周勇美 张辉
關键词：激活后增强效应;跆拳道;快速力量;下肢
中图分类号：G804.8 文献标识码：A 文章编号：1009-9840（2021）05-0037-07
Effect of post activation potentiation on the fast strength of lower limbs of taekwondo athletes
ZHOU Yongmei1，ZHANG Hui2
（1.Beijing Sport University，Beijing 100084;2.Beijing Institute of Technology，Beijing 100081）
Abstract：Objective：To explore the effect of post activation potentiation （PAP） on the fast strength of lower limbs of taekwondo athletes. Methods：
12 taekwondo students of Beijing Sport University were selected， including 6 males and 6 females. Five times of 95% 1RM maximum load squat pre stimulation was used to test the explosive force of knee and hip joint， 10 s front leg cross kick， front leg downward splitting， front leg push kick and hind leg cross kick before the experiment and after 3， 6， 9 and 12 minutes after the test. Repeated measurement analysis of variance was used to analyze the changes of lower limb rapid strength in different time periods. Results：1） The relative peak torque of knee extension was significantly increased at 6 and 9 minutes （P<0.05）， and the relative peak torque of knee flexion was significantly increased at 3， 6， 9 and 12 minutes. The relative peak torque of hip extension and hip flexion increased significantly at 3， 6， 9， and 12 minutes （P<0.01）. 2） The effective times of 10 s continuous front cross kick increased significantly at 3 min （P<0.01）， the hitting force of 10 s continuous front cross kick increased significantly at 3， 9 and 12 min （P<0.05）; the effective times of cross kick after 10 s continuous increased significantly at 3， 6， 9 min （P<0.05）， and the effective times of 10 s continuous forward kick increased significantly at 6， 9 and 12 min （P<0.01） The number increased significantly at the 3rd and 9th min （P<0.01）， the hitting force of 10 s continuous forward pushing and kicking increased significantly at the 3rd， 6th and 9th min （P<0.05）; the effective times of 10 s continuous forward and downward splitting increased significantly at the 6th and 12th min （P<0.05）， and the hitting force of 10 s continuous