肌肉牵拉后即刻收缩与延时收缩对肌张力的影响

第30卷成都体育学院学报

Vol.302004年第3期Journal of Chengdu Physical Education Institute No.3.2004

第一作者简介:聂东(1968-),男,四川绵阳人,讲师,研究方向:运动生理学。 收稿日期:2003—12—21

肌肉牵拉后即刻收缩与延时收缩对肌张力的影响

聂　东,徐　明

(绵阳师范学院体育科学系理论教研室,四川绵阳　621000)

摘要:肌肉初长度与肌张力关系密切,而肌肉受牵拉后延时收缩产生的肌张力明显小于即刻收缩产生的肌张力。目前对此多从肌肉力学的粘弹性角度进行解释,而对在体肌的研究,特别是神经中枢在这一生理现象中的调控作用尚不甚明确,因此就下蹲即刻纵跳和延时5秒纵跳进行对比实验,对净跳高度和表面肌电信号进行同步观测和比较,对肌肉牵拉后延时收缩表现出肌张力下降这一现象是否存在中枢机制的参与做初步性的探讨。

关键词:SEM G;肌张力;肌肉牵拉后延时收缩;肌肉牵拉后即刻收缩

中图分类号:G 80412 文献标识码:A 文章编号:1001—9154(2004)03—0072—03

Affect On The Muscle T ension By Muscle Instant Contract And Delay Contract After Pulling

N I Dong ,et al

(Theory Teaching &Research Section ,the Department of Physical Education ,

Mianyang Normal University ,Mianyang 621000)

Abstract :There exists a close relation between the first lengths of muscles and the muscle tension ,and after pulling ,the muscle tension caused by the muscle delay contract is clearly smaller than that of caused by the muscle instant contract.So far ,much research has been carried out from the angle of muscular dynamic flexibility.However ,we have not done enough research on the body muscles ,especially on the conditioning role of the central nervous system.This article has briefly probed into the correlation between the muscle pulling time and the changes in muscle tension by analyzing the electromyography of the instant squatting jumping and the delay squatting jumping in 5seconds.The primary purpose is to find out that whether there exists a participation of the central nervous system in the lower muscle tension caused by the muscle delay contract after pulling.

K ey w ords :SEM G;muscle tension ;muscle delay contract after pulling ;muscle instant contract after pulling C LC number :G 80412 Document code :A Article ID :1001—9154(2004)03—0072—03

1　前言

骨骼肌的初长度在一定范围内,牵拉长度与肌张力大小成正相关,并且牵拉后的延时收缩与牵拉后即刻收缩相比较,其表现出肌肉收缩的张力减小,这一现象已为广大运动生理学家所熟知。关于其发生的机制目前普遍认为与肌肉松弛的特性[1,2]和肌纤蛋白微丝接触的横桥数目多少有关[3]。然而,这一现象的发生,其肌电活动情况如何,是否也存在中枢机制的参与呢?从目前所了解到的资料来看,很少有这方面的报道。因此笔者对12名大学生做下蹲后即刻纵跳和下

蹲后延时纵跳的实验,同步观察了两者的纵跳高度和

肌电活动,对神经系统的参与情况进行探讨。

2　实验方法

2.1　实验对象

以12名体育系二年级大学生为测试对象,性别:男性,年龄:21.3±1.2岁,身高:176.7±5.9cm ,体重:79±4.6kg ,健康状况良好,无肌肉疲劳症状。均选取右腿股四头肌为肌电图测试对象。2.2　实验步骤

1)每人在纵跳测高仪上,先做三次下蹲后延时起

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跳(简称A组),测定每次纵跳高度和肌电指标;然后再在纵跳测高仪上做三次下蹲后即刻起跳(简称B 组),测定每次的纵跳高度和肌电指标。

2)A组———下蹲后延时纵跳方法:受试者双手交叉相握于背后,双脚分开10cm站立于纵跳测高仪上,髋、膝、踝屈曲时身体下蹲至半蹲位,停留5秒钟,然后用力向上纵跳。

3)B组———下蹲后即刻纵跳方法:受试者双手交叉相握于背后,双脚分开10cm站立于纵跳测高仪上,髋、膝、踝屈曲时身体下蹲至半蹲位,不停留,用力向上纵跳。

2.3　实验数据采集与处理

使用丹麦产的丹迪keypoint肌电图仪,采用表面肌电法采集受试者右侧股四头肌在向上纵跳瞬间的肌电指标,两个电极贴在股直肌肌腹上(大腿前面中部),相距2cm,地线放置于膝关节处。收集的肌电指标是:均方根振幅(RMS),平均频率(Mean Fre),中值频率(Median)。

