DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2025.1676910
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41567879
تاريخ النشر: 2026-01-06
المؤلف: Kai Liu وآخرون
الموضوع الرئيسي: التوازن، والمشي، والوقاية من السقوط
نظرة عامة
تدرس هذه الدراسة قوة عضلات الأطراف السفلية والتحكم في التوازن لدى رياضيي الترامبولين النخبة، مع التركيز على الفروق بين الجنسين بين 11 عضوًا من المنتخب الوطني الصيني. باستخدام تخطيط كهربية العضلات (EMG)، وتقييمات التوازن الثابت، وقياسات الضغط على القدم، تستخدم البحث تحليل التباين ثنائي الاتجاه لتحليل الاختلافات بين الرياضيين الذكور والإناث. تشير النتائج إلى أنه خلال مرحلة الاتصال بالشبكة، يظهر الرياضيون الذكور قيم جذر متوسط المربعات (RMS) أعلى بشكل ملحوظ لعضلة الساق (P < 0.01) واختلافات ملحوظة بين اليسار واليمين في معدلات المساهمة (P < 0.05). من حيث التوازن الثابت، تظهر الإناث استقرارًا أفضل على الجانب الأيمن في ظروف إغلاق العينين (P < 0.05)، بينما يظهر الذكور توازنًا محسنًا على الجانب الأيسر مع فتح العينين (P < 0.01). بالإضافة إلى ذلك، يبذل الذكور ضغطًا كليًا أكبر على القدم اليسرى (P < 0.01). تسلط الخاتمة الضوء على أنه خلال مرحلة اللمس بالشبكة، يحدث ذروة تنشيط عضلات الفخذ، مع الحفاظ على الإناث على جهد متوازن عبر الأطراف السفلية، بينما يظهر الذكور تحولًا نحو اليسار في مركز الثقل، مما يبرز دور الكاحل الأيسر في الاستقرار. تعتبر عضلة الساق حاسمة بشكل خاص خلال مرحلة الإقلاع للذكور، مما يتطلب تدريبًا على القوة الانفجارية. تكشف تحليل ضغط القدم عن نمط مهيمن على الكعب واختلافات ملحوظة بين اليسار واليمين في تنشيط العضلات والتوازن، مما يشير إلى الحاجة إلى تمارين قوة وتوازن أحادية مستهدفة لتعزيز الأداء وتقليل مخاطر الإصابة.
مقدمة
تسلط مقدمة ورقة البحث الضوء على تعقيد ومتطلبات المهارة في رياضة الترامبولين، مشددة على أهمية وضع الجسم والتوازن بسبب سطح الترامبولين غير المستقر. تحدد مرحلة الاتصال بالشبكة كمرحلة حاسمة لتنفيذ المناورات الهوائية عالية الصعوبة، حيث تلعب تنشيط عضلات الأطراف السفلية دورًا حيويًا. ومع ذلك، يمكن أن يؤدي التنشيط المطول إلى اختلالات عضلية، خاصة في نسب ثني ومد الركبة ومفاصل الكاحل، والتي تتكرر بين رياضيي الترامبولين الذكور وتلاحظ بشكل خاص في الرياضيين الصينيين. تناقش المقدمة أيضًا معدلات الإصابات العالية في رياضة الترامبولين، حيث تمثل إصابات الأطراف السفلية نسبة كبيرة، وتؤكد على الحاجة إلى استراتيجيات تدريب وإعادة تأهيل فعالة للتخفيف من هذه المخاطر.
تشير الورقة إلى أنه بينما ركزت الأبحاث الحالية على مواقع ومعدلات الإصابات، هناك فجوة ملحوظة في فهم الآليات وراء هذه الإصابات، خاصة فيما يتعلق باختلالات تنشيط العضلات التي يمكن أن تؤثر على الأداء وتزيد من مخاطر الإصابة. لمعالجة هذه الفجوة، تهدف الدراسة إلى التحقيق في النشاط العضلي للأطراف السفلية والتوازن الثابت خلال مرحلة الاتصال بالشبكة، مع فرضية وجود اختلافات ملحوظة بين الرياضيين الذكور والإناث. تسعى هذه البحث إلى تقديم دعم نظري لتحسين استراتيجيات التدريب والوقاية من الإصابات في رياضة الترامبولين.
طرق
تحدد قسم “الطرق” في ورقة البحث الإجراءات التجريبية والتحليلية المستخدمة للتحقيق في سؤال البحث. توضح اختيار المشاركين، بما في ذلك أي معايير شمول أو استبعاد، وتصف تقنيات جمع البيانات المستخدمة، مثل الاستطلاعات، والمقابلات، أو التجارب المخبرية. كما تحدد القسم أيضًا الطرق الإحصائية المطبقة لتحليل البيانات، بما في ذلك أي برامج مستخدمة ومستويات الدلالة المحددة لاختبار الفرضيات.
