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摘要

损伤对团队和个人的运动表现都会产生不利的影响。据报道,在一些肌肉骨骼受伤后,最大力量、力量发展速率(RFD)和反应性力量的缺陷是很常见的。本文首先研究了现有的文献,以确定损伤后基本身体素质的共同缺陷,特别是力量、力的发展速率和反应性力量。其次,将讨论以证据为基础的策略,以解决这些遗留的缺陷,来减少未来受伤的风险。最后还提供了加强实际应用和训练计划的例子,以说明如何解决这些问题。

引言

损伤对团队和个人的运动表现有不利的影响,增加球员身体多方面的机能和功能可用性可以提高成功的几率。现有的数据表明,在团队和个人层面上,损伤、表现、身体产出和成功之间存在着相互作用关系。所有相关工作人员应努力以跨学科的方式一起工作,以防止损伤并提高表现。此外,一些研究报告指出,以前的损伤可能会增加以后受伤的风险。这就提出了一个问题:在运动员重返赛场(RTP)之前,是否已经对持续的缺陷进行了充分的评估和定位,以及是否应该更加强调作为三级预防手段的恢复表现的策略。

在受伤或疼痛发生后,力量、力量比、力量发展速率、反应性力量、腿部刚性和峰值功率等方面的缺陷和不足都已在运动人群中显示。同样,这些属性也被广泛认为是更高的运动表现中重要的身体表现决定因素。尽管如此,研究和临床实践中经常采用的康复方案主要集中在恢复力量上,根据定义,这包括在低速度下的大力量发展。

然而,仅凭这一点可能无法使肌肉骨骼系统完全准备好接受和产生中度至高度的快速负荷,而这正是大多数体育动作的基础。此外,最大力量和弹道爆发力训练(后者通常被提倡)会引起不同的生理适应。然而,在最大力量发展和弹道爆发力训练之间,在表现和生理决定因素方面存在着强烈的相互作用和重叠。最大力量是产生高功率输出的基础,因此采用大负荷训练是有利的,不仅对相对较弱的运动员有利,而且对改善高速动作所需的生理特征也有利。大负荷的力量训练(即≥80%的单次最大负荷(1RM))可以增加神经驱动力、肌肉间的协调性、II型肌纤维的横截面积(CSA)、瘦肌肉质量和羽状角。弹道爆发力训练通过降低运动单元招募阈值、提高运动单元的频率和同步性以及加强肌肉间的协调,在提高最大功率输出、力量发展速率(RFD)、动作速度、跳跃高度和冲刺表现方面更有针对性。

本文将研究与力量和爆发力发展有关的现有文献,以提供一个理论框架,并从中制定明确的策略,说明如何将这些原则和训练模式纳入康复训练中,并优化重返赛场和恢复表现的过程。

最大力量

肌肉力量的发展可大致分为形态和神经因素两方面。单个肌肉纤维产生的最大力量与它的横截面积(CSA)成正比,它是由平行的肌细胞数量决定的,是肌肉发力能力的重要参数。在肌肉肥大过程中,较大的羽状角比正常肌肉更常见。最大力量也受到肌肉纤维组成的影响。具体而言,II型纤维(IIa/IIx)比相对较小的I型纤维具有更大的单位CSA放电能力。结构特点上,如较长的筋膜长度,可通过最佳的长度张力关系产生更多的力量。串联的肌节数量影响着肌肉的收缩力和速度。关于神经因素,大小原则决定了运动单位(MU)的招募与运动单位的类型有关,MU的招募是根据其大小(从小到大)以顺序进行的。因此,高阈值MU的可用性和/或较低的MU招募阈值对更高的力量产生是有利的。此外,更高的神经冲动率(放电频率)和多个运动单元的同时激活(运动单元同步化)增强了收缩时产生的力的大小。这些以及有效的肌肉间协调作用(即主动肌,协同肌和拮抗肌的适当激活幅度和时机)可以最大程度地产生力。

