有时候肌肉收缩的最终来源是一块是什么回事

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人体完成某一动作,骨骼肌收缩舒张的情况是[ ]A.只有一块骨骼肌收缩B.只有一块骨骼肌舒张C.收缩和舒张的骨骼
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提问人:匿名网友
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人体完成某一动作,骨骼肌收缩舒张的情况是[&&&&]A.只有一块骨骼肌收缩B.只有一块骨骼肌舒张C.收缩和舒张的骨骼肌各有一块D.收缩和舒张的骨骼肌均有多块
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《健身入门学》第六课,肌肉收缩及生物能代谢基础(完全版/修订版)
这次上完全版,主要的原因是这次课内容可能比较多基础概念,课上有些同学反映没听懂,所以我把完整文本发上来,同时做一些修改,让内容更清晰更通俗更好理解,课上有没听懂的同学,可以参考文本,增强理解。以后我们讲到这类概念比较多的内容时候,我备课的时候也会注意,再通俗直观一点。上节课讲了肌肉的长度-张力关系,但我们没有往深了讲,因为太复杂,目前讲多了大家容易乱,但从作业和有些同学发到提问邮箱的问题来看,好像大家已经乱了。实际上我们现在的内容是打基础,很多东西就是让大家初步有个印象,从简单开始,更复杂的内容我们以后还会慢慢讲。肌肉的长度-张力关系也一样。大家知道,肌肉在适合的长度,才能产生最大的力,尤其是在肌肉比较短的时候,往往不能产生最大收缩力,目前有这种粗放的理解也就可以了。肌肉的总长度-张力关系,我给了一个图,是方便大家去理解。但大家对那个图的理解千万不要教条,不要认为所有的肌肉都是遵循同样的总长度-张力曲线,也就是肌肉拉长后,总张力要超过肌肉没有拉长之前。肌肉的总张力曲线,跟很多复杂的因素有关,比如肌肉中结缔组织的情况,是每块肌肉都不同,所以被动张力曲线也会不同。我们看下面两张肌肉总长度-张力曲线图,不同的肌肉,张力曲线都不完全一样。而且肌纤维排列方法不同,问题也会更复杂,比如羽状肌的长度-张力曲线就复杂的多。最后,肌肉的收缩力,在实际操作中,又会受到很多其它因素的影响,比如我们首先就会想到关节角度对运动时肌肉力的影响。更进一步,比如有观察实验发现,自行车运动员的股直肌的长度张力曲线,跟跑步运动员正好相反。这就是说,运动员的运动训练产生的适应,对肌肉的收缩特性也是有影响的。一个好的自行车运动员,他肌肉收缩的特性就不适合跑步。同样,跑步运动员如果用固定自行车来训练,可能也不是一种很好的交叉训练。铁人三项运动员,又要跑步又要骑自行车,这样的话,即便是顶级铁人三项选手,单项的成绩也很难超过专项的顶级运动员,因为训练适应上就会产生影响。这就是说大家在学了肌肉长度-张力关系后一定不能教条,对理论的学习也是从简到繁,好的理论到指导实践,需要一个周密的运用过程,因为运动实在是太复杂。肌肉的向心、离心、等长收缩肌肉的收缩方式,我们平时在书里面经常看到的有这么几种:向心、离心、等张、等长、等动。我分别给大家解释一下。最重要的就是3种,向心收缩、离心收缩、等长收缩。什么是向心收缩?就是在肌肉收缩的时候,肌肉长度缩短。其实这就是最常见的肌肉收缩方式,比如我们拿起一杯水喝,拿起来的过程,手臂二头肌发力,肌肉缩短,就是这块肌肉做向心收缩。离心收缩呢,就是肌肉收缩发力,但是肌肉长度伸长了。