肌肉的收缩特征实验

目的和原理] 目的：观察肌肉收缩的形式及刺激频率与肌肉收缩反应之间的关系。原理：当给神经肌肉标本一个阈上刺激时，肌肉即发生一次收缩反应。用记录仪描记收缩过程，可得到一次单收缩曲线。每个单收缩曲线依次分为三个时期，即潜伏期、收缩期与舒张期。如相继给两个以上阈刺激，刺激之间的间隔超过一个单收缩的持续时间，则肌肉将出现一连串各自分离的单收缩；若刺激间隔时间比单收缩的持续时间短，则前一个收缩还未结束就开始后一个收缩，这样两次收缩就会重叠起来，这种现象称复合收缩。如果后一个收缩是在前一个收缩的舒张期内发生，各自收缩复合的结果，会出现一持续的锯齿状的收缩曲线，这种收缩称为不完全强直收缩。若刺激之间的间隔时间比单收缩的收缩期短，后一收缩就在前一收缩期内发生，结果会出现一持续的收缩曲线，完全看不到舒张期的形迹，这样的持续收缩状态称为完全强直收缩。

[实验动物] 蟾蜍

[实验器材与药品] 肌槽、万能支台、蛙板、蛙类手术器械、肌肉张力换能器、RM6240多道生理信号采集处理系统、任氏液。

[实验步骤]

（一）制作坐骨神经腓肠肌标本

1、破坏脑和脊髓：取蟾蜍一只，左手握住蟾蜍，用食指压住头部前端使头前俯，右手持探针从枕骨大孔垂直刺入（图4-1A），然后向前刺入颅腔，左右搅动捣毁脑组织；将探针抽出再由枕骨大孔向后刺入脊椎管捣毁脊髓，此时如蟾蜍的四肢松软，表示脑脊髓已完全破坏，否则应按上法再进行捣毁。

2、剪除躯干上部及内脏：在骶髂关节水平以上05~1 cm处剪断脊柱（图4-1B），左手握蟾蜍后肢，用拇指压住骶骨，蟾蜍头与内脏自然上垂，右手持大剪刀沿两侧除内脏及头胸部（图4-1C），仅留下后肢、髋骨、脊柱及由它发出的坐骨神经。

3、剥皮：左手提脊柱断端，右手捏住其上的皮肤边缘（图4-1D），向下剥掉全部后肢皮肤将标本放在盛有任氏液的培养皿中。

图4-1 蛙类手术操作示意图

4、将手及用过的剪刀、镊子等全部手术器械洗净，再进行下述步骤。

5、分离两腿：用镊子从背位夹住脊柱，将标本提起，剪去向上突出的尾干骨，然后沿正中线用剪刀将脊柱分为两半，并从耻骨联合中央剪开两侧大腿，这样两腿即完全分离。将两条腿浸于盛有任氏液的培养皿中。

6．制作坐骨神经腓肠肌标本

取一腿放于蛙板上。

（1）游离坐骨神经：用玻璃钩沿脊柱侧游离坐骨神经，将标本背侧向上放置，把梨状肌及其附近的结缔组织剪断，再循坐骨神经沟找出坐骨神经之大腿部分（图4-2），用玻璃钩小心剥离，然后从脊柱根部将坐骨神经轻轻提起，剪断坐骨神经的所有分支，将坐骨神经一直游离至腘窝为止。

（2）完成坐骨神经小腿标本：将游离干净的坐骨神经搭于腓肠肌上，在膝关节周围剪掉大腿肌肉并用剪刀将股骨刮干净，然后在股骨中部剪去上段股骨，制成坐骨神经小腿标本。

（3）完成坐骨神经腓肠肌标本：将上述坐骨神经小腿标本在跟腱处穿线结扎后剪断跟腱。游离腓肠肌至膝关节处，然后齐膝关节将小腿其余部分全部剪断。这样就制得具有附着在股骨上的腓肠肌并带有支配腓肠肌的坐骨神经的标本（图4-3）。

