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单侧训练对下肢爆发力的影响及其神经机制

 运动机能形态学 2023-06-06 发布于北京

单侧训练(unilateral training,UNI是指采用单边肢体动作模式进行的练习,训练时存在交叉迁(cross-education)现象,即肢体进行一侧肌力训练后,能够引起另一侧同源肌肉力量的增长。

大多数运动项目,都需要优势侧肢体来主导运动,例如:排球单脚起跳,通过优势腿主导起跳动作,来获得较高的起跳高度。有研究表明,下肢双侧的训练可以较好发展下肢的最大力量,在此最大强度进行单侧训练,会更贴合专项运动项目的实际需求。

1. 单侧训练对下肢肌肉激活的影响
比较Single-leg-squat(单腿深蹲)2-leg-squat(双腿深蹲)状态下下肢肌肉的肌电图差异,外在负荷为受试者85% 3RM的重量。

图1. 单腿深蹲

进而比较女子双腿深蹲和单腿深蹲的下肢肌肉肌电图的差异。

图2. 双腿深蹲

实验数据显示:① 在单侧肢体下蹲时,需要臀中肌和腘绳肌有更多的激活;② 整体上来说,UNI对原动肌的刺激较小,对稳定肌和协同肌的刺激更大


图3. 单腿深蹲→双腿深蹲,臀中肌、股四头肌和腘绳肌的肌电变化
mean scores :受试者进行三次动作时肌电变化的平均得分


图4. 臀中肌、股四头肌和腘绳肌平均肌电和平均峰值肌电幅值
modified single-leg squat修正单腿深蹲, 2-leg squat双腿深蹲,z-scores为标准分数(将原始数值标准化,便于比较)
2. 单侧训练对下肢肌肉爆发力的影响
单侧训练(UNI)对身体的稳定性要求更高,因为其需要更高效的神经肌肉控制。因此,UNI对单侧肢体的爆发力,有较大的促进作用
但从另一个方面来说,UNI会分散身体力量,来稳定身体姿态,从而也限制了肌肉绝对力量的提升
3. 单侧训练的神经机制
人体在长期训练后,主要产生两种机能适应:神经适应和肌肉适应;单侧训练以神经适应为主,其力量训练存在大脑两半球间的兴奋与抑制传递。
① 兴奋模型
支撑兴奋模型的一个有力依据是:运动后力量的交叉迁移现象
有研究表明,单侧训练能激活大脑皮质双侧的初级运动皮质(M1),训练侧皮质兴奋,会通过胼胝体扩散到未训侧,大强度的单侧训练,会反复地加强两侧M1的兴奋性,降低该段时间间隔内皮质内抑制(SICI)与半球间抑制(IHI)。

图5. 胼胝体

② 抑制模型
支撑抑制模型的有力依据则是:举重运动员出现双侧增益现象(bilateral facilitation)
大脑两半球间存在抑制关系,训练侧的初级运动皮质(M1),通过胼胝体途径,抑制未训练侧M1,这种现象称为防止镜像运动(mirror movements)
研究推测,长期单侧训练会加强半球间的抑制,让每个半球之间的独立性更强,双侧训练BIL则会使大脑两半球接受相同的信号、同时被激活,长期双侧训练,可能会减弱大脑半球间的抑制,甚至产生半球间的易化作用。

图6. 双侧刺激输入

进一步的研究提示,胼胝体对半球间兴奋与抑制的传递并非是对立关系,而是一个积极主动的关系。在肢体负荷较小时,半球间的抑制较为明显,在负荷较大时,半球间的抑制减弱,在单侧训练时,肌肉所承受的阻力越大,越容易可能导致镜像运动的发生。

建议:

① 在进行单侧肢体训练时,宜采用中等强度的外部负荷。
② 若想发展运动员的最大力量,需进行双侧肢体的训练
③ 目前对于许多运动项目的训练来说,是以双侧训练为主,单侧训练为辅,来达到更好的训练效果。

例如对篮、排球运动员训练中,会采用负重的分腿深蹲后,支撑腿快速向上起跳,来进行单侧肢体的训练,提高运动员单侧肢体的爆发力、肢体的核心稳定性,从而达到更好的训练效果。

参考文献:
[1] Perez MA, et al. Mechanisms underlying functional changes in the primary motor cortex ipsilateral to an active hand. J Neurosci. 2008 May 28;28(22):5631-40.
[2] Appleby BB, et al. Specificity and Transfer of Lower-Body Stren gth: Influence of Bilateral or Unilateral Lower-Body Resis tance Training. J Strength Cond Res. 2019 Feb;33(2):318-326. 
[3] 林奕贯, et al.单侧训练对下肢爆发力的影响及其神经机制研究进展[J].中国运动医学杂志,2022,41(05):383-397.

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