使用型号为TB-1的人体纵跳测试仪测定纵跳高度,其机理是依靠测定的人体纵跳后的滞空时间,根据自由落体公式,由纵跳测高仪自动计算出纵跳高度H。考虑到人体脚底面与人体重心存在一个高度差,因此要求受试者跳起后,一律双腿直立落在纵跳仪上,以减小误差。

3　实验结果

对数据作两组间显著性T检验,显著性水准为P <0.05。各项数据的统计学处理结果见表1。

表1　实验组数据对比表(X±SD,n=12)

指标A组B组T检验RMS(μv)169.4±10.78194.6±31.743

MPF(Hz)63.8±9.5071.0±12.313

MF(Hz)43.0±10.4143.4±7.96

H(cm)35.50±6.4542.03±7.233

RMS:均方根振幅;　MPF:平均功率频率;　MF:频谱中值频率;　H:纵跳高度;3:P<0.05

有关研究证实[4～11],各种肌肉负荷形式下运动单位募集情况、肌肉收缩力或输出功率的变化、放电的同步化与sEM G信号的振幅间存在着良好的线性关系,而与sEM G频域分析指标如MPF、MF之间的关系尚未彻底明确。在本实验中发现,下蹲即刻纵跳较之延时纵跳,纵跳高度明显增加,与以往的实验结果报道一致[12],同时,两组动作的肌电活动也随之发生了改变,表明存在中枢机制的干预。下蹲后即刻纵跳组较之下蹲后延时纵跳组,RMS增加具有显著性差异,提示中枢募集的运动单位增多,肌纤维放电同步化增强。本实验发现下蹲即刻纵跳组MPF(71.0±12.31Hz)较之下蹲延时纵跳组的MPF(63.8±9.50Hz)略有增加,是否是由于放电同步化增强的原因还需进一步研究。而即刻纵跳组的MF数值(43.4±7.96Hz)与延迟纵跳组比较(43.0±10.41Hz)不具有显著性差异。

4　讨论

4.1　收缩时有效横桥数目的多少不能解释牵拉肌肉后即刻收缩与延时收缩所导致的张力变化现象关于肌肉初长度在一定范围内增长引起肌肉收缩时表现的肌张力水平增高这一现象,普遍认为是参与的横桥数目增多的结果。有资料显示[13],在对离体蛙肌纤维做长度———张力关系研究的实验中发现,最大张力在肌小节长度为2.20μm时产生,此时的细肌丝与粗肌丝横桥的重叠最大;在肌小节长度为2.05μm 时,细肌丝在A带中部相遇,两端细丝相撞,肌张力随肌小节长度的进一步减小而降低,在这一长度,一半的肌小节的肌纤蛋白微丝开始干扰另一半肌纤蛋白微丝,从而出现“双重重叠”现象;当肌小节长度为1. 65μm时,粗丝与Z线相撞,肌张力随肌小节长度减小下降更为明显;当肌小节缩短至1.05μm时,粗丝几乎被完全压缩,此时的肌小节张力降至为0。更有意义的是,在这里所表现的单个肌纤维的“张力———长度曲线关系”与整块肌肉的相应曲线变化非常相似。然而,这种对“肌肉初长度———肌张力变化关系”与粗丝和细丝重叠程度有关的观点,很难就牵拉肌肉的时间性变化对肌肉张力大小的影响作出解释。

4.2　中枢机制的参与可能是肌肉力学因素之外的另一种原因

本实验发现,在对受试者进行下蹲纵跳的实验时,虽然其下蹲幅度是一致的,换言之,股四头肌被动牵拉的初长度是一致的,但是,下蹲后是否延时,即股四头肌被动牵拉的时间长短的不同,在反映肌张力大小的纵跳高度上表现出了显著性差异:下蹲后没有停顿的即刻纵跳高度较下蹲后延时5秒后纵跳的高度明显增加,与以往的实验结果一致[14]。说明肌肉被牵拉的时间越长,肌肉张力水平越低,而在被牵拉后的瞬间,肌肉张力水平最高。对此的解释目前多是:肌肉中与收缩成分并联的弹性元成分属于粘弹性体,会随牵拉时间的延长发生松弛(又称肌肉松弛[15,16]),因此肌肉被拉长后的弹性回缩能力也相应的降低;从而导致肌肉

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第3期聂　东,等:肌肉牵拉后即刻收缩与延时收缩对肌张力的影响2004年