用任氏液粘湿的铜锌弓迅速接触坐骨神经，如腓肠肌发生明显的收缩，则表示标本的兴奋性良好，即可将标本放在盛有任氏液的培养皿中，以备实验之用。

（二）记录装置的准备

1、根据标本收缩力的大小，选择适当的肌肉张力换能器，将换能器插入相应通道的输入插座。

2、开机与启动RM6240多道生理信号采集处理系统

3、将已制备好的标本用丝线系于张力换能器的受力片上，调节换能器的水平位置，拉紧丝线给标本以一定量的前负荷，可由基线上升高度得出。

4、将刺激器插头插入刺激输出端口，另一端与肌槽上电极相连。

5、根据标本收缩活动的形式、速度、频率、力的大小适当调整增益与扫描速度，使信号波形完整清晰地显示在屏幕中。

6、标本功能状态正常稳定后即可开始实验，进入“记录状态”。

图4-2 分离坐骨神经（下肢背面） 图4-3 坐骨神经腓肠肌标本制备

1坐骨神经 2腓肠肌 1坐骨神经 2腓肠肌 3股骨 4脊柱

3股二头肌 4半膜肌

[观察项目]

1、找出阈刺激

先给标本单个弱刺激，然后逐渐增大刺激强度，直到刚能描记出收缩曲线为止，此时的强度为阈强度。记录该刺激强度。低于阈强度的刺激为阈下刺激。

刺激输出方式：正电压。

刺激模式：单刺激。

刺激参数：波宽为6 ms，延时为3 ms，刺激强度从001 V开始递增。

扫描速度：10 s/div

2、找出最适刺激强度

在阈刺激的基础上，继续增加刺激强度，肌肉收缩曲线的幅度也逐渐增大，但当达到一定的刺激强度时，肌肉收缩曲线的幅度便不再随着刺激强度的增大而增高。刚刚能引起最大收缩反应的刺激强度为最适刺激强度。记录该刺激强度。

3、描记单收缩曲线

选用最适刺激强度，刺激模式设为单刺激，扫描速度设为10 s/div，描记单收缩曲线。

4、描记复合收缩曲线

选用最适刺激强度，刺激模式设为连续单刺激，刺激频率从05 Hz开始，依次为05 Hz、1 Hz、2 Hz、4 Hz、8 Hz、16 Hz、32 Hz······，扫描速度设为10 s/div。

增加刺激频率，可描记出呈锯齿状的不完全强直收缩曲线。

继续增加刺激频率，可描记出平滑的完全强直收缩曲线。

附：RM6240多道生理信号采集处理系统使用方法

打开RM6240外置设备电源、打开计算机主机及显示器电源→双击屏幕上“RM6240并口20 h”图标。

一、开始示波操作

1、实验→肌肉神经→刺激频率对骨骼肌收缩的影响→常规实验

2、调节刺激器（1）模式 （2）波宽6 ms，延时3 ms （3）开始刺激

3、开始示波→工具→快速归零→点击右侧“快速归零”图标

4、调节右侧控制参数区：张力、扫描速度、灵敏度

5、工具→坐标滚动→将基线调至中央

二、开始记录

开始记录 →暂停记录 →在标记框内标记字符标记

三、停止示波

1、实验结束→停止示波

2、点击“文件”→另存为→本地磁盘E→文件名

四、结果处理

图形处理与打印，按照第一章介绍的基本操作进行。

[思考题]

1、如何判断制备的神经肌肉标本的兴奋性

2、剥皮后的神经肌肉标本能用自来水冲洗吗？为什么

3、引起肌肉收缩的阈刺激，最适刺激含义是什么

4、肌肉的收缩形式有几种各有何特点

如上图所示，是肌肉与力量训练金字塔模型。该模型由国外知名科学家、教练Eric Helms创建，阐述了力量训练要素的优先级，整个金字塔有六层，最底层是最重要的，往金字塔顶端走重要性慢慢下降。本系列内容旨在告诉你关于训练最基础的要素，哪些对你来说是比较重要的，哪些是没那么重要的。

很多小白们可能都问过这样的问题：“X训练计划比Y训练计划要好吗？”“最好的胸部训练计划是什么？”然而，这样的问题其实并没有从真正的训练角度去出发。你现在处于训练的哪个阶段，你对于训练量的耐受程度如何，你是否知道如何去刺激肌肉增长等等都是你需要考虑的。所以我们必须要对力量训练的基础有一个比较全面的认知，当你能掌握这个金字塔各层的要点后，就可以自己制定训练计划了。那么在本系列文章中，你将会学习到为了达到你的训练目标，你要做什么，为什么要这么做以及怎么去做。

接下来就从金字塔的最底层，也是最重要的一层开始讲起。

Adherence，这里翻译为依从性，大白话讲就是要能坚持下去。关于依从性有三个基本要素：

●Realistic(切实际的)

