1. 广州工商学院, 广州; 2. 中北大学,太原; 3. 东明大学,釜山
在大多数体育运动中,运动员的表现依赖于其肌肉力量的高效输出[1]。阻力训练已被广泛应用于增强肌肉力量[2],不仅能够增加肌肉和骨骼质量、提高肌肉力量、增强柔韧性和动态平衡,还能有效缓解多种慢性疾病的症状,如关节炎[3]、抑郁症[4]、2型糖尿病[5]、骨质疏松症[6]、睡眠障碍[7]及心脏病[8]。此外,研究表明肌肉质量与代谢综合征呈负相关[9]。对于大学生而言,短期阻力训练可以有效改善其自我认知水平,从而提高自尊心[10]。
阻力训练方法多种多样,对于无经验的初学者而言,哑铃训练、弹力带训练及静态阻力训练均是易于实施且安全有效的方式。传统哑铃训练采用动态恒定外部阻力(DCER)模式,该模式在整个运动范围内保持恒定阻力[11],被认为是提高运动表现的理想方式[12]。弹力带训练是一种常见的可变阻力训练(VRT)方法,其特点是运动范围的不同阶段阻力不同,在运动弱点处提供较小阻力,在运动强点处提供较大阻力[13]。研究表明,这种训练方式能更有效地刺激反射通路[14]。等长力量训练(IST)是指在无外部运动的情况下收缩骨骼肌[15],具有较低的训练疲劳度[16],并在特定关节角度下表现出优越的力量提升效果[17]。
选择适当的训练方法需要考虑个人训练目标、能力水平及个体需求。由于无经验者对训练刺激的适应性较强,使用不同训练方法时的表现差异可能较小[18]。然而,目前大多数关于肌肉表现的研究均针对已有训练经验的个体。因此,探究不同训练方法对无经验大学生的影响至关重要,因为初始训练效果可能直接影响他们坚持锻炼的意愿。
本研究旨在比较不同阻力训练方式对无经验大学生肌肉质量和脂肪质量的影响,研究结果可为无经验者选择适当的训练方法提供实证依据。
本研究共招募45名大学生志愿者,其中男性25名,女性20名,平均年龄为22.3岁。测试期间,所有参与者需避免吸烟、饮酒、熬夜及禁食,并通过定期检查或问卷调查监测其遵守情况。此外,参与者被要求除实验训练外,不得进行其他力量训练。研究获得学术伦理委员会批准,所有受试者在参与研究前均签署了书面知情同意书。由于个人原因,2名参与者退出研究,最终43名受试者完成所有训练和测试,数据用于最终分析。
所有参与者通过计算机随机分配至三个组别,每组15人。干预前使用InBody770分析仪测量身体成分,包括体脂率、肌肉质量及四肢肌肉分布情况。研究持续8周,分别实施三种阻力训练(VRT、IST、DCER),所有训练由专业人员指导,以确保正确的训练技术。所有参与者佩戴便携式EMG设备实时监测训练强度,每次训练后上传EMG数据,以确保数据的完整性和准确性。
训练周期为8周,每周2次,每次60分钟。上肢训练针对前三角肌,DCER组使用哑铃进行前平举,VRT组使用弹力带进行前平举,IST组进行静态前平举。下肢训练针对股四头肌,DCER组使用腿部伸展机,VRT组使用弹力带进行坐姿腿部伸展,IST组进行静态股四头肌收缩。所有训练每侧完成5组,每组10次,组间休息60秒。EMG设备用于监测训练过程中肌肉激活情况,确保各组训练强度一致。
本研究使用便携式EMG设备。在干预前,每名参与者进行最大随意收缩(MVC)测试,以此作为基线。在训练过程中,若参与者的EMG信号超过其MVC的70%,设备将提示成功的肌肉激活。EMG设备会自动更新每次测试的峰值数据,以确保训练强度的标准化。
本研究采用SPSS 26和GraphPad Prism 8进行数据分析。配对t检验用于比较训练前后手臂和腿部肌肉质量、整体肌肉质量和脂肪质量的变化。此外,采用协方差分析(ANCOVA)比较VRT、IST和DCER组在训练后的肌肉质量和脂肪质量差异。所有统计分析均以p<0.05作为显著性水平。
表1展示了研究参与者手臂和腿部的肌肉重量、肌肉质量和脂肪质量,并比较了阻力训练前后的变化。右臂肌肉在阻力训练前后的重量差异具有统计学显著性