forward and downward splitting increased significantly at the 3rd and 6th min （P<0.05）. Conclusion：Five times of 95% 1RM squat stimulation can effectively improve the fast strength of taekwondo athletes" lower limbs， the stimulation effect of explosive growth of hip joint is better than that of knee joint， the stimulation effect of flexor is better than that of extensor; the effect on the impact strength of leg method is more obvious than the times; its immediate enhancement effect appears from the third minute， and reaches the maximum value of speed and strength from the 6th to the 9th minute.
Key words：post-activation potentiation; Taekwondo; quick strength; lower limb
激活后增强效应（post-activation potentiation，PAP）是一种由最大强度抗阻练习引起的肌肉力量快速增加的短期生理现象[1-2]。Brown等在1998年的研究中正式提出了“激活后增强效应”作为提高运动员力量素质表现的训练手段，得到了大家的广泛关注[3]。随后学者们从激发运动员跳跃能力[4-6]、短跑能力[7-8]和投掷能力[9-10]等方面的增强的效果进行了系统研究，发现增强效应受诱导手段、诱导强度和间歇时间的影响较大，效应产生的生理机制可能为肌球蛋白调节轻链磷酸化作用加强，运动单位募集能力的提高，诱导后骨骼肌羽状角变小[11]。国内现有对于激活后增强效应的研究有综述类和实验类，主要是对研究进展[11-13]、影响的时间效果[14]、肌肉活性[15]、诱导条件[16-18]等开展的相关研究，结合专项力量特点进行激活后增强效应的研究相对较少，针对跆拳道运动员下肢快速力量激活后增强效应的研究少之又少。因此，本文以激活后增强效应为切入点，结合跆拳道运动员对下肢髋关节和膝关节的伸、屈快速力量，横踢、推踢、下劈技术的专项快速力量进行研究，探索PAP诱导练习后跆拳道运动员下肢快速力量和专项技术表现的影响效果，为跆拳道运动员提高快速力量以及热身活动中的应用提供理论和实践参考。
1 研究对象与方法
1.1 研究对象
研究对象为PAP效应对跆拳道运动员下肢快速力量的影响效果。为了验证PAP效应对不同性别跆拳道运动员下肢快速力量的影响效果，本实验招募了12名北京体育大学教育学院跆拳道专项大学生自愿参与本次实验，其中6名男生，6名女生。受试者近1个月内无下肢关节损伤，熟悉实验中测试的动作。受试者基本信息见表1。
1.2 测试流程
本实验采用95%1RM 重复5次的负重深蹲PAP诱导强度，测试第3、6、9、12 min后的力量变化情况[16-17]。测试流程为首先测试受试者下肢负重深蹲最大力量1 RM，然后根据测试结果计算每个受试者95%1 RM 重量，为保证测试过程中的安全性，最大力量1 RM测试以及PAP诱导均在深蹲架上进行，并带领受试者统一进行测试前热身，热身内容包括5 min静态拉伸和10 min动态拉伸。按照测试流程PAP诱导前，受试者先进行 1次等速肌力测试和电子护具测试结果作为基准值，然后进行 PAP 诱导实验。PAP 诱导结束后的每3 min进行1次等速肌力测试和电子护具测试（3、6、9、12 min） ，测试流程见图 1。
本次实验分为两个环节，两次实验安排间隔48 h[17]，每次实验的流程、负重方式、负荷强度和测试时间内容相同，只有测试方式有所区别。第一次实验主要进行PAP诱导后的等速肌力测试[18]，测试受试者下肢髋关节和膝关节的力矩变化，并记录结果。在对2位北京体育大学跆拳道专项和生物力学教授的访谈后，选取了下肢髋关节和膝关节两项测试指标，踝关节在专项技术应用和测试中的意义不明显，因此没有选入该指标。第二次实验进行PAP诱導后的电子护具测试[19]，主要测试受试者下肢腿法技术应用表现的变化情况。以往的研究中多是针对受试者基础力量的测试，少有结合跆拳道专项技术进行测试的研究[19]。因此，本实验在访谈跆拳道专家的基础上筛选了横踢、推踢和下劈腿法技术指标进行测试[17，19]，探索PAP效应对跆拳道运动员下肢快速力量以及专项技术应用表现的影响效果。
