交变负荷对机体影响的机制探讨

1、交变负荷对机体影响的机制探讨交变负荷对机体影响的机制探讨 作者单位：赣南师范学院体育学院作者单位：赣南师范学院体育学院 报报 告告 人：王兴泽人：王兴泽报告的部分：交变负荷简介 试验过程 结果分析 机制探讨 结论 致谢 交变负荷简介传统力量训练中，多采用以定负荷递增作为训练手段对运动员机体施加刺激，即使电刺激力量训练也是使用特定频率、波形和强度的脉冲电流，代替人脑发生的神经冲动，诱使训练有素的肌肉按人为要求设计的肌紧张进行有规律的收缩，同时达到增加力量之目的。本实验采用交变负荷力量训练系统（定负荷杠铃、振动台、调频器、电脑操作功能系统等）能够在正常训练的心理状态下冲击个人极限强度，达到突破个人

2、最大力量的目的。交变负荷力量训练系统的组成主要包括：定负荷杠铃、振动台、调频器、电脑操控设施等。其特点可根据运动适应的需要采用电脑控制交变频率、加速度和变化幅度的大小，以更好的提高力量训练效果、机体协调性等，其是由上海体育学院博士后危小焰老师研制开发的一套力量训练系统。 “交变负荷交变负荷”界定界定交变负荷是指有机体在训练中承受一定范围内的负荷，即在对抗固定质量杠铃的前提下，机体被迫接受脚底垂直方向上振动刺激传递而承受限定负荷范围内的交变刺激，使其对机体达到施加固定负荷范围内的变化负荷刺激。本试验中的交变负荷是指：有机体所承受的在一定范围内变化的负荷状态称为交变负荷。同时交变负荷是随时间作周期

3、性变化的，承受交变负荷的机体任一处的负荷是在最大固定负荷值和最小固定负荷值之间周期性变化（理论范围：0200%；实验对象的实践重量感范围：F（定负荷）20%） 。试验过程实验对象实验对象为上海体育学院附属竞技体校女子举重运动员，样本含量20。见下表 训练方案 对照组训练方案：每周训练三次，每次12组，动作与举重台上的后深蹲一样，共训练8周。实验组训练方案：完全等同于对照组训练方案，在后深蹲力量训练中运用交变负荷力量训练系统，使全身一直受到特定频率的垂直交变负荷刺激。交变负荷的交变频率范围为 1030Hz，加速度为1520 m/s。 实验过程实验过程对照组实验对象作好准备活动后，按正常方式进行后

4、深蹲训练。实验组实验组与对照组的训练方案及要求一致。在训练过程中，实验对象在交变负荷力量训系统中受到垂直方向上的交变负荷刺激。主要实验仪器：主要实验仪器：交变负荷力量训练系统交变负荷力量训练系统BIODEX等速测力系统Kistler三维测力系统 JVC9800数码摄象机加速度测试器 评定指标的测定评定指标的测定动力学测试：A：举重台后深蹲最大负荷B：Kistler三维测力台上膝关节呈120度，静力性最大力量C：等速肌力矩测试,膝关节向心60度/秒X5、离心60度/秒X5测试，以及髋关节向心180度/秒X25的测试。形态学测试：A：体脂 ；B：体重和围度 结果与分析结果与分析一、交变负荷对伸膝、

5、伸髋力量的影响交变负荷对伸膝、伸髋力量的影响在下肢的肌肉力量训练中，伸膝、伸髋是主要的大肌群活动方式，通过伸膝、伸髋力量的大小，基本反应出交变负荷对下肢力量大小的影响。 两种力量训练方法在举重台上对实验对象后深蹲力量的影响实验后实验组在举重台上后深蹲的力量增长明显高于对照组，实验前后比较具有显著性差异（P0.005）。而对照组增大不明显，组间比较具有显著性差异（P0.005）。 实验前后后深蹲增长对照图0510152048 53 58 69 75后深蹲力量百分比%对照组实验组两种力量训练法对膝关节120度时静力性最大力量的影响实验后实验组膝关节120度时，下肢的最大静力性力量明显增大，前后比较

6、具有极显著性差异（P0.005）；对照组实验后肌力也增大，前后比较具有统计学意义（P0.05），但明显小于实验组。组间比较具有显著性差异（P0.005）。 实验前后膝关节1 2 0 度静力性最 大 力 量增长对照图010203048 53 58 69 75增长百分比（% ）对照组实验组实验前后两种力量训练法对下肢等速收缩相对峰值肌力矩的影响(髋关节肌群等速向心180度/秒)（N-M/KG）实验后对照组和实验组屈伸肌群相对峰值力矩都比实验前明显增大，但实验组力量增大明显高于对照组而且实验屈肌增大的幅度要高于实验伸肌的增长幅度。组内具有显著性差异（P0.005）。对照组也存在屈肌肌群增长大于伸肌肌

