张魏磊,匡芬 (北京体育大学 研究生院 北京 100084)
摘要:本文从分野与融合的基本规律出发,对现有肌力测量方法进行了归纳总结,主要关注适合普通人群的肌肉力量测试方法,根据年龄段对人群分类,详细介绍了如何以生物学为基础选择适合不同年龄段人群的肌肉力量测试方法,并对现有测试方法的共性进行说明,为测试与评价普通人群的肌肉力量素质提供理论指导。 关键词:肌力测试;最大力量;力量耐力;快速力量;生物学特点
1 前言 分野与融合,原是事物的不同属性。同一事物,分野,可得到其细节差异;融合,可把握其整体规律。分即是合、合即是分,分久必合、合久必分,乃世间万物之不变规律。引申至体育学科中亦是如此。大至学科分类:如运动训练学、运动人体科学、民族传统体育学,小至一堂训练课、一次实验操作,无不反映分野与融合的基本规律。 人体的任何运动,无论是奔跑、跳跃,还是工作、娱乐,都是在大脑神经中枢控制之下的肌肉活动,主要表现为肌肉收缩力量大小、完成动作快慢、持续运动的时间长短、关节活动范围的大小和动作是否灵敏与协调等许多方面。通常,运动生理学将机体依靠肌肉收缩克服和对抗阻力来完成运动的能力称为肌肉力量。肌肉力量是绝大多数运动形式的基础。[1]肌肉力量作为人体运动能力的最重要的组成部分,其大小和变化对于增进人体健康和运动员创造优异成绩有着极为重要的作用,而如何测试与评价人体肌肉力量的大小、变化速度和幅度则是掌握肌肉力量现状、评价力量训练效果和发挥肌肉力量作用的关键。[2]
2 肌肉力量测试方法概论 目前常用的肌肉力量测试方法,主要关注对象为专业运动员,其目的是通过对运动员的力量素质进行测试,评价其肌肉力量素质水平与力量训练效果,发现薄弱环节,或诊断受伤运动员的康复状况,根据结果进行针对性训练,以期提高其竞技运动水平。测试方法主要分为电子测试法和人工测试法。 2.1 电子测试法 电子测试方法,即采用各种类型的测力计和先进的多功能肌力测试系统,多与电脑连接,对与运动有关的主要肌群进行定量测试,并可给出评价结果。目前常见的有等动(等速)肌力测试系统、AKM、BKM、WKM 和T. K. K肌力测试系统及测力平台等。[3]其特点是可以排除技术因素对测试结果的影响,准确得到被测肌群的力量大小,对运动员的基础力量进行定量的评价,但是与运动员的专项不能有效结合,难以判断运动员在专项运动中表现出来的力量素质。 2.2 人工测试法 该方法主要是在有经验的教练员或测试人员参与下,通过训练器械或反映运动员专项力量的手段,来测定运动员的力量训练水平。常用的方法一种是通过训练器械来反映运动员的基础力量训练水平(如卧推、深蹲、抓举等);方法二是通过专项力量训练手段来测定运动员的专项力量(如投掷、跳远等)。[4]该方法可以比较紧密的与运动员专项相结合,较直观的反映出运动员在专项运动中表现出来的力量素质,但是无法某一力量指标进行定量测量,且由于受技术因素影响较大,所以不能准确反应出运动员的基础力量。
3 肌肉力量测试方法的分野 纵览相关的文献资料,关注如何简便易行的测试普通人群力量素质的的文献甚少,虽然普通人群不会因为追求运动成绩而进行力量训练,但是肌肉力量素质水平的高低直接影响其在工作、生活中的表现及其健康状况,所以大众人群的力量素质水平不应该忽视。我们需要找到测试普通人群肌肉力量素质的简单、易于操作的方法。 要找到适合普通人群的力量素质测试方法,我们首先需要对人群分类。根据生长发育的规律以及形态、生理和心理的特点,我们可以将人的一生划分为婴幼儿期(6岁以前)、儿童少年期(7岁—17岁)、青年期(18岁—44岁)、中年期(45岁—59岁)和老年期(60岁—74岁:年轻的老年人;75岁—89岁:老年人;90岁以上:长寿老年人)。