最大力量的重要性

在体育运动中,产生最大力量的能力受到特定任务的时间限制;因此,力量发展速率(RFD)和功率是优化身体表现的一个关键部分。最大力量可以被定义为神经肌肉系统产生力量的上限,这种能力的增加与RFD和功率相关。目前的文献表明,能够后蹲2倍体重的运动员能够最有效地利用这些关联,以及内分泌浓度(即睾酮)在训练中的变化。此外,目前的证据表明,在运动员能够蹲下至少1.6倍体重之前,最大力量训练应该是主要的训练方式。具体来说,Cormie等人研究了为期10周(3/周)的力量训练或弹道爆发力训练对24名精通后蹲的男性受试者的跳跃和冲刺表现、力-速度曲线、肌肉结构和神经驱动的影响。他们发现,尽管两组人的表现都有类似的改善,但相对较弱的男性(后蹲1.6×BM)由于其潜在的长期改善而从力量训练中受益更大。这发生在神经激活和肌肉维度增加的结果,这是对这种类型的训练刺激的特定适应。这与Comfort等人最近进行的研究是一致的,他们表明,事先确定运动员的身体特征(这里使用动态力量指数计算)可能会改善对特定类型训练的显著变化的预测。特别是,他们强调了通过力量训练增加弱小运动员的力量产生的重要性。James等人强化了这一点,他们揭示了在弹道训练中,峰值速度的改善幅度受到训练前5周的基线力量水平的显著影响。总的来说,现有的证据表明,达到并保持高水平的力量对运动员的积极适应是最重要的。

事实上,发展最大力量已被证明对肌肉肌腱刚度、神经肌肉抑制和结缔组织强度有显著的好处,最终导致在地面接触的跑步负荷阶段所施加的相对力量(最大的%)的减少。总的来说,这减少了相同力量输出的代谢需求,创造了可用于额外工作的运动单元储备。尽管等长双侧内收肌肌力测试可以确保伤者或运动员何时达到"足够强壮"的规范性数据,但同一肢体的肌肉群之间的力量比或肢体间不对称的阈值更常被报道。这些数值可用于检查单个关节的力量和指导训练计划,并确定受伤后是否准备好重返赛场;然而,还需要对最大力量进行全面测量,以显示对运动表现的高度转移。

除了发展最大力量的生理和表现优势外,采用这种训练方式可能会减少受伤的风险,这也不足为奇。Lauersen等人指出,各种力量训练方式可以减少三分之一的运动损伤,并减少近一半的过度使用损伤。此外,在减少损伤方面,力量训练方案似乎优于神经肌肉训练和多成分方案。最近,Malone等人的研究表明,在连续两个赛季中,那些身体更强壮、速度更快、重复冲刺能力(RSA)更强的运动员比身体较弱的运动员有更低的受伤风险。因此,增加力量是任何三级预防方法的一个关键组成部分,并应在损伤康复中加以针对,以减少再次受伤的风险。然而,虽然研究和临床实践促进了力量的增加,但这在很大程度上是对几种损伤类型的孤立调查,通常是用更轻的负荷和随后更高的重复次数来实现的。例如,在研究文章中,80%1RM的负荷方案经常被报告为"15×3"或"10×3"的重复次数和组数配置,而没有明确指出所采用的负荷,或者使用相对较低的负荷,因此没有针对较高阈值的运动单元来最大化力量适应。相反,明确运动处方的细节是确定身体和运动适应目标的根本。

损伤后的力量缺陷

抑制性输入的增加可能会减少肌肉被自愿激活的程度。人们普遍认为,在受伤后的急性期,发生在周围组织的局部现象,如肿胀、炎症和关节松弛,可能改变感觉感受器的放电,从而引起神经肌肉的抑制。这通常被称为关节膨胀或关节结构受损后的关节源性肌肉抑制。即使在没有灌注或疼痛的情况下,神经肌肉抑制也会持续存在,导致持续的力量缺陷,损害正常的身体功能、整体性能的恢复,并增加再次受伤和后续损伤的风险。这种抑制的机制包括来自脊柱反射和皮质运动兴奋性通路的复杂神经适应。因此,神经肌肉抑制将解释持续的神经肌肉改变(如关节扭矩-角度关系的转变、萎缩、肌层肉体的减少),并限制肌肉对训练的积极适应,尽管运动员重返了赛场,这些不利因素依然存在。

