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【體能前沿】頸後深蹲向心速度的相關因素分析

摘要:杠鈴運動過程中測量杆子的速度可以很好的衡量抗阻訓練負荷,也可以預測1RM值。然而,目前尚不清楚人體測量因素(如,肢體長度)或訓練經驗是否影響杠鈴桿速度。本研究的主要目的是探究大學生運動員1RM頸後深蹲杆子的速度與股骨長度、訓練經驗、力量和36.6m衝刺時間的關係。13名大學橄欖球運動員(22±1歲)和8名大學壘球運動員(20±1歲)進行36.6m衝刺測試,隨後進行1RM頸後深蹲訓練,同時測量平均向心速度和峰值向心速度。身高(m)、體重(kg)、深蹲訓練經驗(年)、深蹲頻率(天/周)和股骨長度(m)也需要測量。用皮爾遜積差相關關係確定變數之間的關係。平均向心速度與訓練年限(r=0.150,p=0.515),深蹲頻率(r=0.254,p=0.266),股骨長度(r=0.002,p=0.992),相對力量(r=20.090,p=0.699)無相關性。峰值向心速度與36.6m衝刺時間(r = 20.612,p = 0.003), 深蹲相對平均值功率 (r = 0.489, p = 0.029)和相對峰值功率(r = 0.901,p<0.001)有相關性。這些結果表明,大學生運動員可以通過速度調整深蹲訓練,不一定需要根據肢體長度或訓練年限調整速度範圍。此外,1RM頸後深蹲峰值速度可以用於運動員相對功率輸出和速度指標。教練可以考慮在力量測試中測量速度作為速度和功率的替代測量。

引言

抗阻訓練負荷通常根據1RM百分比來確定。雖然以百分比的訓練是客觀的,但固定的百分比訓練沒有考慮到每天的疲勞程度和能量水準,而且1RM的變化可能在某些情況下測得更快的速度。一種可替代百分比的訓練是基於速度的訓練(VBT),如平均向心速度(ACV),根據杠鈴速度設定負荷。有研究表明,當身體上的其它壓力干擾訓練表現時,基於速度的訓練可能識別不當的訓練負荷。因此,它可以用於日常訓練準備的評估。在急性運動表現中,平均向心速度隨疲勞的變化而變化;然而,基於速度訓練的應用作為一種可靠的方法監控訓練負荷時也存在質疑。日常1RM值可以根據次最大負荷的平均向心速度中預測,這種方法可能會高估實際的1RM值。線性位置感測器技術更容易獲得杠鈴桿速度的值,除平均向心速度外,這些設備通常可以計算峰值向心速度(PCV)。峰值向心速度與高速運動相關,如36.6m衝刺,因為它排出了重複的「粘滯區」(在此期間速度將是最低的);峰值向心速度可能與運動員在較高速度下施加最大力量的能力有關。目前,還沒有關於峰值向心速度與衝刺速度的相關性研究。

儘管基於速度訓練對於教練員和受訓人員來說是一種很有吸引力的方法,目前使用基於速度訓練最優化適應的建議可以廣泛運用。例如,有人建議在進行絕對力量訓練時,舉起的平均向心速度取決於關節活動範圍,應該在0.15-0.30m/s。最近已經研究了頸後深蹲、臥推和硬拉的平均向心速度。雖然負荷與平均向心速度間呈明顯的負相關性,但在給定的負荷下主體間的差異(可變)很大。提出主體間差異(可變)性的幾種潛在來源包括人體測量因素(如,肢體長度)、舉起中向心和離心部分伸長-縮短周期的使用、訓練經歷或訓練年限、相對負荷等,因為較高相對負荷可能會增加主體間的差異(可變)性。隨著訓練年限的增加,訓練者變得更加強壯,1RM的平均向心速度可以降低。有一觀點很支持,在1RM頸後深蹲中,新手深蹲者相對於有經驗深蹲者有更高的平均向心速度。此外,在深蹲練習中由於整個重複過程運動範圍的增加,所以較長的股骨長度與較大的平均向心速度有關。先前很多速度數據的收集集中在進行抗阻訓練的群體中,但沒有針對專項運動員。因此,不僅需要數據進一步闡明哪些因素可能影響個體基於速度訓練的平均向心速度,還需要在團體運動員中進行探究。其次,它可能有助於教練識別抗阻訓練速度測量與其它訓練輸出,如衝刺速度的關係。