[1] [5]下面详细介绍如何选择适合这几个阶段人群的力量素质测试方法。 3.1婴幼儿期 3.1.1生物学特点 该时期的人群有以下生物学特点:1)骨骼:人体内软骨占很大比例,骨质很软;2)关节:关节稳定性差、易脱臼3)肌肉组织百分比很少、肌力较弱;4)心肺功能差,难以承受较大负荷;5)神经系统发育很不完善、神经系统对身体各部分的控制能力较差,鉴于以上特点,对婴幼儿期人群不建议进行肌肉力量素质测试,以免造成损伤,影响其发育。 3.2 儿童少年期 3.2.1生物学特点 进入儿童少年期,人体的发育速度开始突增,但是与成年人比起来还是有较大不同。1)骨骼:儿童少年软骨成分较多,水分和有机物多,无机盐少,骨密质较差,骨富于弹性而坚固不足,不易完全骨折而易于发生弯曲和变形;2)关节:儿童关节面软骨相对较厚,关节囊及韧带的伸展性大,关节周围的肌肉细长,关节活动范围大于成人,牢固性相对较差,在外力作用下交易脱位;3)肌肉:儿童少年肌肉中水分多,蛋白质、脂肪和无机盐类少,收缩机能较弱,耐力差,易疲劳;4)血液循环:儿童少年血量占体重的百分比略高于成人,心脏重量和容积均小于成人;5)呼吸系统:儿童少年由于胸廓狭小、呼吸肌力量较弱且呼吸表浅,故肺活量小,呼吸频率快;6)神经系统:神经系统是发育最早最快的器官,7—8岁已接近成人水平;7)内分泌系统:内分泌系统对儿童少年的生长发育有重要的作用。[1] 3.2.2测试方法 1)最大力量:由于儿童少年骨骼较软,软骨较多,关节囊与韧带较松弛,关节稳定性差,故不建议测试其肌肉最大力量,以免引起损伤,影响其发育。 2)力量耐力:根据儿童少年肌肉发育的特点,肌纤维较细,肌纤维张力小,支配肌肉的神经系统兴奋性较差,故宜采用克服自身体重的测试方法。如一分钟仰卧起坐计数、屈臂悬垂计时等,方法不是一成不变的,可根据场地环境,受试者的身体状况等自行设计,只要不违背生物学基础即可。 3)快速力量:下肢快速力量可采用立定跳远、纵跳摸高等方法测试,上肢快速力量可采用掷实心球测试,同样可以根据生物学原理自行设计测试方法,注意须做好准备活动,防止受伤。 3.3 青年期 3.3.1生物学特点 人体进入青年期,无论心理还是生理上逐渐发育成熟。1)骨骼:骨密质增加,硬度增强,能够承受较大的压力与张力;2)关节:关节囊厚度增加,周围韧带和肌肉增多增粗,关节稳定性提高;3)肌肉:全身各部位肌纤维增粗,体积增大,肌肉中的蛋白质、脂肪和无机盐含量较多,肌肉收缩力增强,不易疲劳;4)血液循环:心脏体积增大,收缩力增强,每搏输出量增加,射血能力增强,血管容量增加,分布广泛;5)呼吸系统:青年期胸廓增大,呼吸机力量增强,肺活量提高,呼吸平稳缓和;6)神经系统发育完善,对肌肉的控制能力增强。 3.3.2测试方法 1)最大力量:青年期人体各器官功能均已发育完善,可承受较大的负荷而不易损伤,故可进行多种最大力量量测试的方法。如上肢可采用握力计测出受试者的握力值。有研究表明握力测试操作简便,易于实施,能较为准确地反应机体上肢肌肉力量发展水平,可以作为简易力量测试方法应用于大范围的体质监测工作当中。[6]躯干力量可采用背力计测量。腿部力量也可使用背力计测量,简便易行,[7]还可使用各种力量训练方式进行测量,如卧推、深蹲等,这里不再做过多描述。 2)力量耐力:青年期人体肌肉耐力显著增强,可进行较大强度的测试,故可采用俯卧撑计最大次数或一分钟计时俯卧撑测试上肢力量耐力,引体向上测试背力,一分钟连续蹲起计数测试下肢力量耐力,也可采用负重器械来测试,如固定负荷卧推、深蹲次数等方法。