(图1)(p < 0.05),训练后肌肉重量平均增加0.05 kg。左臂肌肉在阻力训练前后的重量差异同样具有统计学显著性(图1)(p < 0.05),训练后肌肉重量平均增加
0.05 kg。右腿肌肉在阻力训练前后的重量差异具有统计学显著性(图1)(p < 0.01),训练后肌肉重量平均增加0.15 kg。左腿肌肉在阻力训练前后的重量差异也具有统计学显著性(图1)(p < 0.01)。
阻力训练后,肌肉重量平均增加了 0.16 kg。肌肉质量在阻力训练前后的变化具有统计学显著性(图 2)
(p< 0.05)。阻力训练后,肌肉质量平均增加了 0.45 kg(表 1)。对于脂肪质量,阻力训练前后的变化同样具有统计学显著性(图 2)(p < 0.01)。阻力训练后,脂肪质量平均减少了 1.13 kg。
根据这些结果,我们可以得出结论,阻力训练对左右手臂和腿部的肌肉、肌肉质量以及脂肪质量产生了显著的体重变化。阻力训练导致手臂和腿部的肌肉重量增加、肌肉质量提升以及脂肪质量减少,表明阻力训练对肌肉力量和身体组成具有积极影响。
表 1 阻力训练前后手臂、腿部、肌肉质量和脂肪质量差异比较
Table 1 Comparison of differences in arm, leg, muscle mass, and fat mass pre-and post-resistance exercise
| Pre(kg) | Post(kg) | Difference(kg) | T | p-value | ||
| Arm | R | 2.62 | 2.67 | 0.05 | -2.30 | 0.03 |
| L | 2.59 | 2.64 | 0.05 | -2.36 | 0.02 | |
| Leg | R | 8.07 | 8.22 | 0.15 | -4.36 | 0.00 |
| L | 8.00 | 8.16 | 0.16 | -5.05 | 0.00 | |
| Muscle mass | 28.32 | 28.77 | 0.45 | -2.96 | 0.01 | |
| Fat mass | 17.67 | 16.54 | -1.13 | 3.59 | 0.00 |
图 1 阻力训练前后手臂和腿部的差异
Figure 1 Pre- and post-resistance exercise differences in arm and leg
我们比较了 VRT、IST 和 DCER 组在阻力训练后的肌肉质量和脂肪质量,结果如表2所示。观察到以下结果:
对于肌肉质量,调整后的均值分别为 VRT 组 29.1kg、IST 组 28.7kg 和 DCER 组28.6kg。统计分析表明,三组之间无显著性差异(p>0.05),这表明阻力训练后 VRT、IST 和 DCER 组的肌肉质量无显著差异。
对于脂肪质量,调整后的均值分别为 VRT 组 16.2kg、IST 组 16.9kg和DCER组 16.5kg。统计分析显示,三组之间的脂肪质量无显著性差异(p>0.05),这说明阻力训练后VRT、IST和DCER组的脂肪质量无显著差异(表2)。
总之,我们的分析结果表明,阻力训练后VRT、IST和DCER组的肌肉质量和脂肪质量无显著性差异,这意味着这三种训练方式在肌肉质量和脂肪质量方面的影响相似。
图 2 阻力训练前后肌肉质量和脂肪质量的差异
Figure 2 Pre- and post-resistance exercise differences in muscle mass and fat mass
表 2 阻力训练后VRT、IST和DCER组肌肉质量和脂肪质量的比较
Table 2 Comparison of muscle mass and fat mass among VRT, IST, and DCER groups post-resistance exercise
| Team | N | Mean(kg) | SD | Adjusted Mean(kg) | p-value | |