比如刚才那个动作,我们喝完了水,放下水杯,二头肌就是离心收缩,因为二头肌也发力了,水杯是慢慢的放在桌子上的,不是扔在桌子上的,但是二头肌发力过程中,肌肉长度变长了。离心收缩,我们可以理解成动作的刹车,这种收缩方式可以在我们放下东西的时候用来控制动作的速度。那什么叫等长收缩呢?就是肌肉收缩了,发力了,但是肌肉长度没变,我们的关节也没有活动。简单说就是肌肉发力收缩在哪儿使劲,但肌肉没动弹。大家注意,这样介绍离心收缩不是特别严谨,可以认为是广义的离心收缩。但是我们目前先了解到这个程度就可以了。这三种收缩方式里面,离心收缩最特殊,跟增肌的关系可能也最密切。我们在之后讲到肌肉的训练适应的时候,会用一节课的时间详细讲一下离心收缩的问题。向心、离心收缩,这个“心”是哪个“心”?我曾听有人说是“地心”,而且据说这个人还是我们这个年龄段健美界的前辈。他说向着地心收缩,就叫向心收缩,离心收缩就是离开地心的收缩,正好说反了。实际上这个“心”,可以理解成中心的意思。向心收缩,就是向着肌肉的中心收缩,离心收缩就是肌肉的收缩的方向离开这块儿肌肉的中心,这样我们更好理解一些。俄罗斯学者喜欢把向心收缩叫“征服收缩”,把离心收缩叫“屈服收缩”,也很形象,大家要是在有些书里看到这样的叫法要明白什么意思。肌肉的向心、离心、等长,是最基础的内容,大家一定要理解是怎么回事。结合到训练动作当中,要知道一个动作里,哪块肌肉,哪个过程是向心,哪个过程是离心。一块肌肉收缩做动作的时候,是向心还是离心,怎么初步判断?就是看这块肌肉是拉长了还是缩短了。比如深蹲,蹲下去的时候,股四头肌发力,但是是拉长了。为什么是拉长呢?因为股四头肌的作用是伸膝,让膝关节伸直。深蹲蹲下去的时候屈膝,股四头肌肯定是拉长。用力了,拉长了,就是广义上的离心运动。反过来说,深蹲蹲起来的过程,股四头肌发力了,但肌肉缩短了,就是向心收缩。肌肉发力没动,就是等长收缩。比如我们做卧推,胸大肌、三头肌、二头肌都发力了,前两者是缩短,就是向心收缩。二头肌实际上是拉长了,但也发力帮助稳定关节,那么二头肌这个过程当中就有离心收缩(实际上在个别时间点上还有等长收缩)。卧推的时候,双脚踩低,支撑身体。这个时候下肢没动,但是也用着力呢,所以,拿股四头肌来说,就是作等长收缩。所以,任何动作,都不会是单纯的向心或者离心或者等长收缩。向心、离心、等长,都是描述一块具体肌肉在一个动作中的一个阶段。任何动作都是混合几种收缩方式的。比如任何动作的开始阶段,都有一个短暂的等长收缩,我们可以把它理解成力的蓄积阶段。比如我们看下面的图,这是抓举动作中肌肉的大致收缩组合方式,基本上是等长、向心、离心、向心。其实细分的话还要更复杂。一开始,在杠铃没“抓”起来的时候,很多肌肉也在收缩发力,但是没动,这就是个等长收缩的阶段。我们这节课上给同学留的的作业,是:“按顺序说明挺举动作中主要肌肉的主要收缩方式”。大家有兴趣也可以在私底下自己琢磨琢磨,有助于加深对肌肉收缩方式的理解。肌肉的准等长收缩、超等长收缩、等张收缩、等动收缩等长收缩是肌肉用力了但是没动弹,如果肌肉用力了,但非常缓慢的收缩,这也是一种特殊的收缩方式,叫准等长收缩。大家了解一下就可以。准等长收缩,我们简单理解就是接近等长收缩的情况,但关节有缓慢的移动。比如举重的时候,最后艰难的缓慢的往起举的时候,有的阶段就是准等长。等长是完全不动,准等长是动的非常慢。准等长虽然也在动,但肌肉收缩特性跟肌肉高速运动时不一样,所以也是一种独特的收缩方式,这个地方我们不做详细的介绍。再说一下肌肉的所谓“超等长收缩”。什么叫超等长呢?看下面这个图,A、B两种方式跳跃,哪种方法跳的更高?显然,是B方法更容易跳的高一些。先从高处跳下来,借着力往起跳,这其实就是一个超等长收缩过程。