1.3 数据采集与处理
1.3.1 等速肌力测试
等速肌力测试采用Isomed2000等速力量测试仪进行采集。按照等速测试训练系统设计的身体姿势将受试者进行固定，设定运动速度为240°/s，利用该系统提供的测定程序，进行髋关节和膝关节的等速测试。仪器将自动记录关节在运动中的力矩变化，自动计算得到力矩曲线及多项反映肌肉能力的参数。正式测试前需让受试者做数次尝试，让受试者熟练掌握测试的正确用力方式。正式测试中每个关节连续测试5次，取最高值记录最终结果。测试过程中给予每位受试者充分的口头鼓励，以便保证测试的效果。
1.3.2 电子护具腿法测试
电子护具腿法测试采用正式比赛中使用的DaeDo电子护具进行采集。DaeDo电子护具在躯干、头盔以及脚套的内部都有放置芯片，它们连接着电子记分系统的无线发射器，将得分和力度值即时通过无线传输显示在计分显示器上，可以有效对运动员腿法击打的力度和速度进行测量。测试中，将电子护具护身绑在沙袋上，一人站在沙袋后固定沙袋保持不动（或者一人高举电子护头保持不动）。电脑打开电子计分软件，将电子护具通过信号发射器与电脑相连，软件进入测试模式。受试者穿戴好电子护脚进行试踢，当电子护脚有效打到护具时，电脑屏幕会显示力度值。确保器材没有问题之后，测试者发出开始的信号，同时开始计时。受试者需在听到开始信号时，以最快的速度，全力击打护具。测试者一边看着计时一边向受试者说出“加油”“漂亮”“好，保持住”“再加油”等口头语激励受试者。
1.4 数据统计
本文收集了受试者95%1 RM深蹲前后240°/s髋膝踝相对峰力矩和10S后腿横踢、前腿横踢、前推推踢、前腿下劈的力度值和有效次数作为本次实验数据进行分析。利用Excel和SPSS Statistics 22.0对实验数据进行分类整理。运用统计学相关知识，进行分类整理。通过SPSS22.0对分类整理后的数据进行配对样本T检验，从而得出本研究所需要的数据支撑。后期使用GraphPad Prism 8进行图片制作。
2 结 果
2.1 等速肌力测试结果
由表2可知，受试者膝关节的爆发力在受到95%1 RM负荷刺激后的3～12 min内整体呈现上升趋势，屈膝相对峰力矩的测试结果增幅在6.7%～11.7%之间，伸膝相对峰力矩的测试结果增幅在7.9%～12.5%之间。这说明激活后增强效应确实能有效提高跆拳道运动员膝关节的爆发力，且这种最大力量深蹲引起的增强效应能够存在12 min，在这段时间里受试者的膝关节爆发力均高于基础值力量。是因为最大力量的深蹲，刺激了受试者神经和肌肉系统，提高了神经系统的兴奋性，更多的肌纤维也被激活，处于激活或预激活的状态，当疲劳期过去以后，完成相同负荷的关节动作时，更小的兴奋刺激便能动员更多的运动单位参与到肌肉收缩中，从而达到提高运动表现的能力。而且由于深蹲的动作能够有效刺激到股外侧肌、股内侧肌、股直肌等肌肉，而股外侧肌、股内侧肌、股直肌就是控制膝关节伸展的，所以伸膝的爆发力增长效果会优于屈膝的爆发力增长。
髋关节的爆发力在受到95%1 RM负荷刺激后的3～12 min内同样整体呈现出持续上升的趋势，第3 min，受试者的屈髋与伸髋相对峰力矩就出现了大幅上升的现象，屈髋的相对峰力矩提高幅度达到了19.5%，伸髋的相对峰力矩提高幅度达到了21.2%（P<0.01）。测试后的第6 min和第9 min，受试者的髋关节爆发力与前测基准值相比，大部分测试数据仍保持上升趋势。这是因为控制髋关节屈伸的臀大肌、股二头肌和股直肌在进行完急性力量输出后，提升了肌肉的温度，降低肌肉的粘滞性，也激活了更多的肌纤维。经过短暂休息，使得在之后的测试中，减小了肌肉收缩时的阻力，使肌肉在这个时间点上可以发挥出更大的力量，促使受试者的髋关节快速力量增强。
2.2 电子护具腿法测试结果
通过表3可以看出，在受到95%1RM深蹲负荷刺激后的3～12 min内受试者10 s腿法的总力度值整体得到了大幅的提高，增长幅度在6.8%～27.6%之间。而击打的有效次数虽然也呈现出增长趋势，但是增幅不如力度总值明显，增幅在1.5%～14.7%之间。这是因为快速力量是速度和力量相结合的一种特殊的力量素质，具有力量与速度的综合特征。有效次数的增加不如力度值增加明显，说明最大力量深蹲负荷刺激所带来的激活后增强效应对力量的提升相较速度的提升更为明显。根据跆拳道腿法技术的应用特点，下肢速度的加强可以提高跆拳道专项运动员迎击、反击以及主动进攻的能力，下肢力量的增强则会提高单个技术的得分机会。受试者在深蹲之后的第3、6、9 min，横踢、推踢、下劈技术在力量和速度方面整体出现了大幅上涨的现象，可以帮助运动员在比赛中双方姿势状态不断变化的条件下，提高腿法技术应用的表现效果。