前交叉韧带重建(ACLR)后,膝关节伸肌和屈肌肌力明显下降,甚至在手术后10年内都是如此[95]。这些措施已被用于指导康复状况,并被报告为再次受伤的一个重要预测因素。同样,一些研究表明,较低水平的离心膝关节力量增加了腘绳肌再次受伤的风险。这可能是由于腘绳肌复合体的方向性,或者这种持续的适应不良特征没有在之前受伤的球员身上得到完全解决。事实上,Brughelli等人研究表明,澳式足球运动员在以次最大速度跑步时,有明显的水平方向肌力不足,而垂直方向没有。同样,Lord等人证明,在足球运动员的RSA测试中,以前受伤的腘绳肌比未受伤的腘绳肌在水平方向上的力下降速度更大。Charlton等人发现过去有腘绳肌受伤史的半职业澳式足球运动员在受伤后的三个赛季中存在等长的膝关节力量缺失。其他调查常见下肢损伤的研究显示,力量值和损伤风险之间存在差异,以及有症状和无症状受试者的力量和表现变化的模式不一致。此外,研究表明,患有跟腱疾病的跑步者的双侧肌肉力量受损,并低于正常数据。

利用最大力量训练来解决缺陷问题

现有数据表明,较高的力量水平有助于减少运动损伤的风险。从康复的角度来看,患者应该以周期性的方式逐渐增加负荷,高强度的抗阻训练是治疗最常见的肌肉骨骼损伤的一种有效的、跨越年龄和性别的治疗手段。从神经生物学的角度来看,它也可能扭转患有持续性肌肉骨骼疼痛的个体的皮质内抑制网络的改变。

目前的证据表明,最大力量训练的处方应涉及参与者单次最大限度(1-RM)的80-%的负荷(或强度),利用大约1-6次,跨越3-5组,休息时间为3-5分钟,频率为每周2-3次。因此,对于那些在某一阶段的具体目标是提高最大力量的临床医生来说,他们应该逐渐地朝着这个容量负荷的方向努力。有证据表明,对肌腱适应的有效刺激建议采用高强度负荷(85-90%的iMVC),每组4次,收缩和放松时间各为3秒,组间休息2分钟。然而,在最初阶段,当他们无法忍受重负荷时,可以采用较低的强度进行多次大组数负荷量的训练,直到失败,以招募最高的阈值运动单元并增加CSA。另外,血流限制训练可用于在康复期间为负荷受损的病人提供有效的刺激。交叉训练(即未受影响肢体的重度抗阻训练)也可以是一个可行的选择,以减少皮质脊髓的抑制,增加对侧肢体力量并诱导低痛感。根据康复阶段和病人在ACLR后的烦躁程度,可能的进阶是。(1)自重单腿深蹲,以高量组数进行,重点是掌握技术和交叉刺激(2)单腿深蹲,轻负荷和高量组,直到失败(有/无血流限制)(3)分腿深蹲,在传统的周期计划中逐步加载直到达到建议的最大强度的处方(4)根据最大强度建议进行分腿深蹲,潜在的适应性见表1。在表1中强调。

表1增强力量的不同抗阻训练处方的示例

使用等长力量训练来解决缺陷问题

从康复的角度来看,等长收缩可以在特定的阶段使用,在这些阶段中动态收缩可能是禁忌的。尽管取决于所分析的持续的肌肉骨骼状况,等长收缩能够诱导慢性手部、膝部和肩部损伤的低痛感,在赛季中也是如此。然而,镇痛效果是可变的,并不总是一致的。这可能取决于所分析的人群、组织特性、身体活动水平和被评估对象的疼痛调节能力。在等长收缩期间,肌肉-肌腱单元保持恒定的长度。等长肌肉动作由于其在特定关节角度上对力量的严格控制,比向心收缩能产生更大的力量,以及在评估和跟踪力量产生方面的高可靠性而被广泛使用。在较长的肌肉长度和较高的运动量下进行等长训练比在较短的肌肉长度时更能诱导肌肉肥大,这可能是由于血流阻塞,氧气消耗率和代谢物积累增加。

尽管它可能不是直接改善运动表现的有效策略,但等长训练显示出在训练角度上的最大改善。这对受伤后正在康复的运动员有一定的意义。例如,在之前经历过ACL破裂的受试者中,当膝关节前屈小于40度时,四肢之间的四头肌扭矩缺陷明显,而峰值扭矩(不考虑峰值发生的角度)则相反。这可能揭示了在十字韧带缺陷患者的康复计划中实施位置性等长运动的潜在效用。同样,当不能忍受等张收缩或在赛季期间,可以对患有髌骨肌腱病的受试者采用股四头肌等张动作,使用腿部伸展器械在MVIC的80%,保持45秒,做5组,每组之间有1分钟。

