本研究由北京体育大学（Beijing Sport University）的Chenguang Wei和Liang Yu，以及英国伍斯特大学（University of Worcester）的Benedict Duncan和Andrew Renfree合作完成，并于2020年3月12日发表于*Frontiers in Physiology*期刊的”Exercise Physiology”专题。研究题目为”A Plyometric Warm-up Protocol Improves Running Economy in Recreational Endurance Athletes”（《超等长热身方案对业余耐力运动员跑步经济性的提升作用》），聚焦于运动生理学领域的热身策略优化问题。

学术背景

跑步经济性（Running Economy, RE）是决定耐力运动表现的核心生理学指标之一，定义为特定亚极限速度下的能耗需求（通常通过稳态摄氧量衡量）。虽然最大摄氧量（VO2max）和乳酸阈值（LT）是传统评估指标，但研究发现，相同VO2max水平的运动员可能因RE差异表现出显著不同的运动表现。既往研究表明，腿部刚度（Leg Stiffness）是影响RE的关键生物力学因素，其通过优化能量储存与释放效率降低跑步能耗。超等长训练（Plyometric Training）和抗阻训练（Resistance Training）被认为可通过激活后增强效应（Post-Activation Potentiation, PAP）或提高腿部刚度改善RE，但急性热身方案（尤其是针对业余运动员）的效果尚不明确。本研究旨在比较超等长与抗阻热身方案对健康成年人RE的急性影响，阐明腿部刚度与RE改善的关联性。

研究流程

1. 研究对象与设计

研究纳入12名健康大学生（3男9女，年龄20±2岁，VO2max 38.4±6.4 ml·min⁻¹·kg⁻¹），均为每周耐力训练小时的业余运动者。采用三交叉平衡设计（拉丁方排列），受试者依次完成三种热身方案（对照组、超等长组、抗阻组），间隔48小时以消除疲劳干扰。

2. 热身方案

• 对照组：10分钟自定速跑步机慢跑 + 6×10秒无负荷跨步（间隔1分钟）。
  
• 抗阻组：同对照组，但跨步时穿戴相当于体重20%的负重背心（参考Barnes et al. 2015方案）。
  
• 超等长组：2×8次蹲跳（Squat Jumps）+2×8次剪蹲跳（Scissor Jumps）+2×8次双腿跳跃（Double Leg Bounds），组间休息60秒。所有方案总时长控制在16分钟左右。
  

3. 测试指标

热身结束后进行：
- 腿部刚度测试：通过测力台（Force Plate）记录5次连续直腿跳跃的最大地面反作用力与垂直位移，按公式k_leg=F_max/ΔL计算。
- 代谢与心肺指标：在1%坡度跑步机上以7/8/9/10 km/h分阶段跑步，每速度维持3分钟，通过气体分析仪（Cortex Metalyzer）测定摄氧量（VO2）、心率（HR）、呼吸交换率（RER）等，最后以Borg量表（6-20）评估主观疲劳度（RPE）。
- 力竭时间测试：从10 km/h开始，每2分钟坡度增加2.5%至力竭。

4. 数据分析

采用双因素重复测量方差分析（ANOVA）比较不同热身方案与跑步速度的交互效应，以效应量（Effect Size, ES）评估差异幅度，并通过Pearson相关分析腿部刚度与RE的关联性。

主要结果

1. 跑步经济性改善：超等长热身显著降低各速度下摄氧量（7-10 km/h分别降低6.2%/9.1%/4.5%/4.4%，ES=0.355-0.513），而抗阻组无统计学差异（p>0.05）。例如在8 km/h时，VO2从对照组的30.08±3.42降至27.33±4.30 ml·min⁻¹·kg⁻¹（p=0.006）。
   
2. 腿部刚度提升：超等长与抗阻组刚度分别增加20%（22.38±3.91 vs. 18.59±4.50 kN·m⁻¹, p=0.039）和24%（23.08±4.51 kN·m⁻¹, p=0.016），且超等长组的刚度变化与8 km/h的RE改善呈中度相关（r=0.475, p=0.041）。
   
3. 其他指标：各组间力竭时间、主观准备度（Perceived Race Readiness）、VO2max等无显著差异（p>0.05），排除疲劳干扰或心血管适应的影响。

结论与意义

本研究表明，单次超等长热身可通过提高腿部刚度（而非PAP效应）改善业余运动员的RE，且效果在中等速度（8 km/h）最显著。其科学价值在于：
1. 机制探索：验证了刚度-RE的急性关联，支持”弹性储能优化”假说（Arampatzis et al. 2006）。
2. 应用指导：为业余跑者提供耗时短（<17分钟）、无需器械的热身方案，弥补了既往研究聚焦精英运动员的不足。

研究亮点

1. 方法创新性：首次对比超等长与抗阻热身对RE的急性效应，设计严格的交叉平衡实验。
   
2. 对象特殊性：针对低训练量人群，拓展了热身策略的应用场景。
   
3. 局限性：未直接测量PAP效应（如肌电活动），未来需结合神经肌肉指标验证机制。
   

该研究为优化耐力运动热身实践提供了实证依据，后续可进一步探索超等长动作的强度-剂量关系及其在竞赛环境中的长效影响。