在95%1 RM负重深蹲后的第12 min，大部分的受试者10 s腿法有效次数及踢击的总力度值均出现下降趋势，接近负重前的基准值。但也有少数受试者的成绩仍呈现出上升趋势。这是由于随着时间间隔的增长，人体骨骼肌受刺激后所留下的收缩记忆逐渐消失，由于每个人身体素质的不同，一部分拥有更高比例快肌纤维的受试者在间歇了12 min后，仍然可以保持较高的能量输出。因为在肌肉收缩的过程中，快肌纤维的肌球蛋白磷酸化会募集到更多的运动单位，这使得激活后增强效应在这些受试者身上持续得更久。但是肌肉中慢肌纤维比例较高的受试者运动单位的募集程度就会比较低，受疲劳影响较大。
总体而言，受试者在完成95%1 RM负重深蹲后12 min时的力度值测试结果和有效次数测试结果与实验前的基准值相比均出现了一定程度的提升，受试者仍可以保持较强的运动能力。
3 分析与讨论
3.1 髋、膝关节力值和时间变化特征
髋关节和膝关节是维持下肢横踢、推踢和下劈技术的主要关节，横踢技术需要髋关节的屈和膝关节的伸来完成动作，推踢需要这两个关节的屈、伸来完成，下劈技术主要是髋关节的屈、伸来完成动作。张自强[16]在其研究中发现95%1 RM的深蹲预刺激后，跆拳道运动员在第6 min、9 min时伸膝力值具有显著性差异（P<0.05），在第3 min、12 min、16 min时有一定程度的提高，但不具有统计学意义，但该研究只针对跆拳道运动员的伸膝力值进行了测试。这一结果与本研究的结果保持一致，同样在第6 min、9 min时伸膝力值具有显著性差异（P<0.05）。虽然第3 min时相比基准值提高了11.7%，12 min时提高了6.7%，但这两个时间段均不具有统计学的意义。梁美富等[20]研究发现通过90%1 RM强度下的半蹲跳进行干预后，在腾空高度、峰值冲量方面均是在第3 min、6 min、9 min时具有显著性差异。峰值功率只在第3 min、6 min时具有显著性差异，半蹲跳主要的发力关节也是通过膝关节的伸肌来完成动作。因此，可以看出不同的负荷强度和不同干预方式下受试者PAP效应出现的时间段均在3 min、6 min、9 min这个时间段。不同于伸膝测试，本研究在屈膝测试中发现95%1 RM的深蹲预刺激后第3 min、6 min、9 min、12 min時，相对于基准值峰力矩均出现大幅上升（P<0.05），在第9 min时出现最大值，提升幅度为12.4%，说明95%1 RM的深蹲刺激对于受试者屈膝的影响效果明显大于伸膝。
刘敏[21]在其研究中发现经过5次90%1 RM深蹲刺激后，PAP效果在第8 min时效果最佳。该研究同时对髋、膝、踝在CMJ纵跳峰值力的关节角度进行了测量，发现在诱导后的16 min内整体变化趋势基本一致。说明受试者CMJ成绩的提高不是因为起跳时关节角度变化造成的。本研究在等速肌力测试过程中膝、髋关节始终保持240°/s的速度，从测试结果看伸膝最大峰力矩出现在第3 min，提升幅度为11.7%;屈膝第9 min，提升幅度为12.4%。伸髋和屈髋最大峰力矩均出现在第9 min，提升幅度分别为：33.6%和30.4%。且在3 min、6 min、9 min、12 min这四个时间点均具有显著性差异（P<0.01），伸髋的PAP提升效果优于屈髋，髋关节峰力矩整体的提升效果明显优于膝关节。
结合图2、图3中伸膝和伸髋峰力矩变化趋势可以看出，在95%1 RM深蹲刺激后的第12 min时受试者提升后的数据波动范围较大，反映出受试者之间的个体差异性较大，部分受试者在这个时间点上伸膝和伸髋的峰力矩仍在增长，另外一部分受试者由于疲劳的原因这两项指标出现了的大幅的下落。以往的研究[21-23]均证实了大强度抗阻训练后，激活后增强效应与受试者自身的力量素质水平存在较大的关联，力量素质水平较高的运动员激活后增强效应越明显。本研究中所出现的数据波动范围较大的现象，可能与运动员自身的力量素质水平有关。
3.2 腿法踢击力度和速度的变化特征
通过PAP效应对跆拳道运动员下肢快度力量影响的直接体现就是力量的输出，应用到跆拳道训练和比赛实践中，对于力量输出的评价指标主要是击打的力度和速度，跆拳道比赛中电子护具感应得分的主要因素就是击打的力度和速度。
张自强[16] 让20名受试者分别以95%1 RM和60%1 RM强度下进行深蹲测试，然后测试10 s连续横踢次数，经过95%1 RM的测试后结果显示受试者在第3 min、6 min、9 min时横踢的速率均有显著性差异。Santos等[19]对11名优秀跆拳道运动员以95%1 RM强度的半蹲进行测试，比较了纵跳（CMJ）、横踢频率（FSKT）和复杂练习（组合强度）的PAP效应，让受试者自由选择5 min或者10 min的休息间隔，结果显示在10 min的休息间隔时横踢频率方面存在显著性差异。Nibaldo Castro-Garrido等[22]让8名大学生跆拳道运动员（4名高水平运动员，4名初级水平运动员）随机进行了实验组和对照组的分组，以95%1 RM强度下进行半蹲测试，同样以10 min为休息间隔，然后测试受试者横踢的频率（FSKT）、疲劳率（FR）和纵跳能力（CMJ），结果显示高水平运动员在横踢频率提升方面具有较高的效果量（P=0.019，ES=2.382），但在疲劳率和纵跳能力方面受试者之间没有显著性差异。本研究中的受试者在经过诱导干预后，与基准值相比，10S前横踢的有效击打次数在第3 min时达到高峰，增幅为5.9%，且具有显著性差异P<0.01。第6 min、9 min、12 min时相对于基准值均有提高，但是不具有统计学差异。10 s后横踢有效次数在第3 min、6 min、9 min时相对于基准值具有显著性差异P<0.05。结合前人的研究结果，PAP效应在提高跆拳道运动员横踢频率方面具有显著的效果，但是提升的幅度很大程度上受运动员自身的力量水平和休息间隔的时间影响。
