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东非马赛男性跳跃性能与肌肉肌腱特性的生物力学研究:传统仪式活动对运动表现的影响
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月31日 来源:Scientific Reports 3.8
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本研究针对东非马赛男性在传统跳跃仪式中表现出的卓越运动能力,通过对比22名马赛男性与12名挪威对照组的垂直跳跃(CMJ/RJ)测试,结合动力学、肌电图及超声成像技术,发现两组最大跳跃高度无差异,但马赛人群表现出更快的起跳速度、更高的地面反作用力及更经济的肌腱特性。研究揭示了肌肉肌腱形态与跳跃策略的适应性关联,为运动生物力学和人类运动进化提供新见解。
研究背景
东非马赛人以独特的跳跃仪式闻名,传闻其跳跃能力远超常人,但缺乏科学验证。这一群体长期从事畜牧活动,日常以低强度行走为主,而跳跃舞蹈占每日体力活动的28%,可能塑造了特殊的肌肉肌腱特性。然而,既往研究多关注其基础代谢或体成分,对跳跃性能的生物力学机制及肌肉肌腱适应性尚未深入探索。此外,现代城市化正改变马赛人传统生活方式,亟需在文化消失前记录其独特的运动能力。
研究设计与方法
挪威体育科学大学联合丹麦、坦桑尼亚机构,对比22名马赛男性与12名挪威对照组的垂直跳跃表现。通过力板记录反作用力(Fz),超声测量跟腱刚度及肌肉架构(如腓肠肌内侧头GM的羽状角、肌束长度),同步采集肌电(EMG)和运动学数据。关键实验包括:最大反向跳跃(CMJ)、自选频率重复跳跃(RJ),以及等长跖屈测试量化跟腱力学特性。
研究结果
解剖学特征
马赛人小腿肌肉体积比挪威组小8%,GM肌束长度短10%(48.3±5.8 mm vs 53.4±7.9 mm),羽状角更低(19.5±2.4° vs 21.4±2.8°),但跟腱及腱膜更长(GM腱长+17%)。跟腱刚度绝对值低23%,归一化体重后仍低18%,显示更柔韧的肌腱特性。
CMJ表现
尽管最大跳跃高度无差异(46.5 cm),马赛人起跳时间短42%,髋关节活动范围小24%,但峰值功率高18%(55.2±8.3 W/kg vs 49.2±5.7 W/kg),下肢刚度(LLS)达挪威组的2.5倍。高效的能量转化体现为反应力量指数(RSI)高43%。
RJ表现
马赛人选择更低跳跃频率(1.26±0.05 Hz vs 1.41±0.13 Hz),接触时间长35%,踝关节背屈幅度大55%。超声显示其GM肌腱在触地期伸长量比挪威组高7%,肌束长度变化仅3%,表明肌腱主导能量储存。
讨论与意义
马赛人通过更柔韧的肌腱和短肌束结构,优化了能量储存与释放效率,这可能源于长期低频率跳跃的传统。其快速CMJ执行策略(高RFD、高LLS)接近精英运动员水平,但最大高度未超越对照组,反驳了“超高跳跃”的传闻。研究首次量化了文化实践对肌肉肌腱功能的塑造,为运动生物力学提供跨文化案例。柔韧肌腱与近端肌肉分布可能提升行走经济性,未来需验证其在耐力运动中的优势。
技术局限
野外实验设备限制样本量,且挪威对照组缺乏RJ经验,可能影响比较。但研究通过标准化方法(如超声追踪算法、同步动力学分析)确保了数据可靠性。
结论
马赛人的跳跃传统塑造了独特的“速度-刚度”策略与肌腱适应性,虽未提升绝对跳跃高度,但揭示了人类运动能力的可塑性。该成果发表于《Scientific Reports》,为运动科学、人类学及康复医学提供了新视角。
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