影响肌力大小的解剖学因素
(一)肌肉的生理横断面
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所谓“生理横断面”就是横切一块肌肉所有肌纤维所得横断面的总和。它有别于“解剖横断面”,后者只是简单的沿肌肉纵轴作垂直切面,而前者要切割每一条肌纤维。
(二)肌肉的长度l
一根普通的肌纤维能够缩短它安静时长度的一半,同样也能伸长它安静时长度的一半。肌纤维最大长度与最小长度之差,就是它的收缩幅度。l
肌肉收缩前的长度叫初长度。生理范围内使肌肉的初长度拉长,除增加肌肉收缩速度和幅度外,还能增加肌肉的收缩力量。l
当肌肉发挥最大力量时的初长度称为最佳初长度
。
(三)年龄和性别的影响
(四)肌肉起、止点位置l
肌肉起、止点位置决定了肌肉在身体上的位置,也决定了肌肉在骨杠杆上的作用点。实践证明,止点离关节中心远的肌肉,容易起动骨杠杆。但在使骨杠杆转动的速度和幅度方面则较差。止点离关节中心近的肌肉,则使骨杠杆的运动速度快、幅度大。此规律只适用于起动角度小于180°的条件下。
(五)肌拉力角l
从肌肉的动点(肌肉在运动骨上的附着点)到关节中心(转动支点)连一直线,该直线与肌拉力线之间的夹角,叫肌拉力角。肌拉力角大,则力臂就大。力臂增大,肌肉的做功效率就高。l
在进化过程中,一些大块肌肉通过突起的骨结构,如结节、粗隆、嵴等来增大肌拉力角。尤其是籽骨,更为显著。这样就增大了肌肉做功的效率,即增大了转动力矩。
肌肉运动能力下降是运动性疲劳的基本标志和本质特性。自本世纪以来,研究人员从不同的角度对运动性疲劳进行了大量的研究,提出运动应激性代谢加强的负效应可能是运动性疲劳发生的根本原因,如代谢基质的耗竭、代谢产物的堆积、代谢环境的酸化。它们通过多种渠道可能引起肌纤维结构完整性、能量供应、神经体液调节等的改变,导致运动肌肉收缩和舒张功能障碍。所以,运动能力下降即疲劳发生是其必然结果。
在1982年的第5届国际运动生物化学会议上,运动性疲劳定义为:“机体的生理过程不能持续其机能在一特定水平或不能维持预定的运动强度。”力竭是疲劳的一种特殊形式,是在疲劳时继续运动,直到肌肉或器官不能维持运动,即为力竭。
这个疲劳定义的特点是:
(1)把疲劳时体内组织、器官的机能水平和运动能力结合起来评定疲劳的发生和疲劳程度;
(2)有助于选择客观指标评定疲劳。
例如,在某一特定水平工作时单一或同时使用心率、血乳酸、最大摄氧量和输出功率来评定疲劳。
运动性疲劳发生的部位及变化:
运动性疲劳在人体中可分为躯体性疲劳和心理性疲劳,这两种不同性质的疲劳具有不同表现形式。躯体性疲劳主要表现为运动能力下降;心理性疲劳主要表现为行为的改变。人体的各个部位,从中枢大脑皮层细胞到骨骼肌基本收缩单位都能产生疲劳。根据研究结果,将躯体性疲劳分为中枢疲劳和外周疲劳。中枢疲劳是指缺乏动机、中枢神经系统的传递或募集发生改变。外周疲劳包括接点传递、肌肉点活动和肌肉收缩活动能力下降。这里仅阐述躯体性疲劳。
