Eccentric Training

為什麼要做離心訓練

什麼是離心訓練

首先我們要先從肌肉的三種不同收縮方式開始講起:向心(concentric)、等長(isometric)、離心(eccentric)收縮

以二頭肌彎舉為例,當你將重物舉起並且加速往上,此種肌肉長度縮短的過程我們稱為向心收縮,此時我們假設您可舉起的最大重量(1RM)為15kg;

第二型態為等長收縮,你可以想像將手肘維持在90度並且停在該處,此時肌肉並不會被拉長或縮短,且你可舉起的最大重量會略大於肌肉向心收縮時可舉起的重量,像是可到17.5kg;

最後一種型態為離心收縮,與第一種型態剛好相反,是當你要將重物放回起始位置時,肌肉長度拉長的過程,此時你可舉起的最大重量更是高於向心收縮時,甚至可到約20kg,也就是說,向心與離心收縮的過程,力量的差異可高達約20%至60%*。

也因此,當我們在訓練時,由於肌肉離心收縮的過程可以出較大的力,我們會希望在此階段提供更大的阻力,才可能達到肌肉損害並且修復的目的。

如何用飛輪阻力系統作離心訓練

傳統的訓練方式通常是舉起某個重物,例如槓鈴、啞鈴或其他可調整槓片的裝置,這種訓練方式主要在於抵抗地心引力所形成的重力。

飛輪訓練或稱為慣性訓練(Inertial Training),阻力來源為轉動飛輪的過程中所造成的慣性,也因此,進行飛輪訓練系統與傳統訓練最不一樣的地方在於,傳統訓練為肌肉於收縮過程中抵抗負荷物的重力,其阻力大小為固定值,而飛輪訓練系統則為加速或減速飛輪轉動時,肌肉抵抗其造成的慣性,阻力大小於過程中為變動值

離心訓練的好處:提升運動表現

提升肌力、爆發力、SSC(伸展-收縮循環)完整增強式訓練

有研究將高中籃球員分成三組,其中有兩組的訓練菜單相同,一組於訓練中,將羅馬尼亞硬舉與深蹲改為飛輪訓練(飛輪組)、一組則是全作傳統訓練(傳統組)、剩下一組則是單純作籃球的訓練(控制組)。經過八週的實驗後結果顯示,進行飛輪組與傳統組訓練的運動員,於直膝垂直跳、5公尺衝刺與折返跑等項目,與控制組相比有顯著的進步,甚至飛輪組的表現更佳,而前兩種訓練對於增加最大肌力上的效果也是相同的。也因此,該篇研究建議教練或訓練員,可將飛輪訓練加入於高中籃全員的訓練中,以獲得更好的運動表現

Stojanović, M.D.M.; Mikić, M.; Drid, P.; Calleja-González, J.; Maksimović, N.; Belegišanin, B.; Sekulović, V. Greater Power but Not Strength Gains Using Flywheel Versus Equivolumed Traditional Strength Training in Junior Basketball Players. Int. J. Environ. Res. Public Health 2021, 18, 1181.

超負荷/加重離心負荷訓練的效果更佳

也有研究在探討加重離心負荷訓練的好處,該研究的研究對象皆為有重訓經驗的人並分成三組進行,一組為加重離心負荷訓練(離心阻力=向心阻力+40%)、一組為進行等慣性訓練(離心阻力=向心阻力)、剩下一組維持之前的訓練。

經過十週的實驗結果顯示,等長膝關節最大伸肌力量測試(Maximum Isometric Knee Extension Tests)中,加重離心負荷訓練組較其他兩組有著顯著的表現;而在等速膝關節最大伸肌力量測試(Maximum Isokinetic Knee Extension Tests)中,加重離心負荷訓練組與等慣性訓練組的表現相同,但也較控制組來的優異。不僅如此,三組中於膝關節伸展運動反覆至失敗測試(Knee extension repetition-to-failure)中,僅加重離心負荷訓練組於此項目結果有進步(較不容易疲憊);而於肌肉量方面前兩組的增加量則差不多。

總結來說,加重離心負荷訓練可以增加肌肉最大輸出力提升作工效率(work capacity)以及增強肌肉活化(muscle activation) 。

Walker S, Blazevich AJ, Haff GG, Tufano JJ, Newton RU, Häkkinen K. Greater Strength Gains after Training with Accentuated Eccentric than Traditional Isoinertial Loads in Already Strength-Trained Men. Front Physiol. 2016 Apr 27;7:149.