力和扭矩发展率

力量发展速率的重要性

力的发展速率(RFD)被定义为神经肌肉系统在收缩开始后的初始阶段产生每单位时间内肌肉力高速率上升的能力;扭矩是指引起旋转的力。收缩性RFD是一个用于测量"爆发性"力量能力的参数。它是由力的时间曲线的斜率决定的(一般在0到毫秒之间),并计算为?力/?时间。有几个因素可以影响RFD,特别是早期阶段(相对于收缩开始时的毫秒),它更多地受到肌肉内在属性和神经驱动的影响;而晚期阶段(相对于收缩开始时的毫秒)对最大肌力更敏感。考虑到在短跑、跳跃、投掷和踢球等技能中施力的时间大约为30-毫秒,RFD是在大多数基于力量的运动项目中取得成功的关键性能特征,也是耐力跑性能的核心。

损伤后的RFD缺陷

除了执行运动任务的时间框架短之外,已经证明非接触性十字韧带撕裂发生的时间框架小于50毫秒;而以股四头肌为例,在等长测试中需要超过毫秒才能达到峰值扭矩。Angelozzi等人发现职业足球运动员在ACLR后6个月的RFD有明显的缺陷,他们完成了典型的标准化康复计划,在国际膝关节文献委员会(IKDC)、Tegner活动量表、KT0和MVIC中几乎完全康复,这些都是常用于指导回归运动决策的客观测量。同样,Kline等人证明了在ACLR后6个月,使用髌腱自体移植的受试者的股四头肌RFD减少。在其他常见的病症中也显示出RFD的缺陷。例如,Nunes等人在一组有髌骨股骨痛的运动女性中发现髋关节内收和外展的RFD降低。此外,Wang等人证明在单侧慢性跟腱病的精英运动员中,小腿三头肌的早期RFD值较低,而Opar等人显示以前受伤的腘绳肌的扭矩发展率较低。累积起来,现有的证据表明,从康复和表现的角度来看,恢复在短时间内施加更大力量的能力是至关重要的。

利用训练来解决RFD的缺陷

现有的证据表明,高速训练或以快速移动负荷为目的的训练在激发快速产力量能力的显著提高方面是非常有效的。这包括投掷药球、快速伸缩复合训练、奥林匹克举重及其衍生动作(更多例子见表2)。通过定义支持功率的力学参数,可以最好地理解这些处方。从力学上讲,功率是每单位时间内所做的功,或力乘以速度。力和速度之间的反比关系可以用力-速度(FV)曲线(图1)来说明,该曲线表明在高负荷下会产生最大的力量,而在低负荷下会产生最大的速度。因此,体能训练的目标是提高在全部负荷下的力量能力,从而提高速度。例如,新出现的证据表明,个人内部存在不同的力速差异,从而表明提高最大力量可能对某些运动员最有利,而其他人则可能从提高高速度的力中获益最大。Jimenez-Reyes等人最近已经证明了这一点,他们根据跳跃过程中的力-速度曲线来制定训练计划。根据每个人的实际和最佳力-速度曲线之间的差异(力-速度不平衡)进行的个性化训练,比所有受试者共同的传统阻力训练更有效地提高了跳跃性能(速度-缺陷、力-缺陷和良好平衡分别增加了12.7±5.7%ES=0.93±0.09,14.2±7.3%ES=1.00±0.17,和7.2±4.5%ES=0.70±0.36,分别)。此外,尽管只是一个案例报告,Mendiguchia等人发现,在两名职业运动员腘绳肌受伤恢复运动之前和之后,在低速下产生水平力的能力(FH0)都发生了改变;因此,改变了F-V关系的斜率。这些数据共同表明,运动员需要一个全面的方法,使他们准备好承受高和低的负荷以及高和低的速度,不仅从性能的角度来看,而且要增强对不同压力刺激的复原力,增加肌肉骨骼的坚固性。

图1FVC力速曲线

反应力量

反应力量的重要性

离心动作是指在整个肌肉动作过程中,肌肉肌腱单元主动拉长的动作。由于离心训练与向心、等长和传统的等张(离心/向心)训练相比,具有潜在的更有利的适应性,因此受到了极大的

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