●Enjoyable（享受这个过程）

●Flexible（灵活变通）

在设计你的训练计划前，你最先需要考虑的就是你的时间表。如果你打算实施一个所谓的「最佳」训练计划：一周训练6次，每次两小时。然而你每周工作50个小时，还有小孩，还要做些生活之余的其他爱好，那么这个计划就不太实际。 在你决定你应该做什么之前，你要以「知道你能够做什么」来开始。 所以你的训练计划相对于你的生活应该是可持续的，确切实际的。

「最佳的」并不意味着可持续的。 诚然，有很多运动员或者爱好者只想要进步，什么计划进步最快就用什么计划，但并不是所有人都是如此。如果你正实施的是一个「次最佳」计划，但是你很喜欢这个计划，你会非常投入，能长期坚持下去，往往带来的结果会比「最佳」计划要好。使你进步的应该是坚持，而不是「完美」。

我们都不是机器人，生活会有种种意外，比如你今天被老板骂了，你和同事相处的不是很好，或者你受伤了等等等等，只要是对你有负面影响的，都会在某种程度上去影响你健身的进步。所以这个时候，学会灵活变通（be flexible）就很重要了，这也是整个金字塔内容的核心所在，包括灵活去调整当天的强度、一周的频率、动作的选择等等。平衡工作、生活和训练是非常重要的，即使是职业运动员，有时候也会因为某些因素影响到训练。

关于金字塔第一层做一个小结： 设定能长期坚持下去的训练计划，它要符合你的个人时间表，从每天、每周、每月的角度去出发，要会灵活变通，同时你要享受这个过程。

再来说说金字塔的第二层：volume（容量），intensity（强度），frequency（频率）。

容量、强度和频率是力量训练中最重要的三个变量，他们三者是相辅相成的，所以放在一起去讲。因为这是肌肉与力量训练金字塔，因此我会讲到「肌肥大」和「力量」。

这里说的强度是指使用的相对重量。

在提到强度之前，我们需要了解到专项性（specificity）。专项性就是，为了达到你的训练目标，你就要为了它去训练。比如说力量举运动员，训练方法会以大重量低次数为主，因为他们在比赛中是以举起最大重量（1RM）来判定成绩的。

力量不仅仅是身体的一个特征，更是一种技巧。你想要在某个动作下变得更强壮，你就要多训练这个动作，这要归功于神经肌肉效率。「力量」相比「肌肥大」更受专项性的影响。

在Brad Schoenfeld的一个研究中，两组受试者，一组用3RM的重量训练，一组用10RM的重量训练，两组训练量相同，也就意味着唯一的变量就是强度。两组发现了相同的肌肉增长，但是用3RM训练的一组力量增长更多。这就意味着「力量」更受专项性的影响，如果你想更强壮，你就要以大重量来训练。

但这是否意味着强度对于「肌肥大」不重要了？不是，只是「肌肥大」的强度范围会更广一点，你的训练需要「足够重」（达到某个强度阈值）才会有增肌的效果，否则我们在地球上都会因为受到重力作用来达到相同的肌肉水平了。

那么我们如何来测量强度？ 常见的方法有%1RM，RM，RPE。

说到强度往往就要涉及到「力竭」。力竭确实可以增加肌纤维的募集程度，但是在有时候会影响到我们的训练量。举个例子，你用5RM的重量来做3组卧推，如果你在第一组就做到力竭，那么每组的次数可能看起来是这样的：5,3,3。具体情况取决于你的组间休息。然而你如果第一组不做到力竭，可能会是这样：4,4,4。那么在第二种情况下，你的训练量就会高一点。

那是否应该完全避免力竭呢？也不是。我们应该聪明的使用力竭的方法，深蹲到力竭与侧平举到力竭是不一样的。我们可以在单关节动作的大部分组数做到力竭，因为动作不那么容易变形，受伤风险也比较小。或者一块肌肉练几个动作，在每个动作的最后一组都做到力竭。然而当你处于减量期（deload），你应该远离力竭。力竭应该巧妙的运用到你的训练周期里去作为进阶的一个部分。有关力竭有很多方面的考虑，以后会专门写一篇文章关于，这里就不仔细展开了。

关于强度做一个总结：

如果你的目标是「最大化增肌」， 那么3/4的强度应该是6-12RM，因为这个强度区间范围是最好累积训练量的强度范围。1/4的强度应该是6RM以下或者12-20RM，这也是为了最大化的各种类型肌纤维肥大。 大重量的意义在于当你的力量增长了，你所能累积的训练量也越高，而且对于越有经验的训练者，也越需要注意力量的发展；小重量的意义在于可以带来很好的泵感，同时对关节、结缔组织以及韧带的压力较小，当你受伤或者关节不适的时候，完全可以用小重量去度过。所以， 对于肌肥大训练，周期性、有计划的去改变训练强度，把强度作为一个变量安排到你的训练计划里去。

