运动性肌肉损伤对男女团队运动员下肢侧切生物力学及任务完成能力的影响研究

这篇研究通过多向跑模拟团队运动需求，探讨运动性肌肉损伤（EIMD）对16名运动员（男女各半）45°侧切动作的三维生物力学影响。结果显示，48小时后受试者膝关节内旋角度（p=0.009）、外展活动范围（ROM）（p=0.002）增加，峰值膝伸肌力矩降低（p=0.001），髋-膝伸肌力矩比升高（p=0.020），女性垂直地面反作用力冲量（IGRF）显著增加（d=1.4），提示减速能力下降。研究为EIMD状态下ACL损伤风险机制提供了新证据。

　　

1 引言

团队运动员常面临运动性肌肉损伤（EIMD），其症状可持续数日，表现为肌酸激酶（CK）活性升高、肌肉酸痛及神经肌肉功能下降。研究证实，高强度变向动作（如侧切）产生的离心负荷与EIMD密切相关，而减速阶段膝关节稳定性下降可能增加前交叉韧带（ACL）损伤风险。尽管已有研究探索EIMD对步行和跑步生物力学的影响，但针对侧切动作的三维动力学分析仍存在空白。本研究通过多向跑模拟真实比赛场景，首次系统评估EIMD对男女运动员侧切生物力学的影响。

2 材料与方法

2.1 受试者

16名大学级别团队运动员（男女各8人）参与实验，均无膝关节手术史或近期下肢损伤。基于效应量1.0的先验计算（α=0.05，power=0.95），样本量满足统计需求。

2.2 实验设计

受试者在完成基线测试（CK浓度、肌肉酸痛评分、20米冲刺、侧切生物力学）后，进行12组多向跑（每组含19次变向）。48小时后重复测试，捕捉三维运动轨迹（300Hz）和地面反作用力（GRF，900Hz）。

2.3 关键指标

• •

  任务完成度：通过质心（COM）速度变化和切角角度评估。

• •

  生物力学参数：髋/膝关节三平面角度、力矩（标准化为N·m·kg^-1）及垂直GRF冲量（IGRF）。

3 结果

3.1 EIMD标志物

48小时后CK浓度飙升295.6±228.6 U·L^-1（p=0.009），肌肉酸痛评分达4.3±1.6（p<0.001），20米冲刺时间延长0.2秒（p<0.001），证实EIMD模型成功建立。

3.2 生物力学变化

• •

  膝关节动力学：峰值内旋角度增加3°（p=0.009），外展ROM扩大（p=0.002），膝伸肌力矩降低0.39 N·m·kg^-1（p=0.001）。

• •

  代偿策略：髋-膝伸肌力矩比从1.63升至2.20（p=0.020），显示负荷向髋关节转移。

• •

  性别差异：女性IGRF显著增加（d=1.4，p=0.037），且减速阶段延长7.1%（p=0.012），提示女性减速效率下降。

4 讨论

4.1 损伤风险机制

膝关节内旋角度和外展ROM的增加与ACL损伤机制一致，可能源于EIMD导致的神经肌肉控制下降。髋关节代偿策略虽减轻膝负荷，但类似模式曾见于ACL术后患者，提示潜在功能缺陷。

4.2 性别特异性

女性IGRF的显著升高反映减速能力受损，结合月经周期未控的局限，提示需针对性设计抗阻训练以提升离心控制能力。

4.3 应用价值

多向跑作为生态效度高的EIMD诱导方案，可为运动员周期训练中的ACL风险监控提供参考。教练员需关注EIMD恢复期运动员的侧切技术，尤其是女性运动员的减速训练。

5 结论

EIMD虽未影响侧切任务完成度，但导致膝关节横向运动增加和髋关节代偿模式，女性减速能力下降尤为显著。研究为密集赛程中ACL损伤预防提供了新的生物力学依据。未来需扩大样本量并整合肌电分析以深化机制解析。