因此,本研究的主要目的是探究大學生運動員1RM頸後深蹲訓練年限、股骨長度與平均向心速度的關係。我們假設平均向心速度與訓練年限成反比關係,那麼高訓練年限在1RM 中產生較低的平均向心速度。我們也假設股骨長度與平均向心速度存在正相關性,那麼較長的股骨長度會產生較高的平均向心速度。第二個主要目的是探究1RM頸後深蹲時杆子的速度與力量速度測量之間的關係,以確定峰值向心速度是否可以在分層運動員中為教練員提供一些有用的資訊。我們假設1RM頸後深蹲的峰值向心速度與深蹲力量呈正相關,與36.6m衝刺時間呈負相關(大學生運動員常見的速度評估)。

實驗方法

實驗對象

來自美國大學校際體育協會(NAIA)附屬大學的13名橄欖球運動員和8名壘球運動員自願參與了這項研究。所有受試者均18歲以上。13名橄欖球運動員中,8名是邊鋒linemen(進攻或防守),5名是技術位置球員(如跑後running back,四分衛,廣角接球員,邊鋒,後衛或防守後衛)。8名壘球運動員中,5名是外野手(左,中,右),3名是內野手(一壘,二壘,三壘,投手或捕手)。所有受試者都熟悉36.6m衝刺測試和頸後深蹲,這是他們團隊活動的一部分。而且所有受試者在得知程式的風險和好處後,都提供了書面知情同意書。該方案由Belleville Lindenwood大學批準(批準號:00012)。

實驗步驟

人體測量學。記錄受試者站立身高,使用標準場地測量儀精確到0.001m(Tanita HR-200; Arlington Heights, IL, USA)。記錄體重,使用電子天平秤精確到0.1kg (Tanita BWB-800S Doctors Scale)。受試者坐姿,屈膝屈髖約90度,股骨長度用捲尺測量大轉子到股骨外側髁的距離,記錄精確到0.001m。取左右股骨長度的平均值用來表示股骨長度。股骨長度測量的類內相關係數為0.957(雙向,混合效應)。

訓練史。受試者要求口述他們有多少年的頸後深蹲訓練經歷,精確到0.5年(訓練年齡),以及他們目前的訓練頻率(在過去的一個月),進行頸後深蹲的頻率精確到每周0.5天(深蹲頻率)。

36.6m衝刺。受試者在36.6米衝刺測試前自選完成5分鐘的動態熱身,包括跑步和拉伸。衝刺測試在室外橄欖球場進行。受試者以3或4點的站姿開始,以第一個動作開始計時。所有受試者都熟悉36.6m衝刺測試,因此這個測試的熟悉部分沒有包含在裡面。兩個獨立的測試人員使用秒錶對每個測試進行計時,兩次的測試時間求平均值並精確到0.01秒。在兩次測試之間至少有2分鐘的休息時間,兩組測試中使用較低的時間進行分析。

一次重複最大值。要求受試者估算出頸後深蹲的1RM值,以確定所有熱身組的負荷。所有受試者首先用20kg的空桿完成5-10次深蹲,以確保在移動過程中達到適當的深度。在本研究中,正確的頸後深蹲深度指的是從側面觀察時臀部的摺痕在髕骨頂部水準線或以下的位置。深蹲的深度由認證的體能訓練專家判斷。在深蹲下降或上升過程中,負重杠鈴桿向前踏出一步被認為是不成功的。但允許腳跟抬高(不移動整個腳)。Zourdos等人也使用類似的方案,熱身組以25%1RM負荷重複8次,以50%1RM重複4次,以65%1RM重複3次,以75%和85%1RM重複1次。然後在5次嘗試中確定1RM深蹲,並記錄全範圍動作中舉起的最大負荷。受試者被指示以最大預期的加速度外城每次重複的向心動作部分,在測試中口頭鼓勵以確保每次重複儘可能的最大平均向心速度和峰值向心速度。相對1RM深蹲以1RM深蹲除以體重獲得。

杆子速度。Tendo功率與速度分析器—PSA 310 Unit (TENDO FitroDyne) 放置在深蹲架旁邊,將尼龍搭扣帶固定在桿上,觸及桿套的內側,當深蹲者在起始位置時,感測器單元電纜在矢狀面和冠狀面均垂直(即站立時膝關節和髖關節充分伸展)。該設備已被證明是評估杠鈴練習速度和功率的可靠和有效的工具。先前的建議是記錄40%1RM以上重複深蹲的平均向心速度和峰值向心速度(m/s);在熱身組中進行多次重複時,記錄重複中最大的平均向心速度並用以分析。這種做法是根據之前研究完成的,以確定每次負荷的最大平均向心速度不受疲勞影響。峰值功率和平均功率(瓦特)的計算方法是,舉起的負荷加88%的身體品質(身體品質不包括小腿和腳的估計品質)乘以重力加速度(9.81m/s2),再分別乘以峰值速度或平均速度。這是下肢動態動作功率的推薦計算方法。相對峰值和平均功率(W/kg)分別通過峰值和平均功率除以身體品質的方法進行計算。

