体育运动中肌肉抽筋的生物学原理是什么？

分类: 医疗健康 >> 人体常识

解析:

剧烈运动常常会出现“抽筋”现象，特别是腿肚子和脚掌。“抽筋”就是肌肉长时间不自主的收缩。引起“抽筋”有好几种原因：

一、由于在剧烈运动前没有做好准备活动，肌肉从静止状态突然转入活动状态，腿部的肌肉不能一下子适应，就发生了挛缩（“抽筋”）；

二、外界温度急剧降低，也能引起“抽筋”。例如，突然受冷，肌肉就会发生强烈的挛缩反应，所以冬季锻炼和游泳时，小腿和脚掌有时发生“抽筋” 现象。尤其在游泳时更为多见，因为人进入水中，人体散放的热量要比在空气中大25倍之多，使皮肤上的神经感受器受到 ，于是通过中枢神经系统就引起肌肉挛缩；

三、参加剧烈运动过度疲劳时,支配肌肉的神经系统机能发生了变化,肌肉里积聚着一些代谢产物(如乳酸等),使肌肉组织的机能改变,也是引起“抽筋”的原因;

四、 长时间参加剧烈运动,大量出汗,带走盐分,体内缺少氯化物(主要是食盐),也会引起“抽筋”。

我们既然知道了“抽筋”的主要原因,在进行体育运动时,如能注意以下几点,便可预防抽筋:

一、注意避免腿部过度着凉或较长时间的着凉,尤其是在水中不可停留过久;

二、 在进行剧烈运动前，必须充分做好准备活动；

三、不要过于疲劳，疲劳时不应当下水游泳；

四、大量出汗后，应适当补充些食盐，如喝些淡盐水，饭菜中稍微多加点盐等

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。

增肌原理是要抛开肌浆网、肌肉充血等原因，而抛开了这些原因之后去看肌肉的增长，其实肌肉的增长离不开超量恢复，也可以说超量恢复就是肌肉增长的一个原理。

超量恢复指的就是我们的肌纤维，在我们不断的运动健身中被撕裂之后，慢慢地恢复，然后变成肌肉的一个过程。其实大家也可以将这个过程视为一棵树在削掉一层皮之后，基本上都会长出瘤，长出了瘤，那么树枝肯定就会比原来的更粗一些。

扩展资料：

肌肉由最基本的肌肉纤维组成的，力量训练是对运动部位的肌肉纤维的轻微损伤。受伤的肌肉组织会释放一种叫做细胞因子的物质。收到信号后，身体会随着蛋白质的摄入修复轻微受损的部位，并在睡眠中产生过度恢复，从而使肌肉纤维越来越强壮。

肌原纤维的大小直接决定了人体肌肉的绝对力量，肌原纤维肥大的训练需要高强度刺激。磷素系统是它的主要功能模式，与1-5rm的训练模式相同。由于膦酸盐体系的三磷酸腺苷回收时间较长，各组之间的休息时间通常超过3分钟。

“超量恢复”的原理,肌肉或者肌群在适当运动练习之后,会使肌肉产生适度的疲劳和形态功能等等方面一定程度的下降。通过适当时间的休息,可以使肌肉的力量和形态功能等方面恢复到运动前的水平,并且在一定时间之内,还可以继续上升并且超过原有水平。随休息的时间延长,又逐渐下降回原有的功能水平。如果下一次练习是在超量恢复(肌肉功能上升并超过原有水平的一段时间内)的阶段进行的,就可以保持超量恢复不会消退,并且能逐步积累练习效果。如此通过反复的肌力练习就可以使肌肉体积增大,肌肉力量增强。超量恢复是使ATP、CP、肌糖原、蛋白质等能量物质的超量补偿和存储的过程,超量恢复后,由于能量物质的超量补偿,训练部位的肌肉发胀、发硬,肌肉围度增大。

锻炼增长肌肉的原理是：力量运动帮助燃烧更多热量，使脂肪转化为蛋白质。

锻炼可以称为力量运动，力量运动也叫负重练习、阻力练习，人们通常认为这是针对塑造体形的运动，其实它对整体的健康状况增加力量、增加柔韧性和平衡力、改善情绪更好地应对压力、保护心脏健康注、意力更集中、看起来更年轻”等都有着非常积极的作用和影响。

力量运动包括仰卧起坐、举重、引体向上、俯卧撑等等。

扩展资料：

一、力量运动特点：

1、力量运动是以锻炼肌肉为主要目的的运动。

2、和有氧运动相比，力量运动持续时间短，身体负荷大，更能促进肌肉的增长，使人变得更加健美和强壮有力。

二、力量运动作用：

1、增加身体的力量、柔韧性和平衡力。

2、帮助燃烧更多热量。

3、改善情绪更好地应对压力。

4、保护心脏健康。

5、塑造强健骨骼。

6、减掉更多体重，看起来更有型。

7、看起来更修长。

8、令注意力更集中。

9、带来好睡眠。

10、看起来更年轻。

11、减少患糖尿病的几率。

-力量运动

肌肉是随意肌，是由神经控制的，当肌肉收到神经传来的信号就会收缩，收缩的话，长度变短体积不变，自然从宽度上向外鼓胀和变硬，肌肉在运动时因为需氧量的提高。

骨骼肌是运动系统的动力部分，分为白、红肌纤维，白肌依靠快速化学反应迅速收缩或者拉伸，红肌则依靠持续供氧运动。在神经系统的支配下，骨骼肌收缩中，牵引骨产生运动。

人体骨骼肌共有600余块，分布广，约占体重的40%，每块骨骼肌不论大小如何，都具有一定的形态、结构、位置和辅助装置，并有丰富的血管和淋巴管分布，受一定的神经支配。因此，每块骨骼肌都可以看作是一个器官。