بالإضافة إلى ذلك، قد تتضمن المنهجية وصفًا للتصميم التجريبي، مثل ما إذا كان عرضيًا، طوليًا، أو محكومًا عشوائيًا. يتم تحديد أي ضوابط و متغيرات ذات صلة، مع توضيح الأسباب لاختيارها. بشكل عام، تم تصميم الطرق لضمان موثوقية وصلاحية النتائج، مما يسمح بإعادة إنتاجها وتعميمها ضمن سياق الدراسة.
نتائج
تشير النتائج إلى وجود اختلافات ملحوظة في تنشيط العضلات ومعدلات المساهمة بين الرياضيين الذكور والإناث خلال كل من مراحل اللمس بالشبكة والإقلاع. في الرياضيين الذكور، كانت القيمة الكلية لـ RMS للطرف السفلي الأيمن أعلى باستمرار من تلك الخاصة بالأيسر، مع اختلافات ملحوظة في عضلة الساق (P < 0.05، ES = 1.12). على العكس، أظهرت الرياضيون الإناث قيم RMS أعلى في الطرف السفلي الأيسر خلال مرحلة الإقلاع، خاصة في عضلة الساق (P < 0.01، ES = 1.03). أظهرت عضلة الفخذ المستقيمة قيم RMS أقل لدى الإناث مقارنة بالذكور (P < 0.05، ES = 1.09؛ P < 0.05، ES = 0.74). تفاوتت معدلات مساهمة العضلات بشكل ملحوظ بين الأطراف والجنسين. بالنسبة للرياضيين الإناث، كانت مساهمة الطرف السفلي الأيسر تقودها عضلة الساق، بينما فضل الطرف الأيمن عضلة الفخذ الوحشية. في الرياضيين الذكور، كانت العضلة الوحشية هي المفضلة في الطرف السفلي الأيسر، بينما فضل الطرف الأيمن عضلة الفخذ المستقيمة. كشفت اختبارات التوازن أن الرياضيين الإناث كان لديهم توازن أفضل في الطرف السفلي الأيمن تحت ظروف إغلاق العينين (P < 0.05، ES = 1.17)، بينما أظهر الرياضيون الذكور توازنًا متفوقًا في الطرف السفلي الأيسر تحت ظروف فتح العينين (P < 0.01، ES = 0.92). بالإضافة إلى ذلك، أشار تحليل ضغط القدم إلى أن الرياضيين الذكور exerted greater pressure in the left foot compared to the right (P < 0.01, ES = 1.98), بينما أظهرت الرياضيون الإناث نسبة ضغط أعلى في كلا الكعبين.
مناقشة
تحققت الدراسة في أنماط تنشيط العضلات والتوازن لدى رياضيي الترامبولين النخبة، كاشفة عن اختلافات ملحوظة بين الرياضيين الذكور والإناث. خلال مرحلة اللمس بالشبكة، تم تحديد عضلة الفخذ المستقيمة، والعضلة الوحشية، وعضلة الساق كأهم العضلات المساهمة في توليد القوة، مع عرض الذكور لتنشيط أكبر لعضلة الساق اليسرى وتحول نحو اليسار في مركز الثقل. على النقيض من ذلك، أظهرت الرياضيون الإناث مساهمات عضلية أكثر تناظرًا، مما يشير إلى استراتيجيات بيوميكانيكية متميزة للاستقرار. تؤكد النتائج على أهمية معالجة اختلالات الأطراف السفلية من خلال تدريب مستهدف، خاصة للرياضيين الذكور، للتخفيف من مخاطر الإصابات المرتبطة بالاختلالات التي تتجاوز 15%.
بالإضافة إلى ذلك، سلطت الدراسة الضوء على دور عضلة الساق في كل من إنتاج القوة والاستقرار خلال حركات الترامبولين، مما يبرز الحاجة إلى برامج تدريب تتضمن تمارين لمجموعات العضلات المتعارضة، مثل العضلة الساقية الأمامية. أشار تحليل ضغط القدم إلى استراتيجية مهيمنة على الكعب، مما يسهل نقل الطاقة خلال القفزات، بينما يكشف أيضًا عن اختلافات خاصة بالجنس في التوازن وتنشيط العضلات. يوصي المؤلفون بالتدريب الأحادي وتمارين قوة الكاحل لتعزيز الأداء وتقليل مخاطر الإصابة، مع الاعتراف بالقيود مثل نقص بيانات الإصابات والحاجة إلى تقييمات توازن ديناميكية في الأبحاث المستقبلية.
DOI: https://doi.org/10.3389/fphys.2025.1676910
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/41567879
Publication Date: 2026-01-06
Author(s): Kai Liu et al.
