件下牵张反射的必然效应。在短、跨、跳项群的专项力量训练中，着地腿仲肌的退让收缩能力，是不容忽视的一种肌肉力量。 在体育运动中一切速度力量项目中，相应工作肌群的退让收缩能力，同样是不容忽视的一种肌肉力量。运动训练中，应重视研究工作肌退让收缩能力，在相应专项中的作用，应重 视研究如何提高肌肉的退让收缩能力。 4 主要结论和建议 4.1 为了适应短、跨、跳项群专项速度越来越快的发展趋势，强化工作肌群牵张反射的效应，是迅速提高短、跨、跳项群专项成绩的重要途径。 4.2 下肢工作肌群的退让收缩能力，是决定短、跨、跳项群运动员蹬伸效果的主导因素，应该明确蹬伸过程中“退让” 与“克制”这两种既有联系，又有区别的肌肉工作方式，准确地选择训练手段，努力提高训练效果。 4.3 运动训练实践中，要重视蹬地过程肌肉工作特点的研究，要研究和探索发展田径运动员工作肌群退让性工作能力的训练方法。 5 参考文献(略)