Estevan等[23]选取了27名男性优秀跆拳道运动员，比较了三种不同对抗距离下运动员腿法技术的击打力度、执行时间和冲击时间。结果显示运动员的体重级别、运动经验和对抗距离都可以影响跆拳道运动员腿法技术的击打力度。本文在实验过程中没有对受试者的击打距离进行分类的设定，主要是探索PAP效应对受试者在固定距离下下肢快速力量的影响效果。Santos等[19]研究显示以95%1RM强度的半蹲进行干预后，受试者在横踢击打力度方面具有显著性的差异。本研究中受试者10 s连续前横踢的击打力度在第6 min时与基准值相比不具有显著性差异，其他时间段均具有显著性差异（P<0.05），后横踢的提升效果整体上优于前横踢，在第6 min、9 min、12 min时与基准值相比具有非常显著性差异（P<0.01）。10 s连续下劈技术的提升幅度优于推踢技术，推踢技术的击打力度提升只在第3 min时具有非常显著性差异（P<0.01），下劈技术在第6 min时具有非常显著性差异（P<0.01）。从测试结果来看本研究的测试结果与前人基本一致，说明以95%1 RM强度的深蹲进行干预后，确实能够提高受试者下肢腿法技术的击打力度，其中后横踢的提升效果最明显。
Santons，J.F.S等[24]选取了9名跆拳道运动员进行不同强度和不同练习次数的PAP效应实验，采取50或90% 1 RM时1x3和50或90% 1RM时3x3的强度、次数进行半蹲干预方式，间歇为10 min，评估对受试者纵跳能力（CMJ）和腿法踢击速度（FSKT）的影响。研究结果显示无论采用哪种强度组合，受试者FSKT 测试中各组腿法踢击次数都存在持续减少的现象。第一组的测试结果数据高于第四和第五组，第三组的测试结果数据高于第五组。Sale[25]在研究结果中显示不同的休息间隔产生不同PAP效应的原因有两个：第一，长时间的强度运动不仅激活了PAP机制，而且会产生大量的疲劳;第二，在进行PAP效应干预后到测试之间的休息时间越长可以减少或消除疲劳的影响，但也有可能减弱PAP的效应。本研究在测试过程中也出现了随着休息时间的增加，腿法技术在踢击力度和速度方面相对于第3 min时均出现了下降的趋势。在不同时间段的测试过程中均需要受试者在10 s内尽全力进行踢击，随着疲劳累积3 min的休息间隔并不能充分消除之前测试所产生的疲劳，这直接影响了之后的测试成绩。而且不同的腿法测试，由于动作受力方式不同，也会影响受试者的测试结果。比如10 s内的连续前腿推踢与前横踢相比，由于是脚蹬护具，会产生更大的反作用力，且不如前横踢与后横踢那么容易借力，要维持好连续快速的动作，受试者更易产生疲劳现象，导致前腿推踢有效次数的测试结果产生较大的起伏波动。在10 s连续前下劈测试中，由于电子护头不能固定在沙袋上，只能靠人手固定，所以护头稳定性较低，受试者的连续踢击和发力均受到影响，导致深蹲干预后的PAP效应与基准值相比差别不大，负荷后有效踢击次数和总力度值仅有微弱提升。但整体上来说以95%1 RM强度的深蹲干预方式，能够有效提高跆拳道运动员下肢的踢击力度和速度。
4 结论与建议
4.1 结 论
5次95%1 RM的深蹲刺激可以提高跆拳道专项运动员5%到30%下肢快速力量，这种负荷方式，对髋关节爆发力增长的刺激效果好于膝关节，屈肌刺激效果好于伸肌。对腿法击打力度的影响效果比击打次数更明显。它的即时增强效果从第3 min出现，在第6～9 min达到速度和力量的最大值。受運动员自身力量素质水平的差异，在第12 min时部分运动员激活后增强效应逐渐消失，有约一半的受试者在第12 min时激活后增强效应仍然存在。
4.2 建 议
在赛前热身时，可以在赛前3～9 min加入95%1 RM或更大强度，少于或等于5次的深蹲练习，掌握好增强作用与疲劳效应之间的平衡，充分利用激活后增强效应带来的下肢快速力量增强效果，获得更好的比赛成绩。
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作者簡介：周勇美（1994- ），女，硕士，研究方向跆拳道运动训练。
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