从箱子上跳下来,腿部肌肉突然迅速的被拉长,然后腿部肌肉会产生一个反射性的收缩,跟我们腿部肌肉主动的收缩叠加在一起,这样收缩力就更强,我们就容易跳的更高。这其实就跟上节课讲的肌梭和牵张反射都有关。所以,超等长收缩,就是肌肉先迅速拉长,然后反射性的迅速收缩。超等长运动也被称为“冲击运动”,很形象。先让肌肉迅速拉长,冲击一下,然后肌肉反射性的迅速收缩。但也不是所有先拉伸后收缩的运动方式都叫超等长。比如说我们想要扇别人一个大嘴巴,有时会先把胳膊慢慢往后伸,准备好了,然后一个大嘴巴扇过去。这种运动方式,一般就不属于超等长,因为前面的肌肉拉长阶段持续的时间太长了。超等长,我们要注意,前面的肌肉预先拉长是带有爆发性的,瞬间拉长然后马上反射性的收缩。超等长收缩,作为一种训练方式,一般认为对提高肌肉的爆发力很有好处,这些内容我们以后再讲。我们再讲一下等张和等动。这两个概念大家了解一下就可以了。等张收缩,简单说,就是收缩的时候肌肉张力恒定的收缩方式。真正的等张收缩很难做到,因为运动时肌肉的张力总是在发生变化。但很多书上都把我们常见的力量训练,称为等张训练。这是一种近似的说法。我们平时做力量训练,使用一个不变的负荷,比如使用5公斤的哑铃,举起来放下都是5公斤,但这也只能是近似的认为是等张,因为运动过程中,不同的关节角度,肌肉的张力其实都不一样。即便用肌肉的收缩速度来平衡张力也很难做到。其实在等长收缩的时候,最有可能发生肌肉等张收缩。因为等长收缩的时候没有关节活动,所以肌肉张力往往比较稳定,但这种稳定也是暂时的,因为随着疲劳程度增加,肌肉张力也会不断变化。等动收缩,也叫等速收缩,这个动就是指动作的速度。也就是说,在肌肉收缩过程中,关节的活动速度是不变的。我们平时做力量训练,动作速度都是在变的。比如我们做二头肌弯举,一开始的时候动作会慢一些,接近最后动作就会变快,这跟阻力的变化有关。但比如游泳划水,如果手划水速度快了,水的阻力就跟着变大了,划水速度慢,水的阻力就小。所以,在划水动作的时候,手臂的运动速度一般是比较稳定的,这就有点类似等动运动。真正的等动运动,需要依赖特殊的器械。这种器械的设计很复杂,阻力是一直在变化的。在某个关节角度,肌肉力量比较弱的时候,器械给的阻力就小。肌肉力量强的区间,器械给的阻力就大。这样让动作的速度基本恒定。但这类器械价格都很贵,我们平时很难接触到。用等长、等张、等动的收缩方式来训练,训练效果也不一样。比如大家看下面的一项研究。当然,关于这个问题,不同的研究结论都不一样。现在多数研究都认为等长训练效果有限,传统的研究比较推崇等长。但一般来说,多数研究认为等动训练的效果都比较突出。关于这些问题我们以后都会讲到。肌肉速度-张力关系我们再简单介绍一下肌肉的速度-张力关系。这部分内容我们就更简单的讲了,大家有个概念就可以,现在不能讲的太多。我们先举例子。我们塑料袋里提着一个苹果,快速的甩来甩去,谁都能做到。但是塑料袋里换成个大西瓜,再想那么快的甩来甩去就比较难了。这就是肌肉的速度-张力关系。肌肉的速度-张力关系,说就是肌肉收缩速度和肌肉力量的关系。肌肉的收缩速度越快,肌肉能发挥出来的力量就越小。想要举起很重的东西,速度就只能慢一点。也就是:肌肉在向心收缩时,肌肉收缩速度越快,肌肉的张力越小。我们看下面的图。这是肌肉的力-速度曲线。中间我划了一条红线,右边的,我们看横轴,“肌纤维收缩速度”是正的,这就表示肌肉收缩的向心阶段。向心阶段,我们看速度-张力曲线,速度越大,张力越小。这是向心收缩,反过来看离心收缩。曲线左侧的部分是离心阶段(肌肉收缩速度是负的,也就是说肌肉是拉长的)。肌肉拉长的速度越大,力量也越大。而且超过了最大等长力。