7、群的现象。组间比较具有显著性差异（P0.005） 髋关节6 0 度/秒 / 等速 向心收 缩每公斤体重力量增长图05101520253035对照屈增 对照 伸 增 实验屈增 实 验伸增每公斤体重力量增长百分比%*实验前后膝关节肌群等速向心60度/秒收缩相对峰值肌力矩的变化（每公斤体重）（N-M/KG） 实验后，实验组屈伸肌肌群相对峰值力矩都比实验前明显增大，而且增大的幅度基本保持一致，组内比较具有显著性差异（P0.005）；对照组屈伸肌肌群相对峰值力矩也有所增长，组间具有显著性差异（P0.005） 。 膝关节6 0 度/秒 向心收 缩每公斤体重力量增长图01020304050对照屈增 对照伸

8、增 实验屈增 实 验 伸增每公斤体重力量增长百分比%*实验前后膝关节肌群等速离心60度/秒收缩相对峰值肌力矩的变化（每公斤体重）（N-M/KG） 实验后实验组屈伸肌肌群离心相对峰值力矩的提高幅度高于对照组，组间比较具有显著性差异（P0.005）。对照组实验后增长不明显， 组内具有统计学意义（P0.05） 。此时离心肌肌群的增长幅度高于以上向心屈伸肌群的相对峰值力矩。实验前后膝关节6 0 度/ 秒离心收 缩 相对峰 值力矩屈伸增长对照图01020304050对照屈增 对照伸 增 实验屈增 实 验 伸增增长百分比（% ）*二、交变负荷对机体形态（体重、围度、二、交变负荷对机体形态（体重、围度、体脂

9、）的影响体脂）的影响 任何力量训练法中，在力量增长的同任何力量训练法中，在力量增长的同时对身体形态的变化均存在相当的关注度，时对身体形态的变化均存在相当的关注度，本实验在力量增长的过程中，仍然十分关本实验在力量增长的过程中，仍然十分关注身体形态的变化，下面为本实验过程中注身体形态的变化，下面为本实验过程中实验对象体重、围度、体脂变化趋势。实验对象体重、围度、体脂变化趋势。 实验对象体重变化趋势实验对象体重变化趋势48公 斤 级 体 重 变 化 趋 势48.648.84949.249.449.649.813579 体重（KG）对照组实验组53公斤级体重变化趋势53.453.653.85454.2

10、54.454.61 2 3 4 5 6 7 8 910体重（KG）对照组实验组58公斤级体重变化趋势5858.55959.56060.56113579体重（KG）对照组实验组69公斤级体重变化趋势6969.57070.57171.513579体重（KG）对照组实验组75公斤级体重变化趋势74757677787913579体重（KG）对照组实验组实验对象围度（臀围、大腿、小腿实验对象围度（臀围、大腿、小腿 ）变化变化实验前后臀围变化趋势00.511.522.548 53 58 69 75臀围增长值（cm）对照组实验组实验前后大腿围度变化趋势00.20.40.648 53 58 69 75增长值（

11、cm）对照组实验组实验前后小腿围度变化趋势00.10.20.348 53 58 69 75增长值（cm）对照组实验组体脂可以间接反应肌肉变化情况，如下为体脂变化 实验对象实验前后体脂增长变化趋势0123448 53 58 69 75体脂变化值对照组实验组 交变负荷对机体影响的机制探讨 以上能够说明交变负荷训练比传统训练力量增长明显，同时使机体进一步优化。本研究由于条件限制只能在国内外文献资料的基础上进行探讨和阐释一定的原理（主要从以下三个方面）。一、机体承受交变负荷刺激的分析；一、机体承受交变负荷刺激的分析；二、交变负荷对肌肉训练效果影响的可能二、交变负荷对肌肉训练效果影响的可能 因素（神经系

12、统改善）分析；因素（神经系统改善）分析；三、交变负荷对身体形态影响的机制探讨。三、交变负荷对身体形态影响的机制探讨。一、机体承受交变负荷刺激的分析一、机体承受交变负荷刺激的分析交变负荷对机体的刺激主要为三个方面：定负荷交变负荷对机体的刺激主要为三个方面：定负荷杠铃刺激、振动刺激在机体的递减传递和自身体杠铃刺激、振动刺激在机体的递减传递和自身体重的控制。重的控制。定负荷杠铃刺激的负荷范围为定负荷杠铃刺激的负荷范围为70%100%。振动刺激的频率为振动刺激的频率为1030Hz，加速度，加速度2g，振幅，振幅68mm。振动对人体的影响主要是机械性效。振动对人体的影响主要是机械性效应应。二、交变负荷对