考虑到肌肉训练其实就是肌纤维受损再增长的过程
所以肌纤维的募集程度,其实就是训练效果的保障。
肌纤维的类型
为实现不同运动条件下的最好肌肉发力,肌纤维有不同的收缩类型,大致可以分为两大类:慢肌纤维和快肌纤维。
慢肌纤维
也叫氧化型慢肌纤维、I型肌纤维、红肌纤维;
特点:肌纤维直径较细,收缩速度较慢、收缩力量较小、但持续时间长、更有利于有氧代谢。
快肌纤维
也叫II型肌纤维、白肌纤维,具体还可以细分为IIa型肌纤维(氧化酵解型快肌纤维)和IIb型肌纤维(酵解型快肌纤维);
特点:肌纤维直径粗,肌浆少,但肌质网发达,反应收缩速度快,收缩时产生的张力也大,快肌纤维的无氧代谢能力相对也更高,不过易疲劳。
另外,不同肌纤维的募集,也都是有一定的规律的:
简单说,运动一开始,运动起始阈值比较低的I型肌纤维和IIa型肌纤维会被最先募集;
随着重复次数的增加,这些肌纤维逐渐疲劳后,此时,运动起始阈值高的IIb型肌纤维才会被募集。
所以简单说,健身训练中,只有保证训练重量和训练强度,才能真正有效募集到所有肌纤维,塑造更好的肌肉围度和肌肉力量,让训练效果更好。
最后根据三种训练方式的特点,和肌肉募集的特点来说说,在日常锻炼中,如何运用:
等序(重)组
最常见也最推荐的训练方式,由于全程负荷固定,在保证真实有效的训练负荷条件下,每组都能有超强刺激,对肌纤维的整体募集程度最大;
适用于有一定训练经验的人,注意训练强度一定要保证。
升序组(金字塔法则)
一开始的小重量可以让I型肌纤维和Ⅱa型肌纤维预先疲劳,最后的大重量则可以刺激到Ⅱb型肌纤维,相对比较好地募集到了所有肌纤维,同时能保证完成规定负荷。
适合初学者完成规定负荷,或者进阶训练者提升训练重量,也就是一开始练目标负荷,练了两组发现还有劲的情况。
不过,动作过程中一定是要注意安全和动作的规范性!
降序组(倒金字塔法则)
开始的大重量也是先募集I型肌纤维和IIa型肌纤维,但是由于之后负荷降低,如果这两种肌纤维还没有完全疲劳,后续训练就不能刺激到IIb型肌纤维,单独训练效果相对不足。
不过相对更安全,适用于新手和怕受伤的人,也就是一开始说的,练两组发现自己没劲了,不知所措的情况……
另外,降序组还可以和其它训练方式相结合,比如在等重组或升序组后进行,作为TMF训练法,帮你彻底训练到力竭咯。
所以总结一下就是:
考虑自己的实际情况,训练水平来因人而异
初学者挑战中高负重又担心完成不了?可以尝试升序法;
觉得自己状态不好怕受伤?可以采用降序法。
能完成标准负荷后,建议采用等序法,提升重量搭配升序法,冲击TMF可以最后再加降序法。
总之呢,不管是哪种训练方式,都有其自身的特点和优势,关键在于看如何正确使用
看了一些资料,做个笔记。
首先得大概了解一下肌细胞是啥样的。骨骼肌(skeletal musles)的肌细胞跟一般的细胞不太一样,结构比较特殊,所以有一些专门的术语用来描述其结构。
