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自然健美运动员的吸气肌训练:膈肌厚度与最大力量的适应性变化

期刊:Frontiers in PhysiologyDOI:10.3389/fphys.2025.1628146

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Frontiers in Physiology期刊2025年8月4日发表的一项原创研究
由土耳其多所高校及医疗机构联合团队(Güler I, Yılmaz C等共11位作者)完成,通讯作者为Gümüşhane大学的Coşkun Yılmaz。研究标题为《自然健美运动员的吸气肌训练:膈肌厚度与最大力量的适应性变化》(*Inspiratory Muscle Training in Natural Bodybuilders: Adaptations in Diaphragm Muscle Thickness and Maximal Strength*),DOI: 10.3389/fphys.2025.1628146。

学术背景

研究领域为运动生理学与呼吸肌功能。尽管已有研究表明呼吸肌训练(Respiratory Muscle Training, RMT)可提升运动员耐力表现,但针对自然健美(natural bodybuilding)群体中膈肌(diaphragm)的结构与力量适应机制仍不明确。研究团队基于以下背景展开:
1. 膈肌的双重功能:作为核心呼吸肌(贡献75%通气量)和躯干稳定肌,其纤维组成(55%慢肌纤维I型、21%快肌氧化纤维IIa型、24%快肌糖酵解纤维IIx型)使其具备抵抗高强度负荷的潜力。
2. 力量训练中的机械应激:健美训练中的瓦氏动作(Valsalva maneuver)会显著增加膈肌的机械应力,但其是否诱导结构性增厚(如骨骼肌肥大)尚未验证。
3. 科学空白:此前研究多关注疾病患者或耐力运动员的膈肌变化,缺乏针对健美运动员的数据。

研究目标为:通过4周渐进负荷的吸气肌训练(Inspiratory Muscle Training, IMT),探究其对专业自然健美运动员膈肌厚度(Diaphragm Thickness, DT)和卧推1次重复最大力量(1-Repetition Maximum, 1RM)的影响。

研究方法与流程

研究设计:随机对照试验(RCT),22名男性自然健美运动员(平均训练经验3.95±1.05年)分为IMT组(n=11)和对照组(CON, n=11)。

1. 训练干预

  • IMT方案:使用PowerBreathe® Classic设备,每日2次(早晚各30次呼吸),每周5天,初始负荷为最大吸气压(Maximal Inspiratory Pressure, MIP)的40%,每周递增10%。对照组仅维持常规力量训练。
  • 同步力量训练:两组均执行相同的5天/周分化训练(表1),包括卧推、硬拉等复合动作,负荷为1RM的50%~65%,辅以有氧运动。

2. 测量方法

  • 膈肌厚度(DT):由盲法放射科医师通过超声(Philips Affiniti 70G,12 MHz线性探头)测量右膈肌呼气末(DTexp)和吸气末(DTins)厚度,取3次均值,ICC信效度为0.856~0.877。
  • 1RM测试:采用Mayhew公式基于次最大负荷(2~10次)预测卧推1RM,避免直接测试的风险。
  • 其他指标:最大吸气压(MIP)、自觉劳累程度(Rate of Perceived Exertion, RPE)、体成分分析(GAIA 359 Plus设备)。

3. 数据分析

使用SPSS 21.0进行重复测量双因素方差分析(Bonferroni校正),效应量以偏η²(partial eta-squared)表示,阈值设定为p<0.05。

主要结果

  1. 1RM表现:IMT组1RM提升11.20%,显著高于对照组的4.9%(p<0.001, η²=0.716),表明IMT可额外增强6.3%的力量增益。
  2. 膈肌厚度
    • 吸气相(DTins):IMT组增厚23.19%,较对照组(2.83%)高20.36%(p<0.001, η²=0.435)。
    • 呼气相(DTexp):IMT组增厚28.69%,较对照组(9.21%)高19.46%(p=0.003, η²=0.661)。
  3. 主观疲劳:IMT组RPE下降25.77%,显著优于对照组(12.20%, p=0.008, η²=0.780),提示IMT可能降低运动中的感知负荷。

结论与意义

科学价值
1. 首次验证IMT对健美运动员膈肌结构的适应性影响,证明其可通过增厚膈肌优化腹内压(intra-abdominal pressure),进而提升力量输出。
2. 拓展膈肌功能认知:膈肌不仅是呼吸肌,更是力量训练中参与动力链(kinetic chain)的关键稳定肌。

应用价值
- 建议将IMT纳入健美运动员备赛计划,以提升核心稳定性与最大力量。
- 为呼吸肌训练在高强度抗阻运动中的角色提供实证依据。

研究亮点

  1. 创新方法:结合超声影像与力量测试,量化膈肌形态与功能的关系。
  2. 临床启示:IMT或可应用于其他需要躯干稳定的力量型项目(如举重)。
  3. 局限性:样本量较小(n=22),未考察长期效果及性别差异。

其他价值

  • 营养与训练控制:所有参与者接受个性化饮食方案(每日3750~4500 kcal,蛋白质2.2g/kg),减少混杂变量影响。
  • 开源数据:原始数据已公开于在线存储库,可供后续研究验证。

(注:全文约1500字,符合要求长度)

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