| Muscle mass | VRT | 15 | 29.3 | 6.3 | 29.1 | 0.34 |
| IST | 13 | 27.9 | 6.7 | 28.7 | ||
| DCER | 15 | 29.0 | 7.2 | 28.6 | ||
| Fat mass | VRT | 15 | 18.8 | 10.1 | 16.2 | 0.68 |
| IST | 13 | 16.1 | 7.1 | 16.9 | ||
| DCER | 15 | 14.7 | 6.4 | 16.5 |
根据相关研究,经过8周的力量训练,肌肉增长的量因个体差异和训练计划而异。对于大多数人来说,8 周内肌肉增长通常在0.5 kg到2kg之间[22]。在这个为期 8 周的训练计划中,所有参与者的平均肌肉质量增加了0.45kg,这与大多数研究的结果相符。然而,值得注意的是,本研究中相对较低的运动频率(每周2次)可能导致肌肉质量的增加较其他实验有所降低。力量训练通过多种机制提高肌肉力量,包括神经肌肉适应、肌肉肥大(肌肉横截面积的增加)和结缔组织刚度的变化[23]。在阻力训练的背景下,肌肉力量在初期阶段(2~4周)的增加通常归因于神经肌肉系统和结缔组织的适应。随着力量训练的持续进行,肌肉质量逐渐增加,一旦神经适应达到平台期,肌肉质量在推动力量提升方面的作用变得更加重要[24]。肌肉质量的增加发生在肌肉蛋白合成超过肌肉蛋白分解时,并在累积的时期中产生积极的净蛋白平衡。肌肉质量的增加发生在肌肉蛋白合成超过肌肉蛋白分解时,导致累积期间的正净蛋白平衡[25]。将蛋白质摄入与阻力训练相结合是促进肌肉蛋白合成的有效刺激。因此,在阻力训练中,最大化肌肉适应非常重要,尤其是在蛋白质摄入保持恒定的情况下[26]。努力的体积和强度是直接影响肌肉适应的基本组成部分[27]。
在我们的研究中,参与者在进行阻力训练时有效地使用EMG设备控制了运动的数量和强度,确保了不同组之间的运动强度一致。因此,我们的研究结果表明,不同的阻力训练方法在相同运动强度下对肌肉质量增长没有显著影响。
在我们的研究中,除了参与者的肌肉质量显著增加外,脂肪质量平均减少了1.13 kg,且与训练前相比显示了显著差异。这清楚地表明,阻力训练不仅对肌肉增长有显著效果,而且有效改善了身体成分[28]。因此,阻力训练现在被推荐为任何锻炼计划的一个重要组成部分。与有氧运动类似,阻力训练后的40分钟、2 小时、15 小时和 38 小时内,能量消耗显著增加[29,30]。此外,与相同能量消耗下进行的耐力运动相比,剧烈的阻力训练时,血浆儿茶酚胺浓度明显更高[31]。儿茶酚胺在通过激活β-肾上腺素能和α-肾上腺素能受体来促进脂肪分解和释放的过程中起着重要的调节作用[32]。这一过程在脂肪减少和代谢调节中具有重要意义。尽管研究参与者在运动干预前后体脂含量有显著差异,但在三种运动模式 DCER、IST 和 VRT 之间未观察到显著差异。这些结果表明,对于初学者来说,在相同运动强度下,不同的阻力训练方法对脂肪减少效果没有显著差异。对于运动经验不足的初学者来说,如果训练目标不是特别针对某一方面的表现提升,个体可以根据个人偏好和客观条件选择进行DCER、IST或VRT中的任何一种方式进行锻炼,仍然能够达到预期的锻炼效果。与其关注特定的运动方式,更为关键的是保持足够的运动量和强度。使用 EMG 设备是一种有效控制阻力训练强度的方法。
本研究严格遵循《赫尔辛基宣言》所述的原则,确保所有参与者在整个研究过程中充分了解其权利和义务。在向参与者提供充分说明后,均获得了其知情同意。本研究方案已通过广州商学院学术伦理审查委员会审查批准,批准编号为:LLSC2024008。
ChiCTR2500097949,回溯性注册。注册日期:2025年2月27日。注册于中国临床试验注册中心。
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