测试方法不是唯一的,可根据生物学原理、受试者的身体状况及测试目的意义自行设计。 3)快速力量:青年期人体神经系统功能发育完善,神经冲动发放速度极快,对肌肉的控制能力增强,故表现为快速力量显著提高,可采用掷铅球,立定跳远,纵跳摸高等方法测试,只要不违背生物学基础即可,注意测试前须做好准备活动,防止受伤。 3.4 中年期 3.4.1生物学特点 中年期为人体走向老年期的过渡时期,身体各在组织、器官开始出现退行性变,从朝气蓬勃、充满活力逐渐向迟缓、衰老转变。1)骨骼:骨中钙排出量增加,骨中矿物质含量不断下降,出现骨质疏松、骨骼弹性降低,骨软骨发生纤维性变或钙化;2)关节:关节灵活度下降,转动幅度缩小;3)肌肉:肌细胞体积减小,伸展性、弹性下降,肌力减小,每年递减10%~20%,容易疲劳;4)血液循环:心脏表面脂肪有所增加,心内膜增厚而心瓣膜功能逐渐降低,因此心输出量减小,冠状动脉出现硬化,管腔狭窄,心脏易因供血不足而发生绞痛、心肌梗塞;5)呼吸系统:肺组织弹性降低、肺泡扩大、肺血管数减少,因此肺容量、肺活量及最大通气量均减少。[8] 3.4.2测试方法 1)最大力量:该阶段人体肌肉力量虽然开始衰减,但是还能维持在一定的水平,如果能够坚持进行抗阻训练,甚至可以使肌肉力量几乎不发生衰减。因此,青年期使用的测试最大力量的方法多数可以适用于中年期的人群,还可通过试举亚最大负荷来推算最大力量量,需要有经验的测试人员来操作,这样可以避免因试举最大重量造成损伤。 2)力量耐力:中年期人体力量耐力较青年期有所下降,可采用俯卧撑、仰卧起坐等方式测试,但是宜采用计时的方式,在规定时间内计算次数,而不应测试其极限次数,以免强度过大,发生意外伤害。 3)快速力量:可采用掷铅球,立定跳远,纵跳摸高等方法测试,须充分做好准备活动,防止受伤。注意若受试者体重过大,则不宜采用跳跃的动作来测试其快速力量,因体重与冲量成正比,受试者体重越大,下肢关节所承受的冲击力在落地时会成倍的增加,且中年期人体关节内软骨变薄、弹性降低,极易造成损伤。 3.5 老年期 3.5.1生物学特点 老年期人体的形态结构和生理功能出现一系列退行性变化。1)骨骼:骨矿物质流失,骨质疏松,极易发生骨折;2)关节:随着年龄的增长,胶原纤维降解,关节软骨厚度减小及钙化、弹性丧失,滑膜面纤维化、关节面退化,因此关节稳定性和活动性逐渐变差;3)肌肉:肌纤维体积和数量减少,尤其是下肢肌的快肌衰退更明显,肌肉力量明显下降;4)血液循环:老年人心肌细胞萎缩,冠状动脉出现粥样硬化,左心室舒缩功能减弱,心肌灌血不足及收缩力下降,血管数量减少,因此心血管机能显著降低;5)呼吸系统:肺泡壁变薄、肺泡增大、肺部毛细血管数量减少、肺组织的弹性下降及呼吸机无力,因此肺活量、最大通气量和时间肺活量等机能指标呈现进行性下降;6)神经系统:随着年龄增长,老年人神经系统生理机能发生许多变化,包括感受器退化,中枢处理信息的能力降低,平衡能力和神经系统的工作能力下降,变现为视力、听力下降,记忆力减退,对刺激反应迟钝,容易疲劳,恢复速度慢等。[1] 3.5.2测试方法 1)最大力量:鉴于老年人特殊的生理特点,不应采用强度过大,参与肌群过多且冲击力较大的测试方法测其最大力量,以免对其心血管系统造成过大负荷,而发生危险。宜采用低冲击的静力性测试测其最大力量,如使用握力计测定其握力。 2)力量耐力:测定力量耐力同样应注意不可采用强度过大,参与肌群过多且冲击力较大的测试方法。