最大等长力,就是等长收缩的时候肌肉能发挥出来的最大力量。结合图,我们可以知道两点。第一,只要不是离心收缩,那肌肉力量最大的时候,就是等长收缩的时候,也就是肌肉收缩速度为零的时候。我们看图也能看得出来,只要肌肉有了收缩速度,力量就会下降。举个例子,假如我们想要知道我们举杠铃最大的力量,那么我们就找一个杠铃,让这个杠铃的分量,达到我们刚好能保持半举着的姿势,但是又不能完全举起来的程度,让我们用最大的力量做等长收缩。如果想要完全举起来,那么重量就要降低一点,因为这就是向心收缩,速度不为零了。第二,离心收缩的时候,肌肉的张力要超过最大等长收缩力,也就是比我们离心收缩的时候,比向心收缩时劲儿大。这一点我们也有体会,训练的时候,有时候重量太重,我们举不起来,但一般都能放得下去。这就是因为肌肉离心收缩力量更大。速度-张力关系,刚才我们举例了,特别重的东西,我们抓起来想要移动的很快就很难。但有人可能会想,我们在训练的时候,哑铃快速甩起来,好像比慢慢举起来轻松啊。大家注意,训练时猛然发力,速度快,力量大,这是因为借力的原因,有更多的其它的肌肉参与了发力。说到这里我们顺便说一下不同类型肌纤维的收缩特征,算是一个小复习。假如有两块肌肉,横截面积都相同。一块完全由快肌纤维组成,一块完全由慢肌纤维组成,那么这两块肌肉的收缩特点,我们看下面的图。我们看纵轴,是最大收缩力。我们会发现,肌肉横截面积相同,肌肉的最大收缩力就相同,不管是快肌还是慢肌。这一点大家可能不容易理解。因为我们都知道快肌纤维力量大,慢肌纤维力量小,因为快肌纤维更粗嘛。但这是就一根肌纤维本身来说的。但如果肌肉横截面积一样大,那么都是慢肌的肌肉,里面的肌纤维数量就多,快肌纤维组成的肌肉里面的肌纤维数量就少一些。所以横截面积相同,理想的情况下肌肉的最大收缩力就相同。那有人可能会想,那是不是只要一块肌肉的横截面积相同,肌肉力量就一样大,而不用管里面是快肌多还是慢肌多?不是的。这里说的,是最大收缩力一样大,也就是说,肌肉等长收缩,速度为零的时候,肌肉横截面积相同,肌肉力量大小就相同。我们看图,横轴速度为零的那一点上就是这样。但除了最大力,其它收缩力就不一样了。只要不是等长收缩,在一定的收缩速度下,快肌纤维组成的肌肉,要比慢肌纤维产生的力大的多。图中我划了一条竖线,红箭头标记了两个地方。这两个地方,两块肌肉的收缩速度一样。但是慢肌纤维组成的肌肉,力量就比快肌纤维组成的要小(这里省略了一些东西,为了好理解,我们先忽略虚线)。所以说,两个人的肌肉大小都一样,但有的人力量大,有的人力量小,就跟肌纤维的组成有关系。快肌纤维比例越大的人,同样的肌肉横截面积,肌肉的向心收缩力量越大。而且,我们看图的横轴,是肌肉的收缩速度。慢肌纤维组成的肌肉,虽然最大等长力量跟快肌纤维组成的肌肉一样,但是收缩速度只有后者的1/3,收缩慢。同样,在任何一个收缩力量,慢肌纤维组成的肌肉,收缩速度都比快肌纤维肌肉慢。所以,肌肉横截面积相同的人,快肌纤维多的人,做动作的时候,力量大速度快。慢肌纤维多的人正相反。肌肉收缩,我们说了两个关系,一个长度-张力关系,一个速度-张力关系。但肌肉在实际收缩的时候,肌肉的长度会改变,收缩速度也会改变,所有肌肉就存在一个总的张力关系曲线。这个曲线,是长度曲线和速度曲线的结合,是一个三维的曲线。我们看下面的图。这个图是肌肉在向心收缩阶段的总张力理论曲线图,我们看到,是一个三维的曲面。当然这张图是向心收缩部分,而且没有被动张力,只有主动张力,所以要简单的多。我们可以看出,肌肉的最大收缩力,就是在肌肉精息长度时的等长收缩。当然这个图是理想状态的,大家大致了解一下,这里我们不做细致的讨论。生物能量代谢,ATP我们开始讲下一个阶段的主要内容,生物能量代谢。