等張與等速運動在伸膝抗阻訓練中的比較
John E Kovaleski, Robert H Heitman, Terry L Trundle, and William F Gilley
Med.Sci.Sports Exerc. Vol.27.No.6, pp. 895-899,1995
等張和等速抗阻訓練是增進肌肉力量和功率的兩種有效方法。等張肌肉收縮是指在關節活動範圍內肌肉對抗恒定負荷或者阻力收縮的一種運動模式。等張收縮産生的力量受到角度、活動肌肉長度以及肌肉收縮速度的影響。這種收縮方式只在關節活動範圍內的某一個點産生最大力量，而在其他動作點沒有産生最大輸出力量。等速收縮是指在恒定角速度的條件下，關節活動範圍內的每一個點上肌肉都産生最大輸出力量。
等張和等速訓練已成爲運動訓練中增加肌肉力量和輸出功率的重要方法和手段。用測力儀提供恒定負荷或可調節的力量負荷是其中的一種應用，這使得採用等速和等張抗阻訓練進行肌肉功能的評價和鍛煉成爲可能。等張收縮中，速度是可變的，負荷也可以控制，一般採用以等長收縮力量的百分數作爲起始值。前負荷是指肌肉在産生收縮前克服最初阻力産生的力量或力矩。與等速運動相比，等張前負荷訓練與現實運動中要求的力量輸出更爲一致。本研究比較等張和等速向心伸膝活動在6周訓練後對肌肉力量和功率的影響。
方 法
被試 32名大學生志願者。隨機分爲等張，等速和對照組。
前測：前測要求被試完成包括等長、等張和等速向心收縮。測試分兩天進行並間隔24小時。在第一天測試中完成多角度的等長伸膝收縮，在第二天測試時完成等張和等速收縮。記錄等長峰力矩、等張峰功率以及120°/s、150°/s、180°/s和210°/s的等速峰力矩。
最大隨意等長收縮是在膝關節屈10°，30°，50°，70°和90°下完成。採用LIDO力量儀進行角度的控制。被試伸膝對抗最大阻力10s。兩次之間休息30s。
等張和等速的測試是屈膝90度到0度。等張前負荷測試包括被試完成六次最大收縮，並進行口頭鼓勵，以期盡最大能力和速度完成對抗阻力的伸膝活動。前負荷依據屈膝70度時産生等長力矩的25％確定。等速測試方案包括在120°/s、150°/s、180°/s和210°/s四個角速度下各六次最大重復收縮。
訓練方案：所有訓練在LIDO力量儀上進行。被試訓練六周，每周三次。每次訓練，等速和等張組完成所有關節活動範圍內伸膝12組每組10次的重復收縮。每組10次重復後休息1分鐘。等速組採用標準的間歇性訓練方案進行。等張組在第一周完成最初確定的恒定負荷之後每周增加5NM。
後測：同前測。
統計分析：實驗採用3*2實驗設計，考察等張和等速訓練對力量的影響。引數是不同組別和訓練前後。因變數爲等張峰功率、多速度等速峰功率和多角度等長峰力矩。
結 果
1 圖1顯示等張組比等速組和對照組産生更大的等張峰功率。
2 圖2中等張組在各速度上的等速峰功率比等速和對照組都大；等速組和對照組間無顯著差異。
3 圖3可見，屈膝90度等張組比等速組和對照組産生更大的等長峰力矩。70度時等張組比等速和對照組大，等速組比對照組大。在50，30，10度時，等張組比對照組大。
討 論
如果等張阻力只在ROM中的某一個點能達到最大負荷而在其他點都低於最大負荷能力，那麽可以認爲力量的增加也僅限於這一個特定的點。如果等速阻力在ROM中的每一個點都能做到最大負荷，那麽力量的增加可以認爲發生在每個點上。我們的結果並不支援這一說法。本研究發現等張組在ROM中獲得的力量比等速組大。此外，等張組的等張和等速功率比等速和對照組都大。我們認爲等張功率更好的反映了動態肌肉功能，在ROM中速度是可變的，這種收縮條件更接近于自然狀態下的活動模式。
對等速訓練中增加肌肉力量和功率生理學機制的解釋存在差異。完成6s和30s最大用力等速收縮的結果顯示，峰力矩和肌纖維面積都沒有變化。但是30s的訓練方案加快了葡萄糖和ATP-CP分解，酶活性增強。所以，肌肉酶活性增加的一致性反映與每次等速訓練的持續時間有關，而與肌肉完成的工作量沒有關係。等速訓練中採用確定組數和重復次數的方案沒有增加肌肉的力量可能與收縮時間有關。這也從部分上解釋了研究中觀察到的等速和等張組在肌肉力量和功率變化上的差異。提示在採用等速訓練時可以適當提高運動量以實現增強肌肉功能的目的。
另一個解釋等張和等速收縮不同的可能機制是肌纖維募集的神經控制能力。等速運動中Ⅰ型和Ⅱ型肌纖維由於訓練過程中速度的不同而都被募集。採用這種方法進行訓練激發了神經肌肉的最大反應，並可以用速度特異性阻力訓練理論得以支援。
在不同的活動條件下産生不同的力矩可能是神經控制影響的原因。隨意和不隨意的活動對等速肌肉力矩與速度關係的影響顯示，與離心收縮力矩比較，對向心收縮的力矩影響更大。此外，研究已經顯示，與訓練前相比，訓練後高低閾值的運動單位均能保持更低的發放頻率。這一變化是由於運動單位的發放頻率範圍超出保持張力性發放頻率所致。這可能使得高閾值的運動單位連續發放的時間延長。這也可以解釋等張組産生更大的力矩和功率，而且爲等張和等速抗阻訓練之間神經肌肉控制的差異性提供很好的解釋。
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