12周跑姿再训练对等长收缩下跖屈力矩、在体内侧腓肠肌形态学特征的影响
会议名称：《第十三届全国体育科学大会》
会议日期：2023年
摘 要：研究目的:随着马拉松赛事参赛规模呈井喷式增长,跑步已然成为了推动我国全民健身活动发展的重要运动项目。内侧腓肠肌作为跑步过程中贡献最大的跖屈肌之一,其形态学特征与运动表现和跑步经济性高度相关,在触地及蹬伸阶段通过储存和释放大量能量以提高运动的功率输出和机械效率。现有的研究表明,不同的跑姿条件下肌肉、肌腱行为和跑步运动表现存在显著性差异。相比后跟着地跑,前掌着地跑时触地前跖屈肌的预激活使跟腱的张力增加,以抵抗着地过程中的高冲击力。同时,前掌着地跑更高的跖屈肌激活水平会增加小腿三头肌和其肌腱的负荷。目前多数研究已证实通过训练增加力学负荷,将会引起人体肌肉-肌腱的形态学和力学特性产生适应性变化。然而,快速转换跑姿会造成踝关节处承受重复、过大的负荷,这可能会使跑者患足底筋膜炎、跟腱病等损伤风险增加。因此,本研究采用循序渐进的跑姿再训练所增加的力学负荷可能更有利于内侧腓肠肌产生形态学的适应性变化,以潜在提高跑步经济性并预防肌肉损伤。综上,本研究基于超声影像结合等速肌力测试手段,旨在探究12周跑姿再训练对等长收缩下跖屈力矩、在体内侧腓肠肌形态学特征的影响,以期为探究跑姿转换后的肌肉形态学变化以及预防和减少运动损伤提供生物力学依据。研究方法:招募并选取34名健康男性后跟跑者（年龄:33.76±8.67岁,身高:173.37±5.58cm,体重:69.61±8.71kg）,并将其随机分配至实验组和对照组:实验组受试者需穿着Vibram五指鞋（3mm的橡胶外底,无鞋中底,0mm的前后跟落差）,采用前掌触地的方式进行自选中等速度的跑姿再训练,其中再训练的跑量依据受试者原周跑量的递增百分比值确定,仅替代部分的原有周跑量,剩余跑量按其原有跑步习惯进行;对照组受试者则是穿着自用跑鞋按照原有跑步习惯进行训练。干预训练共持续12周,每周3次。使用Terason uSmart 3300超声影像仪获取训练前后受试者的静态内侧腓肠肌图像,并通过Image J软件确定其肌束长度、羽状角、肌肉厚度。使用卷尺测量受试者的小腿长度（胫骨内侧髁到踝内侧髁的距离）,标准化肌束长度为肌束长度与小腿长度的比值。而后要求受试者俯卧于Con-trex等速肌力测试仪上进行踝关节跖屈的最大等长收缩,期间同步采集踝关节跖屈力矩数据以及在体内侧腓肠肌形态学变化图像,获取踝关节跖屈峰值力矩和初期跖屈发力率(RTD),标准化峰值跖屈力矩为峰值跖屈力矩与体重的比值。并通过Ultratrack软件对超声图像中同一条肌束进行手动的逐帧追踪,计算其长度、羽状角的变化量和肌束的峰值收缩速度。采用双因素（组别×训练前后）重复测量方差分析评估12周跑姿再训练对等长收缩下跖屈力矩、在体内侧腓肠肌形态学特征的影响。对于存在交互效应的参数,事后检验采用简单效应分析。显著性水平α设为0.05。研究结果:最终共有24名受试者符合测试标准（实验组12人,对照组12人）并纳入统计分析。两组受试者在年龄、身高、体重和周跑量不存在显著性差异（p0.05）。在静态测试时,内侧腓肠肌标准化肌束长度存在显著的时间主效应（p=0.015）和交互效应（p=0.049）,事后检验显示,相比训练前,训练后实验组的标准化肌束长度显著增加（p=0.003）;肌束长度存在时间主效应（p=0.012）,其中训练后实验组的肌束长度增加比例为9.8%,对照组的肌束长度增加比例为2.2%。对于等长收缩下的跖屈发力率,RTD存在交互效应（p=0.014）,事后检验显示,相比训练前,训练后的实验组的RTD显著升高（p=0.038）;峰值跖屈力矩和标准化峰值跖屈力矩均无显著主效应及交互效应（p 0.05）。在跖屈最大等长收缩测试时,内侧腓肠肌肌束的峰值收缩速度存在交互效应（p=0.009）,事后检验显示,相比训练前,训练后实验组的峰值收缩速度显著增加（p=0.018）;肌束长度变化量和羽状角变化量存在时间主效应（p=0.001,p=0.003）,其中,训练后实验组的肌束长度变化量增加比例为30.1%,对照组的增加比例为25.4%;实验组羽状角变化量增加比例为44.9%,对照组增加比例为23.0%。研究结论:本研究结果发现,相比训练前,12周跑姿再训练后实验组的内侧腓肠肌肌束长度、RTD以及肌束的峰值收缩速度显著增加,两组在训练后其跖屈最大等长收缩时内侧腓肠肌的肌束长度变化量和羽状角的变化量均显著增加。以上提示,相比跑步训练,跑姿再训练方案可以作为一种更有效的训练方法以增加肌肉收缩速度,潜在地提高跑步经济性。此外,实验组训练后显著增加的肌束长度意味着更长的肌节串联,可能有利于潜在地降低内侧腓肠肌损伤的风险。