Primary Topic: Balance, Gait, and Falls Prevention
Overview
This study investigates the lower extremity muscle strength and balance control of elite trampoline athletes, focusing on gender differences among 11 members of the China national team. Utilizing electromyography (EMG), static balance assessments, and plantar pressure measurements, the research employs Two-way ANOVA to analyze variations between male and female athletes. Findings indicate that during the net contact phase, male athletes exhibit significantly higher Root Mean Square (RMS) values for the gastrocnemius (P < 0.01) and notable left-right differences in contribution rates (P < 0.05). In terms of static balance, females demonstrate superior right-side stability under closed-eye conditions (P < 0.05), while males show enhanced left-side balance with open eyes (P < 0.01). Additionally, males exert greater total plantar pressure on the left side (P < 0.01). The conclusion highlights that during the net touch phase, peak quadriceps activation occurs, with females maintaining balanced exertion across lower limbs, whereas males display a leftward center of gravity shift, emphasizing the left ankle's role in stabilization. The gastrocnemius is particularly critical during the take-off phase for males, necessitating explosive strength training. The analysis of plantar pressure reveals a heel-dominant pattern and significant left-right asymmetries in muscle activation and balance, suggesting the need for targeted unilateral strength and balance exercises to enhance performance and reduce injury risk.
Introduction
The introduction of the research paper highlights the complexity and skill requirements of trampolining, emphasizing the importance of body posture and balance due to the trampoline’s unstable surface. It identifies the net contact phase as critical for executing high-difficulty aerial maneuvers, where the pre-activation of lower limb muscles plays a vital role. However, prolonged activation can lead to muscle imbalances, particularly in knee flexor-extensor ratios and ankle joints, which are prevalent among male trampolinists and specifically noted in Chinese athletes. The introduction also discusses the high injury rates in trampolining, with lower limb injuries accounting for a significant proportion, and underscores the need for effective training and rehabilitation strategies to mitigate these risks.
The paper points out that while existing research has focused on injury locations and rates, there is a notable gap in understanding the mechanisms behind these injuries, particularly concerning muscle activation imbalances that can affect performance and increase injury risk. To address this gap, the study aims to investigate lower limb muscular activity and static balance during the net contact phase, hypothesizing that significant asymmetries exist between male and female athletes. This research seeks to provide theoretical support for optimizing training and injury prevention strategies in trampolining.
Methods
The “Methods” section of the research paper outlines the experimental and analytical procedures employed to investigate the research question. It details the selection of participants, including any inclusion or exclusion criteria, and describes the data collection techniques utilized, such as surveys, interviews, or laboratory experiments. The section also specifies the statistical methods applied for data analysis, including any software used and the significance levels set for hypothesis testing.
Additionally, the methodology may include a description of the experimental design, such as whether it was cross-sectional, longitudinal, or randomized controlled. Any relevant controls and variables are identified, along with the rationale for their selection. Overall, the methods are designed to ensure the reliability and validity of the findings, allowing for reproducibility and generalization of results within the context of the study.
Results
The results indicate significant differences in muscle activation and contribution rates between male and female athletes during both the net touch and take-off phases. In male athletes, the total RMS value of the right lower limb was consistently higher than that of the left, with notable differences in the gastrocnemius muscle (P < 0.05, ES = 1.12). Conversely, female athletes exhibited higher RMS values in the left lower limb during the take-off phase, particularly in the gastrocnemius (P < 0.01, ES = 1.03). The rectus femoris showed lower RMS values in females compared to males (P < 0.05, ES = 1.09; P < 0.05, ES = 0.74). Muscle contribution rates varied significantly between limbs and genders. For female athletes, the left lower limb's contribution was led by the gastrocnemius, while the right limb favored the vastus lateralis. In male athletes, the left lower limb prioritized the vastus lateralis, whereas the right limb favored the rectus femoris. Balance tests revealed that female athletes had better balance in the right lower limb under eyes-closed conditions (P < 0.05, ES = 1.17), while male athletes demonstrated superior balance in the left lower limb under eyes-open conditions (P < 0.01, ES = 0.92). Additionally, plantar pressure analysis indicated that male athletes exerted greater pressure in the left foot compared to the right (P < 0.01, ES = 1.98), while female athletes showed a higher pressure ratio in both heels.
Discussion
The study investigated muscle activation patterns and balance in elite trampolinists, revealing significant differences between male and female athletes. During the net touch phase, the rectus femoris, vastus lateralis, and gastrocnemius were identified as the primary muscles contributing to force generation, with males exhibiting greater left gastrocnemius activation and a leftward shift in their center of gravity. In contrast, female athletes demonstrated more symmetrical muscle contributions, suggesting distinct biomechanical strategies for stabilization. The findings underscore the importance of addressing lower limb asymmetries through targeted conditioning, particularly for male athletes, to mitigate injury risks associated with imbalances exceeding 15%.
Additionally, the study highlighted the role of the gastrocnemius in both force production and stability during trampoline movements, emphasizing the need for training regimens that incorporate exercises for antagonist muscle groups, such as the tibialis anterior. The analysis of plantar pressure indicated a heel-dominant strategy, which facilitates energy transfer during jumps, while also revealing gender-specific differences in balance and muscle activation. The authors recommend unilateral training and ankle strength exercises to enhance performance and reduce injury risk, while acknowledging limitations such as the lack of injury data and the need for dynamic balance assessments in future research.