每个肌肉纤维(或者叫肌肉细胞)都主要由两部分组成:一个是肌原纤维,呈柱状细丝形,他负责动作;一个是肌浆,呈液体状,包括在肌原纤维周围,内含糖原和线粒体等物质,它负责能量。
漂亮且详细一点的图:
肌肉运动过程:运动神经元通过让肌浆网控制钙离子进出细胞质的膜从而激发肌细胞收缩。也就是运动神经元发出信号告诉肌肉你需要收缩,然后肌肉就收缩了。如果在这方面越擅长——也就是说你能激活越多的肌肉细胞,那么你就会越有力量。
这就是我们常说的“肌肉募集能力”。
所以很多力量举运动员虽然看起来并像健美选手那样一身肌肉,但是他们却可以举起重的多重量。原因就在在于他们更强的“募集能力”。这就解释了为什么某个特定的动作经过锻炼之后会越来越容易;也解释了为什么一开始举铁时力量增加非常迅速,大家常说的“新手福利期”。过了这时期后,肌肉增长会趋于稳定,因为你已经更容易的能激活这些肌肉了。
也就是说:一般刚开始进行力量训练时,力量增加会非常快——所谓“力量增加非常快”,是说能举起的重量增加非常快。但是这个时期不太能看到肌肉的明显增长。因为此时力量的增加大部分得益于“肌肉募集能力”的提高。之后才能慢慢看到肌肉的增长。
举个例子:你的肌肉量其实可以举起50公斤,但是你每次只能激活40%的肌肉,那么你就只能举起20公斤。如果你能激活80%的,那你就能举起40公斤了。过了这个时期后,限制你能举起多大重量的因素就不是“募集能力”而是肌肉量了,因为就算你激活100%,你也只能举起50公斤。于是你的肌肉就该增长了——因为可能到这个时候你才开始真正锻炼肌肉,之前都只是在锻炼“募集能力”。
在锻炼后,身体会修复或替换受损的肌肉纤维。这些修复后的肌原纤维在厚度和数量上的增加造成了肌肉增长(肌肉变的肥大)。只要肌肉蛋白质的合成比例大于分解的比例,肌肉就会增长。这个过程其实并不发生在你举铁的时候,而是发生你休息的时候。(所以大家都会说休息很重要。。)
那么,从细胞层面看,肌肉到底是如何增长的?其实发生肌卫星细胞被激活的时候。肌卫星细胞就像肌肉的干细胞一样,当它们被激活时,它们会帮助肌肉细胞增加核从而帮助肌原纤维的增长。
肌肉卫星细胞是骨骼肌中位于肌细胞膜和基膜之间的具有增殖分化潜力的肌源性细胞。它们在一般情况下是处于静息状态的,当被激活后,具有增殖分化、融合成肌管、再形成肌细胞的能力。在那里它们通过形成与肌肉纤维融合的先驱细胞来对损伤做出反应。有研究报告说,它们能充当干细胞,但卫星细胞群的混合性质意味着,它们的干细胞身份难以证明。
但是每个人激活肌卫星细胞的能力可能会不同。所以会存在能长大量肌肉的“genetic freaks”,也会有很难增长的“hard-gainers”。过去5年间有一个非常有意思的实验,懒得翻译了。。。如下:
实验显示越能激活这些肌卫星细胞,越可能有让肌肉生长。那么问题变成了:如何激活这些肌卫星细胞以增加肌肉生长
持续的给肌肉施加压力是肌肉增长的基础。这个压力影响到肌肉增长并且打破体内的平衡状态。压力以及随后的体内失衡有以下3种机制刺激肌肉增长。
1,Muscle Tension(机械张力/肌肉紧张?)