13、肌肉训练效果影响的可能二、交变负荷对肌肉训练效果影响的可能因素（神经系统改善）分析因素（神经系统改善）分析1、中枢神经功能加强，导致更多的肌纤维参与运动中枢神经功能加强，导致更多的肌纤维参与运动 ；2、中枢神经系统协调性的改善中枢神经系统协调性的改善 ；3、交变负荷引起生物有机体突破力量极限的点、线、交变负荷引起生物有机体突破力量极限的点、线、面适应的应激及超量恢复原理解释；面适应的应激及超量恢复原理解释；4、机体承受交变负荷过程中，可减少或避免运动损伤、机体承受交变负荷过程中，可减少或避免运动损伤的发生；的发生；5、交变负荷的应用条件，对运动员的中枢神经系统、交变负荷的应用条件，对运动员的中

14、枢神经系统、营养的补充、恢复措施和医务监督等均有很高的要求。营养的补充、恢复措施和医务监督等均有很高的要求。 1 1、交变负荷中的振动传递使中枢神经交变负荷中的振动传递使中枢神经 功能加强，导致更多的肌纤维参与运动功能加强，导致更多的肌纤维参与运动 。在交变负荷训练中练习的实验对象，由于交变负荷的变在交变负荷训练中练习的实验对象，由于交变负荷的变化即机体的振动传递导致神经系统功能加强，肌肉在主化即机体的振动传递导致神经系统功能加强，肌肉在主动收缩的前提下，其能使潜在的运动单位进一步激活，动收缩的前提下，其能使潜在的运动单位进一步激活，振动在机体的传递活化了更多的运动单位参与运动，使振动在机体的

15、传递活化了更多的运动单位参与运动，使其达到了最佳的运动效果，即其达到了最佳的运动效果，即运动神经元激发其他运运动神经元激发其他运动神经元募集周边的肌纤维参加收缩，使肌腹、肌腱都动神经元募集周边的肌纤维参加收缩，使肌腹、肌腱都尽力参与同步收缩。尽力参与同步收缩。下面是下面是Carmelo（2000）通过肌电图说明振动传递状态通过肌电图说明振动传递状态下肌纤维的收缩。因此，在肌肉主动收缩过程中附加振下肌纤维的收缩。因此，在肌肉主动收缩过程中附加振动刺激可动员更多的运动单位参加活动，增加肌肉力量。动刺激可动员更多的运动单位参加活动，增加肌肉力量。 股内侧肌（R）股内侧肌（L）股外侧肌（L）股外侧肌（

16、R）股内侧肌（R）股内侧肌（L）股外侧肌（L）股外侧肌（R）2 2、改善中枢神经的协调性。、改善中枢神经的协调性。在力量训练中，不能仅单纯的练习肌肉力量，应从提高在力量训练中，不能仅单纯的练习肌肉力量，应从提高神经系统兴奋性、灵活性、协调性等几个方面共同发展神经系统兴奋性、灵活性、协调性等几个方面共同发展来提高肌肉的总力量。来提高肌肉的总力量。Christophe 的研究得出，的研究得出，12周的周的振动刺激导致中枢神经系统的适应性调整，振动使身体振动刺激导致中枢神经系统的适应性调整，振动使身体感官机能进一步加强，在交变负荷训练中，负荷强度在感官机能进一步加强，在交变负荷训练中，负荷强度在时刻

17、发生变化，神经系统也要随时进行自身的调节来适时刻发生变化，神经系统也要随时进行自身的调节来适应交变负荷的需要，长时间承受类似的交变刺激，增加应交变负荷的需要，长时间承受类似的交变刺激，增加了主动肌和协同肌的协调性和同步性，提高了实验对象了主动肌和协同肌的协调性和同步性，提高了实验对象中枢神经系统调节的反应能力、中枢神经系统调节的反应能力、 协调性和灵活性，增加了肌肉力协调性和灵活性，增加了肌肉力量。量。3、交变负荷引起机体突破力量极限的点、交变负荷引起机体突破力量极限的点、线、面适应及超量恢复原理阐释：线、面适应及超量恢复原理阐释：机体承受的负荷在一定的范围内时刻发生变化，使得有机体承受的负荷