如何達到超負荷離心訓練

傳統訓練在加強肌肉離心收縮訓練時,通常是採兩人一組的方式,其中一人於肌肉離心的階段施加壓力,藉以達到提供更大阻力的目的。而飛輪訓練系統較傳統訓練還要來的特別的地方在於,飛輪訓練系統可以簡單的利用超負荷離心(Eccentric Overload)訓練或加重離心負荷(accentuated eccentric loading)等訓練方式,達到加強肌肉離心訓練的訓練。

以下介紹四種達到超負荷離心訓練或加重離心負荷的方式:

 

1.增加向心時的肌群參與:

此方式為最簡單且直觀的超負荷離心收縮訓練,舉例來說,使用者在作二頭肌彎舉的訓練時,可於向心階段利用深蹲起來的方式增加飛輪轉動的慣性,於離心階段單純的使用二頭肌放回。

2.單向超負荷:

此方式與上述增加向心時肌群參與的方式有點相似,使用者在作二頭肌彎舉的訓練時,可於向心階段使用雙手的方式幫助增加飛輪轉動的慣性,於離心階段只用單手來抵抗回程的阻力。

3.縮短離心收縮的行程:

在向心階段盡可能的全力拉動飛輪,而在離心約2/3的階段時才開始減速飛輪。由於使用者僅在2/3的行程中要抵抗整段向心行程所產生的慣性,因此於離心階段可以感受到更大的阻力。

4.定點衝擊:

這種方式有點類似上述縮短離心收縮行程的方式,不同之處在於,使用者在向心階段拉完之後,先停在某個點等待飛輪的力轉回該點,等使用者感受到力後接著需在該點抵抗所有向心階段所產生的慣性力,由於此方式於離心階段會造成非常大的負荷,因此並不建議初學者使用喔!

訓練一定愈慢愈好嗎?我該怎麼訓練呢?

我們現在已經知道了如何利用飛輪阻力系統加強訓練肌肉離心收縮階段的方法,那健身者常提到的:「專注在離心收縮這段」、「放回去時要放慢速度」,這些話背後的意義是什麼呢?到底哪種訓練方式效果較佳呢?

Tempo訓練是健身者常使用的訓練方式,方法是將肌肉離心、等長與向心、等長的訓練時間參數化,通常會以四個數字,如2/0/2/0、4/0/1/0等表示該階段所訓練的秒數。通常,訓練者會增加肌肉於離心階段的訓練秒數,目的是希望增加「肌肉受壓力的時間TUT(Time Under Tension)」,藉此達到增強肌力與肌肥大的目的。然而,增加肌肉受力時間對於肌肉生長到底有沒有幫助這件事,有研究持正面意見亦有研究持反面意見,因此增加離心階段受力時間的訓練是否為最有效的訓練方式,目前學說上仍無統一意見。

有研究將大學足球員分成兩組,兩組皆以70% 1RM的重量做槓鈴深蹲至力竭,一組為向心2秒離心2秒、一組為向心2秒離心4秒,經過一週兩次總共六週的訓練後,研究結果顯示離心2秒與4秒組別的差異並不大

Shibata K, Takizawa K, Nosaka K, Mizuno M. Effects of Prolonging Eccentric Phase Duration in Parallel Back-Squat Training to Momentary Failure on Muscle Cross-Sectional Area, Squat One Repetition Maximum, and Performance Tests in University Soccer Players. J Strength Cond Res. 2021 Mar 1;35(3):668-674.

而傳統認為自主性放慢tempo,更可以促進合成代謝反應,進而使肌肉生長,然而新的研究卻顯示,放慢節奏(tempo)與肌肉生長並非直接相關!事實上,合成代謝反應是ㄧ個複雜的現象,無法只單靠改變一個變數,也就是tempo,就能造成直接的影響,還需考慮其他因素,如負重、有效次數、肌肉疲勞等等

Wilk M, Zajac A, Tufano JJ. The Influence of Movement Tempo During Resistance Training on Muscular Strength and Hypertrophy Responses: A Review. Sports Med. 2021 May 27.