这部分内容非常重要,跟减脂增肌关系都很大。这部分,运动中糖、脂肪、蛋白质的代谢,我们会分三到四次课,分别把基础的内容全面的讲一下。这节课,咱们先讲一下关于生物能量代谢的一些最基本的问题,今天是给下一阶段内容开个头。生物体,包括我们自己在内,我们所有的活动都要消耗能量。对人类来说,这个能量,我们都知道是来自于我们吃的食物,我们的食物中,能够提供能量的就是四种东西:蛋白质、脂肪、碳水化合物、酒精。有人说,B族维生素也有能量,这不对,B族维生素是参与能量的代谢,但本身不含有我们可利用的能量。还一种荒唐的说法,说运动时身体先消耗水,然后再消耗脂肪如何如何。这都是胡说八道,水不是不能为我们身体提供能量的。但这四种东西,蛋白质、脂肪、碳水化合物、酒精,也不能为我们的身体直接提供能量,我们吃的食物里面的能量,要通过先合成ATP来被我们的身体利用。ATP大家应该都熟悉,就是三磷酸腺苷。有些人说食物可以转化成ATP,这不准确。食物不是转化成ATP,而是食物中的能量,在合成ATP时能储存在ATP里,被身体利用。ATP的作用是储存能量,所以我们可以把ATP理解成小电池。电池,能量哪儿来的?是把石油、煤炭、天然气等等燃烧发电,把这些东西里面的化学能转化成电能,储存在电池里。你把电池装到手电筒里,手电筒能亮。你把一块儿煤放进手电筒里,里面虽然也储存着能量,但是手电筒亮不了。因为我们的电器可以利用电能,但不能直接利用化学能。就好像手电筒不能直接利用煤炭里的能量一样,我们也不能直接利用食物中的能量,所以需要先把食物中的能量拿出来,储存进ATP里,然后用ATP给我们提供能量。也就是说,我们的食物,就相当于石油、煤、天然气,我们的身体里面相当于有无数个小“发电厂”。真正的发电厂把石油、煤、天然气里面的能量变成电能,储存进电池里。我们人体内的“发电厂”,能把蛋白质、脂肪、糖、酒精中的能量弄出来,储存进ATP里,再供我们身体使用。所以我们平时说,我们消耗脂肪,或者消耗糖类,实际上就是把这些能量物质里面的能量分解出来,储存进ATP里面的过程。这个过程,我们也可以简单的说,我们是消耗了能量物质,生成ATP的过程。ATP的结构,大家看一下。ATP就是1分子核糖+1分子腺嘌呤+3分子磷酸基团组成的。我们形象的理解,ATP的能量就储存在磷酸基团之间。人体需要的几乎所有能量,都要靠ATP来直接提供(食物先“变成”ATP,ATP再给我们提供能量。好像我们去国外旅游买东西要先换美元一样)。ATP提供能量,叫ATP水解,为什么叫水解,是因为这个过程需要水。具体的反应式,我们看一下。这是ATP水解最主要的方式。ATP+水,变成ADP。ADP是什么?就是二磷酸腺苷。ATP叫三磷酸腺苷,因为有三个磷酸基团。如果丢掉一个磷酸基团,剩下两个磷酸基团,就叫二磷酸腺苷。ATP水解反应,丢掉磷酸基团,同时就释放了能量。我们前面说了,ATP有3个磷酸基团,能量就储存在磷酸基团之间嘛。ATP水解,丢掉一个磷酸基团,同时就释放了一定的能量。这个能量,就能被我们利用。这个能量在体外是30.5千焦/摩尔,在体内还会更多一些,一般可以达到33.5-50千焦/摩尔。这个数字我们不用管,了解一下就可以。ADP再丢掉一个磷酸基团,就剩1个磷酸基团了,就叫AMP,一磷酸腺苷。ATP水解,其实还有一种方式,就是ATP+2个水,然后丢掉两个磷酸基团,变成1个AMP,也就是一磷酸腺苷。所以,我们简单总结一下,ATP把我们食物中的能量储存起来,我们需要能量的时候,ATP水解释放能量,供人体使用。ATP水解,就是丢掉磷酸基团,释放能量,变成ADP或者AMP的过程。这里注意,水解反映是需要水的参与,但产生能量的不是水。