18、在一定的范围内时刻发生变化，使得有机体在开始对抗超极限负荷时以点适应的形式出现，同机体在开始对抗超极限负荷时以点适应的形式出现，同时机体产生一个点适应的超量恢复的过程；通过交变负时机体产生一个点适应的超量恢复的过程；通过交变负荷刺激使得机体点适应的量进一步积累，若有机体继续荷刺激使得机体点适应的量进一步积累，若有机体继续对抗超极限负荷时，其以线适应的形式出现，同时机体对抗超极限负荷时，其以线适应的形式出现，同时机体同样产生一个线适应的超量恢复的过程；继续使有机体同样产生一个线适应的超量恢复的过程；继续使有机体对抗交变负荷范围内的超极限负荷，此时是以面适应形对抗交变负荷范围内的超极限负荷，此时是

19、以面适应形式出现，同时机体同样产生一个面适应的超量恢复的过式出现，同时机体同样产生一个面适应的超量恢复的过程，通过点、线、面的累计突破人体力量极限。程，通过点、线、面的累计突破人体力量极限。 4、机体承受交变负荷过程中，可减少或避免运、机体承受交变负荷过程中，可减少或避免运动损伤的发生动损伤的发生A：交变负荷刺激导致机体在抗超极限负荷时，不是以交变负荷刺激导致机体在抗超极限负荷时，不是以面的形式直接刺激人体，而是以点适应、线适应、面适面的形式直接刺激人体，而是以点适应、线适应、面适应的方式刺激有机体；应的方式刺激有机体；B：交变负荷刺激是一种在动态强度中冲击人体生理极：交变负荷刺激是一种在动态

20、强度中冲击人体生理极限，使身体内部先进行由于超极限刺激使得肌肉粘连的限，使身体内部先进行由于超极限刺激使得肌肉粘连的解离，而后通过中枢神经系统及体液的调节重新建造机解离，而后通过中枢神经系统及体液的调节重新建造机体的优化组合（机体的自组织过程），促进机体整体适体的优化组合（机体的自组织过程），促进机体整体适应超强度训练；应超强度训练；C：随着机体适应超强度阈值的提高，抗超强度的忍受：随着机体适应超强度阈值的提高，抗超强度的忍受力进一步加强，达到机体对抗超极限刺激适应能力的提力进一步加强，达到机体对抗超极限刺激适应能力的提高，此过程中积极而合理训练一般不会发生急性损伤。高，此过程中积极而合理训练

21、一般不会发生急性损伤。交变负荷对有机体的刺激，人体不易发生急性损伤，因为人体具有弹性组织，它对于脚下振动刺激的传递可把人体视为一个弹性体，而是一个多质点的弹簧系统人体这种多质点的弹簧系统可缓解由于交变负荷引起的超极限刺激，是机体不易发生急性损伤的一个原因。交变负荷这种固定范围内的动态强度特点，加上振动刺激优化机体的现象会塑造实验对象在安全训练下突破人体生理极限，而不会发生运动损伤。 5、交变负荷的应用条件，对运动员的中枢、交变负荷的应用条件，对运动员的中枢神经系统、营养的补充、恢复措施和医务神经系统、营养的补充、恢复措施和医务监督等均有很高的要求监督等均有很高的要求A：机体在对抗超级线强度的过

22、程中，激素系统起巨大作用，但长时期提高激素系统的活动（超过78周）能导致其衰竭，甚至引起某些疾病。B：长期使机体处于抗超极限强度刺激中，可能会引起过度训练症状，如神经症状、内分泌症状和内脏症状等（即安静时交感神经兴奋性增加、心率减慢、体力下降等）。故，通过交变负荷突破人体力量极限，不宜长期使用，应结合其他训练方法，并注重训练节奏与训练周期的安排，这样训练才会更科学。三、交变负荷对身体形态影响的机制探三、交变负荷对身体形态影响的机制探讨讨 结果与分析中可以看出，实验组实验结果与分析中可以看出，实验组实验对象的机体进一步优化（体重上升缓慢、对象的机体进一步优化（体重上升缓慢、围度及体脂增长稍微偏低）至于原因，本围度及体脂增长稍微偏低）至于原因，本实验中未做进一步的实验验证，只能就文实验中未做进一步的实验验证，只能就文献资料和前人的实验进行探讨（生理、机献资料和前人的实验进行探讨（生理、机械物理两个方面）。械物理两个方面）。生理学上：生理学上：低频振动的后效应（即余振）低频振动的后效应（即余振）可能导致胃肠道蠕动加快、消化液分泌增可能导