为了促使肌肉增长,你需要给肌肉施加超过之前已经习惯的压力。怎么做?主要方法就是逐步的提升力量训练的重量。这种额外的压力会造成身体内某些化学变化——激活刺激肌肉增长的因素,比如mTOR and satellite cell。机械张力也显著地影响运动单位与肌肉细胞的连接。
2,Muscle Damage(肌肉损伤)
如果你在锻炼之后感到肌肉酸痛,那么就说明造成了肌肉损伤。这种局部肌肉损伤会导致炎症分子和免疫系统细胞的释放,从而激活肌卫星细胞。这并不是说一定要感到酸痛这个才会发生,而是说对锻炼造成的损伤一定会体现在肌肉细胞中。通常情况下,疼痛会随着时间的推移被其他机制削弱。
肌肉损伤一般发生在离心阶段。在有压力的伸长阶段,肌肉纤维容易发生细微撕裂。就像拉弹力带一样:
3,Metabolic Stress(代谢应激)
我们常说的“泵”感,或者“灼热”的感觉,就是代谢应激。代谢应激导致肌肉膨大,但是却不是通过增大肌原纤维的尺寸达到的。这就是我们常说的肌浆增大。肌浆跟连接组织生长密切相关。
了解这三种机制以后,接下来的问题是:激素是如何影响肌肉生长的
激素是另一个影响肌肉生长和修复的因素——因为它们在调节卫星细胞活动方面的作用。 Insulin Growth Factor (IGF)-1(胰岛素生长因子(IGF)1),尤其是 Mecho-Growth Factor (MGF)(生长因子),和testosterone(睾酮),是与肌肉生长关系最密切的。
睾酮是大多数人在锻炼时所考虑的主要激素。睾酮会增加蛋白质的合成,抑制蛋白质的分解,激活卫星细胞,并刺激其他合成代谢激素。
大部分的睾酮都被束缚在体内而不能使用(高达98%),下图是具体解释。力量训练似乎不仅能帮助释放更多的睾丸激素,而且还能使肌肉细胞的受体对游离睾酮更加敏感。睾丸激素还可以通过增加受损纤维部位的神经递质来刺激生长激素的反应,这有助于激活组织生长。
IGF通过增强蛋白质合成、促进葡萄糖摄取、将摄取的氨基酸分配到骨骼肌合成、和再次激活卫星细胞,来促进肌肉的生长。
如果你不给身体充足的休息或营养,那么合成代谢过程将被逆转,你的身体会处于一个分解代谢或破坏性的状态。肌肉蛋白代谢对阻抗运动的反应持续24-48小时。因此,在这一时期内,蛋白质代谢与所吃的任何食物的相互作用将决定饮食对肌肉增长的影响。你能增长多少肌肉是有一定限制的,取决于性别、年龄和遗传因素。例如,男性的睾丸激素比女性多,这使得他们可以获得更大更强壮的肌肉。
肌肉增长需要时间,对大多数人来说它是一个相对缓慢的过程。人们在刚开始进行力量训练的几周或者几个月内不会看到明显的肌肉增长,因为受限于神级系统激活肌肉的能力。(这个前面讲了)。除此之外,不同的人有不同的基因,激素分泌、肌肉纤维类型和数量、以及卫星细胞的激活能力,这些因素的不同都会影响肌肉的生长。
为了确保肌肉增长,肌肉蛋白的合成必须超过肌肉蛋白的分解。这就要求你摄入足够的蛋白质(尤其是必需氨基酸)和碳水化合物,以促进肌肉组织的重建。肉眼可见的肌肉增加和体型的变化非常能激励人,所以理解肌肉生长背后的科学原理是很重要的。
为了让肌肉生长,你必须不断的给肌肉施加压力,打破之前已经适应的阈值。你需要持续的增加重量和不断的改变训练动作,这样你就可以破坏更多的肌肉纤维,并且达到“泵”感使你的肌肉疲劳。锻炼完成后,最重要的部分开始了,那就是充足的休息和营养,这样它们就能再生和生长。
影响肌肉力量的生理因素:肌肉体积、肌纤维类型、神经调节这三大生理因素。肌肉体积与肌肉力量有着密切的关系,肌肉体积的大小可用肌肉横断面积的大小来表示,肌肉横断面积越大,肌肉的体积就越大,肌肉力量也就越大,而且这种关系不受年龄、性别的影响。
人体肌肉约639块。约由60亿条肌纤维组成,其中最长的肌纤维达60厘米,最短的仅有1毫米左右。大块肌肉约有两千克重,小块的肌肉仅有几克。一般人的肌肉占体重的百分之三十五至四十五左右。