離心訓練的好處:預防運動傷害

離心訓練可以有效的預防運動傷害,以下肢運動為例,腿部的動作多半是由大腿後肌(膕繩肌)與股四頭肌的連續活動形成,而膕繩肌除了可幫助膝蓋穩定外,還與十字韌帶是否容易撕裂傷相關,有研究顯示,股四頭肌較膕繩肌強的話,十字韌帶撕裂的風險便會上升。

根據肌肉的長度與張力關係圖,我們可以觀察到,肌肉在長度拉長時收縮的張力會變小,也就是說肌肉在拉長的狀態無法承受較大的外力。而研究顯示,離心訓練有助於肌肉增加肌小結、使肌力上升,因此當肌肉在伸長(也就是關節角度較大時),較能承受較大的外力;且離心訓練還可以增加肌肉束的長度,因此也可以增加肌肉的柔軟度。

從實際的觀察我們也可得到相同的結果,以大腿後肌緊繃的運動員為例,當肌肉長度較短時有較大的力量;肌肉長度較長時,力量則會較肌肉柔軟的人來說還要下降許多,因此我們可以得出,肌肉較柔軟者,較可以有效的抵抗運動中所產生的肌肉伸長力,也就是說,身體活動度愈佳,也就是柔軟度愈佳者,愈可以避免受到運動傷害

O’Sullivan K, McAuliffe S, Deburca N. The effects of eccentric training on lower limb flexibility: a systematic review. Br J Sports Med. 2012 Sep;46(12):838-45.

離心訓練的好處:運動傷害後的復健

在前面的文章已經知道,做離心訓練有許多好處,包含增加運動表現、提升肌力與爆發力、增加肌肉束的長度以增加柔軟度、預防運動傷害等等。而事實上,物理治療中更是廣泛的使用離心訓練來作為治療肌腱病變與復健的運動,如肱骨外上髁炎(也就是俗稱的網球肘)、肩旋轉肌撕裂、髕骨(跳躍膝)肌腱炎、阿基里斯腱撕裂等肌腱病變。

研究認為離心訓練能幫助肌腱復健的可能原因為,第一,高頻率的振動,反覆的將肌肉處於施力與未施力狀態下,可能可以幫助肌腱重組;第二,促進第一型膠原蛋白(Type I  collagen)生成,該膠原蛋白的生成可減少患部的疼痛並且增強肌腱勁度(stiffness),肌腱勁度愈高愈可以需要承受高衝擊並產生高反作用力。

 

有很多運動傷害其實是慢性肌腱炎,單只靠休息並不會好,還需要特定的訓練才能康復,因此,不要忽略了運動傷害的預防與復健的重要性,快把離心訓練加進訓練的一環吧

Murtaugh B, Ihm JM. Eccentric training for the treatment of tendinopathies. Curr Sports Med Rep. 2013 May-Jun;12(3):175-82.

飛輪阻力訓練也可以幫助長輩的平衡能力!

我們已經知道了飛輪阻力訓練的諸多好處,且不僅對於運動員甚至是健身新手都有所幫助,但對年長者而言,飛輪阻力訓練也同樣適合他們嗎?

 

事實上,飛輪阻力訓練對於年長者來說一樣的重要,有研究將24位年長者分為兩組,一組使用傳統訓練、一組使用飛輪阻力訓練,經過12周的訓練後發現,肌力增加的部分,兩組增加的效果一樣;但在肌腱勁度的部分,飛輪阻力訓練組較傳統訓練組,效果優於2.5倍以上。(肌腱勁度愈高愈可以需要承受高衝擊並產生高反作用力。

Onambélé GL, Maganaris CN, Mian OS, Tam E, Rejc E, McEwan IM, Narici MV. Neuromuscular and balance responses to flywheel inertial versus weight t ons. J Biomech. 2008 Nov 14;41(15):3133-8.

而這個研究的重要性在於,我們可得知飛輪阻力訓練能有效的幫助年長者的平衡能力,由於姿勢的平衡與肌腱功能相關,如踝關節蹠屈肌(ankle plantar flexor)的肌力、主動能力、以及肌腱勁度(stiffness)等,因此對於容易肌力不足且容易跌倒的老人來說,飛輪阻力訓練能夠幫助他們更不容易發生危險

Onambélé GL, Degens H. Improvements in muscle-tendon properties are beneficial to balance in multiple sclerosis. Mult Scler. 2006 Oct;12(5):666-9.

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