統計分析

所有數據均採用Shapiro-Wilk檢驗進行正態性檢驗。除深蹲頻率外,所有受試者的特徵數據均呈正態分布。對正態分布數據進行獨立樣本t檢驗,非正態分布數據進行獨立樣本Mann-Whitney U檢驗,進而比較運動員(橄欖球運動員和壘球運動員)的特徵。利用皮爾遜積差相關關係分析選擇變數之間的相關性。alpha水準<0.05具有統計學意義。所有數據以平均±SD表示,並使用IBM SPSS(版本23)進行分析。

結論

21名受試者中,11名每周進行1次深蹲,除深蹲頻率外,所有數據都呈正態分布。圖1顯示了完成1RM 測試的受試者在所有熱身組中以不低於40%1RM深蹲的平均向心速度值與舉起負荷之間的關係。結果表明,平均向心速度與相對負荷呈負相關性;平均向心速度75%的差異可以通過負荷解釋(圖1)。從統計學上看,橄欖球運動員比壘球運動員年齡更大、個子更高、體重更重,蹲起的1RM值更大(p <=0.05);壘球和橄欖球運動員的速度測量、功率測量和36.6米衝刺時間沒有統計學差異(p>0.05;表1)。表2顯示了選擇變數的皮爾遜積差相關係數。股骨長度、訓練年齡和深蹲與ACV均無顯著相關(p>0.05)。而36.6.m衝刺時與PCV(r = -0.61;p = 0.003),相對1RM深蹲(r=-0.720;p<0.001),相對深蹲平均功率(r=-0.560;p<0.001)和相對峰值功率(r=-0.779;p<0.001)(表2)呈負相關性。

討論

本研究的主要發現是1RM頸後深蹲的ACV與深蹲訓練年齡或股骨長度無關。事實上,經常進行頸後深蹲訓練的運動員的1RM深蹲的ACV變化了近2倍(0.22–0.43 m/s)。但在男性和女性運動員之間沒有區別。第二個發現是36.6米的衝刺時間和PCV之間,以及相對頸後深蹲力量與功率間,發現了有中度到強烈的相關關係。

所有受試者的平均ACV值為0.30±0.05m/s,壘球和橄欖球運動員之間的ACV值沒有差異。在史密斯架進行深蹲測量的1RM深蹲ACV與目前的研究非常相似(0.32±0.03和0.31±0.02 m/s )。這些研究發現,在使用史密斯架時深蹲負荷(%1RM)與深蹲速度的相關性更強,這表明自由重量深蹲器械的可變性有助於ACV的改變。其它研究在自由力量深蹲中測試了杆子的速度,結果也顯示了更大的可變性。例如,自由力量1RM深蹲的ACV在競技性力量舉重運動員中低至0.23±0.05m/s,在有訓練經驗的舉重運動員中為0.24±0.04m/s,在身體活躍的受試者中為0.27±0.02m/s,在新手深蹲者中為0.34±0.07m/s。研究發現了自由力量頸後深蹲ACV的可變性,這表明肌肉的形態學、高的相對負荷和伸展-收縮周期的使用都可能與受試者負荷-速度關係的變化有關。在本研究中也觀察到受試者間速度的可變性,我們也支持使用基於速度訓練的個體速度範圍的建議。然而,與假設相反的是,大學運動員組中有不同的深蹲訓練經歷(1-10年),訓練年齡與ACV無關。雖然運動員的樣本有一系列的訓練年齡,但平均訓練年齡相對較高(6.5±2.5年),訓練年齡與ACV間可能存在非線性關係,ACV在幾周或幾個月的訓練中迅速適應(減少),然後在此後逐漸適應。第二種解釋是目前ACV與訓練年齡之間缺乏聯繫的原因是先前的研究的所有受試者都是「有經驗的」或「新手」,而21個受試者中19名至少有4年訓練經驗;因此,儘管總體範圍廣泛,但樣本在訓練年齡上基本一致。未來的研究包括更多低訓練年齡的運動員將會進一步闡述這種關係。