如果你的目标是增力，那是否应该所有的训练都应该是大重量少次数呢？也不是。在刚才提到的Schoenfeld的研究中，虽然3RM训练组有了更多的力量增长，但是他们完成训练的时间更长（组间休息长），更容易有关节疼痛以及训练压力更大导致更难恢复。 因此如果你的训练目标是发展力量，3/4的强度应该是1-6RM，1/4的强度应该是6-15RM。 中等重量可以帮助你在累积训练量的同时训练动作技术（之前提到的力量也是一种技巧），此外更多的肌肉也能帮助你更好的发展力量，虽然两者不是完全的线性关系。

容量有很多种表达方法，我们一般用 「重量×次数×组数」（volume load） 来衡量，但这种方法也有它的缺点，不同的动作、不同的强度是不能很好的来比较训练量的。

容量是力量和肌肉增长的最关键因素。 为了更好的训练效果，最有效的方法就是练的更多。然而，越多并不总是越好。容量和训练效果的曲线大概是个倒U型。

这里再介绍一下适应-疲劳模型（fitness-fatigue model)，该模型由Bannister在1982年提出。

训练会产生两种后效应： 适应和疲劳 。其中「适应后效应」是一种积极的生理反应，而「疲劳后效应」是一种消极的生理反应。当你的疲劳超过你的适应，你可能就会出现过度训练。

当你的训练量越来越大，你累积的疲劳程度也越来越高，如果你不能恢复，反而会出现负面效应。

具体这个最高点是多少，取决于很多因素：训练年限、不同肌肉群、当前能量摄入状况、是否使用药物、睡眠质量怎么样等等。然而我们应该始终都采用高容量训练方法吗？也不是。一个比较好的方法是线性递增，然后做一个减量。举个例子，在一个中周期开始的第一周，胸部训练第一周12组，第二周14组，第三周16组，第四周18组，第五周20周，第六周10组（减量），也就相当于从曲线的靠左位置慢慢增加到最高点。

然而，在我们的整个训练生涯中，容量的趋势是应该逐渐递增的，训练水平越高，也能承受越大的训练量， 此外女性往往比男性能承受更大的训练量。

在制定一个训练计划时，下表可作为一个参考：

以上是假设你每周每个动作或肌肉练2-3次（如果一个动作或者肌肉一周只练一次，那么你需要更多的训练量，反之亦然）。在给定的强度范围内，次数范围是可以有一定的变动的。 训练量应该根据自己的需要以及现阶段的目标来个性化调整。

频率一般指一个动作或者一块肌肉在一周练训练的次数。

根据上面提到的，容量才是增加力量和肌肉的最关键因素，所以 训练频率应该作为去改变训练量的一个工具。

从实际训练角度来看，比如说12组杠铃深蹲，如果在一次训练课完成，那么后面组数的重量和动作质量肯定会慢慢下降，所以如果能分配到2-4次训练课，也就是每次练杠铃深蹲6-3组，这样就会保证训练质量，同时也会提高总的训练量；同样地，比如说胸部训练一周一共四个动作，每个动作四组，如果在一次训练课完成，由于前面两个动作已经累积了一部分疲劳，那么后两个动作的训练质量就会下降，如果我们把后两个动作放到一周的另外一天去练（提高胸部的训练频率），这两个动作的训练质量就会提高，一周内胸部的总训练量就会更高。

恢复能力更好的人往往更容易从更高的训练频率中获益（2-4+次），恢复能力不是那么好的人往往适合较低的训练频率（1-2次）。训练频率更多应该作为改变训练量的工具。

容量： 40-70次重复次数/每块肌肉。 如果你的主要目标是发展力量，要有3/4或者至少一半的训练量要来自你想要变得更强壮的动作；如果你的主要目标是发展肌肉，要有3/4的训练量来自6-12RM的强度，其他1/4来自大重量或者小重量。

强度： 1-15RM

频率： 2-3次/周/每块肌肉或者动作模式

如果你是初学者，训练量从范围的左边开始；如果你是中级或者高级训练者，训练量从范围的右边开始。给自己一点时间，看是否会有进步。以此作为一个开始的标准，然后根据自己的反应去做相应的调整。

未完待续明天会带来金字塔剩下的部分内容肌肉