扩展资料：

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。

按结构和功能的不同又可分为平滑肌、心肌和骨骼肌三种，按形态又可分为长肌、短肌、扁肌和轮匝肌。平滑肌主要构成内脏和血管，具有收缩缓慢、持久、不易疲劳等特点，心肌构成心壁，两者都不随人的意志收缩，故称不随意肌。

骨骼肌分布于头、颈、躯干和四肢，通常附着于骨，骨骼肌收缩迅速、有力、容易疲劳，可随人的意志舒缩，故称随意肌。骨骼肌在显微镜下观察呈横纹状，故又称横纹肌。

参考资料：

健身之所以能使肌肉更加发达，这是因为通过锻炼，令肌肉更加迫切的需要营养来维持，而持续不断的健身，会让大脑意识到现有的肌肉无法维持你的运动量，也就起到了刺激肌肉的纤维变粗、生理横断面变大的作用，让肌肉快速生长。

第一，因为在锻炼的过程中，毛细血管扩张加速了全身的血液循环和新陈代谢，令身体中原本储存的能量快速消耗，所以要想让肌肉快速的生长，必须有一定的休息时间和营养补充。人们常说真正长肌肉的时间是在你休息的时候，就是因为你在运动的时候不但不会增长肌肉，反而会消耗掉很多不必要的脂肪，所以很多人一直锻炼却没有变得更加强壮，就是因为没有得到充足休息和营养补充。

第二，对于普通人来说，进行一定的有氧锻炼和力量锻炼，就能达到健身的目的。相对而言，那些健美运动员所锻炼出来的肌肉，需要每天进行大量的锻炼，否则很难保持。这和增长肌肉是一个道理，当你停止大量的训练时，身体也会给大脑传递信号，哪怕你吃的东西很多也不会转化为肌肉，而是脂肪。所以很多人在停止健身后，要么快速的瘦下来，要么就会逐渐变成一个胖子。

第三，适度的锻炼能让身体更具活力，有些人看上去比同龄人年轻，就是因为经常锻炼，不但令身体的血液通畅，还通过排汗，把身体中的毒素排出体外，而且汗液中也带有一些能够养颜的物质。但过度锻炼对身体的危害就非常大了，有的人因为一次性做了超负荷的深蹲，导致横纹肌溶解症，就是因为身体中原有的能量已经不足以补充。而且很多力量训练做多了，也会影响骨骼的发育，对于很多青少年来说，还会影响长个子。

　　现在的男性朋友们越来越追求完美的身材，结实的肌肉，因为只有这样才能更好的给另一半安全感，但是我们在现实生活中也不免会见到这样的情况，很多的男性朋友虽然平时一直在坚持锻炼，但是锻炼的效果不明显，让很多的朋友们感到很困惑和烦恼，如果想要锻炼出完美的身材，首先当然得先了解锻炼肌肉的原理。

　锻炼肌肉的原理

　1按照“超量恢复”的原理，肌肉或者肌群在适当运动练习之后，会使肌肉产生适度的疲劳和形态功能等等方面一定程度的下降。通过适当时间的休息，可以使肌肉的力量和形态功能等方面恢复到运动前的水平，并且在一定时间之内，还可以继续上升并且超过原有水平。随休息的时间延长，又逐渐下降回原有的功能水平。如果下一次练习是在超量恢复(肌肉功能上升并超过原有水平的一段时间内)的阶段进行的，就可以保持超量恢复不会消退，并且能逐步积累练习效果。如此通过反复的肌力练习就可以使肌肉体积增大，肌肉力量增强。

　2超量恢复是使ATP、CP、肌糖原、蛋白质等能量物质的超量补偿和存储的过程，超量恢复后，由于能量物质的超量补偿，训练部位的肌肉发胀、发硬，肌肉围度增大，故此时开始更大负荷的训练效果最好。否则，肌肉中供能物质的存储量逐渐降低，就错过了时机

　3在超量恢复期增长肌肉要掌握三个要点：适当的休息间歇、合理的营养搭配以及运动强度和负荷。显然楼主说的后者更负符合量恢复的原理。

　4因为我本人是学社会学的，运医方面也是外行，只是看过一些几本教科书。刚才请教了几位运动生理学和医学方面的人士，得到了一些其他的答案：

　5所谓肌纤维断裂是外行的理解，肌纤维的增粗其实和肌纤维断裂本身没有直接关系，而与肌肉承受的负荷有关 ，在一定程度下，负荷越大，肌肉所受到的刺激越大，超量恢复越多，肌纤维的重塑越显著，肌纤维损伤和负荷有关系，但不代表肌6纤维损伤越多，肌肉重塑越强烈。大负荷的肌肉抗阻训练都伴随着DOMS(delayed onset muscle soreness，延迟性肌肉酸痛)，而DOMS的本质就是肌肉细微结构的破坏。锻炼过后原来的肌肉纤维为了适应现在的负荷而通过蛋白质的修复使肌肉纤维变粗，重复的锻炼，重复的修复，从而肌肉会越来越大。用的词是损伤，而不是断裂，断裂是损伤的极端状态，损伤的一个渐进的过程。这是从微丝滑行学说(sliding filament theory)的角度来研究的。目前这种说法仍然是一种假说，还缺乏足够的直接证据来支撑，有待进一步的阐述和研究。

　我们在上文主要为大家详细介绍了锻炼肌肉的原理，很多男性朋友一直想要拥有结实健硕的身材，其实这是很容易的，但是需要长时间的坚持，同时还需要有正确的锻炼方法，那么相信你们会锻炼出自己想要的效果的，然后给另一半大大的安全感。