随着年龄的增加,我们身体各个器官的机能会逐渐下降,其中,肌肉力量的下降会更加的明显和严重。临床研究表明,我们人的肌肉力量在青年时期会逐渐达到最大值,在30~50岁期间肌肉力量会保持在较高水平,大概50岁左右,肌肉力量就会开始下降,大约每10年会下降12%~15%,到60岁之后下降的速度会明显加快。从50岁肌肉力量开始下降到80岁期间,肌肉力量大概会下降30%。
影响肌肉产生最大力量的因素有肌肉的横截面积、内在因子和运动单位的募集等。随着年龄的增长,肌肉力量逐年呈现下降趋势。
请注意,由于肌肉力量的减少是几种因素共同作用的结果,而不是由肌肉量减少这个单一因素造成的,所以肌肉力量的减退不总是和肌肉量的减少同时存在。肌肉力量受到肌肉的质和量的双向控制,并且往往力量减退的速度会快于肌肉横截面积的减少,也就是说,在你的肌肉的外在形态还没有发现明显改变的时候,你的肌肉力量也可能大幅度地下降。
1影响日常生活活动
日常生活活动能力( ADL) 是评价高龄者的健康指标之一,是指一个人能够独立完成吃饭、梳洗、穿衣服、行走、洗澡、上厕所、打电话、购物、做家务、搭乘交通工具等日常活动的能力。而肌肉力量是保持一个人独立生活方式的重要影响因素,上肢肌肉力量下降会影响到吃饭、洗澡和穿衣服等能力,下肢肌肉力量下降则会影响到步行、做家务、外出购物等能力。已有研究提出,在80岁以上的人群中,有大约57%的男性和70%的女性不能料理日常活动,多存在步态不稳容易摔倒、上下楼梯需要人搀扶、不能独自乘坐公交车、不能独自外出购物等情况。老年人肌肉力量的下降,不仅直接影响到他个人的生活质量,也给他的家庭和社会带来了负担。
2影响身心健康
肌肉力量的退化增加了跌倒的风险。由于肌肉运动协调能力下降,老年人的动作会比较迟缓,对于外界事物的反应也较为迟钝,控制能力减弱,从而容易发生跌倒。肌肉力量下降导致运动受到限制,会使得骨骼生成障碍,容易引起骨质疏松,造成骨折或其他的损伤。背部肌肉力量减弱等常使很多老年人出现了驼背。当驼背程度严重时,会使得胸腹腔的空间变小,从而影响到心肺功能,严重者会产生呼吸困难以及摄食困难。此外,长期的低头弓背弯腰,也会引起颈椎病、肩周炎等疾病。
1握力:
最大握力是上肢肌肉力量的评价指标,握力的大小反映了测试者前臂和手臂屈肌的力量大小。握力指数可以用来评定握力的大小,当握力指数高于50%时为正常。
2反复坐起测试:
反复坐起测试反映了下肢的肌肉力量。计算老年人从座椅上反复站起再坐下5次所需要的时间,如果时间大于9秒,则说明肌肉力量下降明显,需要进行相关的体育锻炼了。
力量训练是一种能够提高老年人的肌肉力量、增加肌肉含量的有效干预方式。常见的运动训练方式包括器械练习(使用哑铃、沙袋及专门的器械进行阻力训练)、徒手抗自身重力练习(原地半蹲起、蹬楼梯、推墙等)、传统健身项目(太极拳、健身走等)。
鼓励和支持老年人参加中等强度、每天30~45分钟、每周至少两天的力量训练。建议先从低强度(感觉不太累)、多重复次数开始训练,然后逐渐达到较大强度(感觉稍累)、较少重复次数,从而增加肌肉力量,提高身体机能。
安全第一。 在运动前要充分做好准备,运动结束之后也要做放松运动,运动期间要密切关注身体变化,有任何不舒服的情况出现应立即停止运动,并寻求专业医生的建议指导。
循序渐进地增加运动负荷。 由于肌肉会逐渐地适应运动的强度而只保持在当前现有的肌肉力量水平,因此要逐渐地增加运动训练的强度或阻力的大小,从而逐渐地增加自身肌肉力量。
防止可逆性转化。 老年人日常的体力活动不足以保持肌肉力量不减少,一旦停止运动训练肌肉力量就会减退,无法避免,所以一定要有规律并且持续地进行运动训练。
定期监测。 每隔一段时间就重新测试自己当前的肌肉力量,及时了解自己的身体素质情况。
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