最佳的测试方法为座椅站立测试,有两种实施方案:① 规定坐下~站立的次数,通常是5~10次,测定所用时间;② 确定时间,测定在规定的时间内完成的次数。测试时椅子需固定好,如后背靠在墙上以防止测试进行中椅子滑动。受试者测试时端坐在椅子上,两手交叉放置于腹前。挺胸,后背伸直与椅背贴紧,两脚分开接近肩宽,也可略微前后放置以利于站起,膝关节接近90°角(对于个别个子比较矮小的受试者,可将受试者的脚适当垫高),然后根据完成时间或完成的次数评价受试者的肌肉力量素质。[9] 3)快速力量:由于老年人肌力下降,骨质疏松,关节软骨退化、稳定性和弹性降低,神经反射速度减慢,而快速力量测试要求肌肉快速收缩,其对骨骼和关节冲击力较大,故不建议测试老年期人群的快速力量。
4 肌肉力量测试方法的融合 4.1测试原理的融合 肌肉力量测试,离不开生物学基础,无论是电子测试法还是人工测试法,无论是测量最大力量、力量耐力还是快速力量,都是以人体的骨骼、关节和肌肉的特点为依据而设计的。例如,设计老年人力量耐力的测试方法,则应充分考虑老年人的生理特点:骨质疏松、关节稳定性差、心血管系统功与呼吸系统功能衰退,故不能选择诸如俯卧撑、引体向上等强度较大的测试方法,而座椅站立测试强度较低,对关节冲击力小,安全、简便易控制,不失为一种较佳的测试方法。因此,不论是教练员、运动员还是体质监测者、健身指导员,只要充分掌握了人体的生物学原理,就可以根据不同受试者的特征,结合测试环境,设计出不同的测试方法。 4.2 表现形式的融合 肌肉的力量素质主要包括最大力量、力量耐力和快速力量三种表现形式。最大力量的大小主要由神经系统动员的参与收缩的肌纤维数量决定,参与收缩的肌纤维数量越多,则表现出来的最大力量值越大。力量耐力主要由参与收缩的慢肌纤维数量决定,参与收缩的慢肌纤维所占比例越大,则表现出肌肉耐力越强,而慢肌纤维是由慢肌运动单位神经元所控制的。快速力量主要有参与收缩的快肌纤维数量决定,参与收缩的快肌纤维所占比例越大,则肌肉收缩速度越快,表现出快速力量越好,而快肌纤维是由快肌运动单位神经元控制的。综上所述,肌肉力量素质的三种表现形式,都是在神经系统的支配下完成的,神经系统的兴奋性、发放神经冲动的多少、每个运动神经元所支配的肌纤维数量及运动神经元的兴奋性等决定了肌肉力量素质的表现及其大小,这提示我们在进行肌力测试前需要通过各种方式(各种热身活动)提高受试者神经系统的兴奋性,这样才能获得最佳的测试结果。 4.3 方法学的融合 从方法学上来讲,肌肉力量测试方法有无穷多个,它与人体形态特征的多样性是统一的,而进行肌肉力量素质测试时,往往只需要采用一种或几种测试方法,这要求我们能从若干个测试方法中选出符合我们要求的最佳的测试方法。方法是死的,人是活的,测试人员才是测试行为的主体,测试人员需要对测试目的、受试者、测试场地等因素准确判断,这样就能从若干个方法中选出最符合本次操纵行为的方法,得出最佳的结果。
5 小结 本文从人体的生物学基础出发,按照年龄段对人群进行分类,并对适合每个年龄段人群的肌肉力量测试方法做了分类介绍,重点说明如何选择测试方法,而具体的测试方法只做了简单介绍,旨在提供选择测试方法的思路,为如何测试普通人群的肌肉力量素质提供理论指导。 测试不是目的,而是一种手段,当测试完成之后,需要对结果进行分析,建立评价标准,根据标准来评价受试者的肌肉力量素质水平。由于力量素质是体质水平的一个重要组成部分,故评价结果可在一定程度上反映受试者的健康状况。肌肉力量测试的最终目的是衡量受试者的体质水平,帮助其改善健康状况。
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