股骨長度與ACV之間缺乏聯繫也無法支持我們最初的假設。從理論上講,四肢較長、較高的舉重運動員在運動過程中由於運動範圍較大而獲得較高的速度。然而,ACV與股骨長度(r = 0.002)的關係可以忽略不計。其它因素可能在ACV中發揮更大的作用,模糊了股骨長度與ACV的關係。

總的來說,這些結果與之前的文獻相結合表明深蹲的速度範圍在個體(如非運動員和運動員間)和單組間的變化可能是唯一的。雖然相對負荷(%1RM)解釋了ACV中大多數的差異(75%)(圖 1),相對力量水準(1RM/身體品質)與ACV無關(r=-0.090)。與我們的發現相似,其它研究也得出相對力量對ACV沒有影響的結論。在我們的研究中,ACV中仍然有相當多的不明變異,這可能由於肌纖維類型、羽狀角度、主動肌的力臂長度和深蹲技術潛在的差異(如,矢狀面杆子的運動)。未來的研究可能探討其它生物力學技術和生理因素如何影響ACV並最終應用於推薦的基於速度的訓練。

雖然大多數研究使用ACV作為處方訓練或預判1RM的主要速度參數,但少有研究運動時達到的峰值速度。我們觀察到運動員頸後深蹲時的PCV與他們36.6米衝刺時間以及他們的相對能量輸出之間有很強的相關性。由於許多團隊運動都需要發展(和評估)速度和力量,所以在頸後深蹲力量測試中使用PCV測量可能有助於估算運動員的這些參數,而無需進行多次測試。我們發現,1RM頸後深蹲PCV與36.6m衝刺時有較強的相關性,而ACV沒有,它可能更反映運動員的能力,以達到一個高的(峰值)速度,同時施加高的力量,這類似於在36.6m衝刺時需要產生快的速度和高的力量。先前的研究表明等速峰值扭矩值與短跑性能之間的關係在較高角速度下比較低角速度下更大。另一個可能影響PCV與36.6m衝刺時關係的因素是PCV值的範圍,與ACV值(0.22-0.43 m/s)相比,PCV值的範圍要大得多(0.44-1.06 m/s)。衝刺時間與相對深蹲力量呈負相關,這表明下肢的相對力量強度對速度能力有一定的影響。

我們的研究受限於21名運動員的樣本量。如果他們隻訓練了一年中的一部分但考慮了一年的訓練經驗,那我們可能高估 受試者的訓練年齡。我們研究的另一個限制時衝刺測試缺乏標準的熱身。類似的研究使用了更大的樣本,但也排除了女性運動員。相比之下,我們的樣本包括男性和女性運動員,他們表現出廣泛的深蹲經驗、四肢長度、深蹲力量和速度。此外,我們研究使用了自由力量深蹲,這可能會使ACV與負荷的關係更加多變,但也為教練使用VBT進行自由重量鍛煉提供了更多的實用適用性。未來的研究可能需要更多運動員組別(男性和女性)以開發運動員特定的速度範圍,以便在各種自由重量練習中使用基於速度的訓練處方。當解釋頸後深蹲ACV和PCV值時,另一個需要考慮的是PCV達到的階段。具體來說,ACV包括整個重複的向心部分,速度參數用於規定訓練負荷和估算1RM值。另一方面,PCV可能在深蹲向心部分的「粘滯區域」後某個點達到,而這個點在個體之間可能是不同的。

實際應用

這些結果表明,大學生運動員使用速度調節深蹲訓練不一定需要根據四肢長度或訓練年齡來調整速度範圍。而速度範圍仍然應該個體化。此外,在充分闡明影響ACV的各個因素前,教練和運動員可以使用運動感覺量表的評級以及速度作為個體化訓練負荷的實用方法。1RM深蹲的峰值速度可能是運動員相對功率輸出能力和速度的有用指標。教練可以考慮在力量測試中測量速度以代替速度和功率的測試。總之,在大學生橄欖球和壘球運動員中,我們觀察到1RM頸後深蹲ACV近兩倍的範圍。然而,訓練經驗和股骨長度與ACV或PCV無相關性。此外,1RM頸後深蹲的PCV可能是大學運動員速度和功率的有用指標。今後的研究應進一步闡明影響ACV的因素。

翻譯:朱昌宇 武體體能中心研究團隊出品

文章來源:Journal of Strength and Conditioning Research | September 2018


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