我们身体脂肪的分解,也叫脂肪的水解,也需要水。所以有的人,一知半解,就认为这是运动消耗了水。所以说,运动减肥的时候一定不能喝水,如果喝水就消耗了水,不消耗脂肪了,这种说法当然非常非常可笑。但我们身体本身不会储存太多ATP,所以ATP这东西是随时用随时合成,这个过程也很快。这就是说我们吃进去的食物,其中一部分先要用脂肪或者糖的形式储存起来,不马上合成ATP。需要用到能量的时候,我们的身体再动用储存的脂肪或者糖(以及少量蛋白质),合成ATP,供身体使用。身体无时无刻不需要能量,所以身体也需要不停的合成ATP,来供应能量。我们身体里的ATP其实是在不停周转的,水解后再合成再水解。比如有数据说,我们在安静时,不运动也不活动,为了提供每天身体的能量需要,需要周转40公斤以上的ATP。有些人觉得不可想象,但实际上确实是这么多,而且很可能比这个量还要多一些。1克ATP,只能释放大约0.02千卡能量,能提供的能量非常少,所以我们每天ATP的周转量非常大。这里再说一下能量的单位。生物能量,国际单位是焦耳。但我们平时习惯于使用卡,或者千卡,这不是特别规范,但是属于约定俗成。就好比我们描述生物力,国际单位是牛,但我们习惯上一般用千克,虽然不是很规范但是很方便。焦耳和卡的换算系数,是4.184。1卡=4.184焦耳;1千卡=4.184千焦。但大家注意要区分卡、大卡和千卡。很多人,还有很多通俗读物,都不区分卡和千卡。但这差着1000倍呢。比如我们平时说一个人基础代谢率是1500千卡,很多人就说成1500卡。这就完全错了。千卡平时也叫大卡,所以我们也可以说1500大卡。下节课的内容是肌酸和糖代谢的一部分。磷酸肌酸也是我们身体储存能量的一种形式,了解了肌酸,我们就知道了补充肌酸有什么作用。糖是我们能量的一种重要来源,我们会详细讲一下糖代谢的内容,这部分知识跟减脂和增肌关系非常大。
TA的最新馆藏[转]&Exercise(31)
这是昨天课程的内容,我这次用文字的形式完整的发上来。以后不会有完整的内容,但以后会发课程内容精选,或者语音精选,编辑成视频,到时候专栏文章里会有链接。大家拭目以待,这项工作正在紧张的进行当中。这是为了考虑授课群听课的同学的积极性。语音转文字,可能会有一些错漏,我都做了整理,有个别内容更完善,听过课的同学也可以对照着复习一下。再次强调,以后就不会发课程完整的文本了,所以听课的同学还是要认真听,记笔记,不要等着课后看文本。
因为是第一次正式课,所以这次我把完整的内容发上来,主要是两个目的。第一,以后授课的内容,也都会照顾到没有能进群听课的同学,所以即便是精选内容,也是会发到专栏的。
第二,就是为了让没在听课群的同学了解一下,课程大致就讲这些东西,从基础开始,理论为主,并不是特别有意思,甚至有点枯燥。所以,以后还想进群听课的同学,报名的时候就要参考一下课程的内容,看看自己能不能接受这么枯燥的理论,不要脑袋一热就报名,到时候再后悔。
肌肉是怎么产生力量的?
我先把肌肉收缩产生力的原理简单讲一下。不打算讲的特别细。比如肌肉里面的不同蛋白质,肌纤蛋白、肌凝蛋白、肌联蛋白这些都不讲。A带、I带、Z线、横桥理论、滑动理论也都不讲,说实在的没必要。咱们就知道,肌肉大致是怎么收缩的就够了,因为这部分知识以后能用得上。
上面的图片是一个木偶。人没肌肉,只有骨头,就是这个样,就是一个木偶。木偶能动弹,是因为有绳拽着,绳一拽,给了一个力,木偶就能动弹。人也是一样,人能动弹,是因为有肌肉拽着,肌肉连接在两块骨头上,肌肉一收缩,长度缩短,长度缩短,两个骨头就靠近,形成了动作。其实我们平时说,训练动作要正确,说到底,就是要让正确的肌肉,以正确的方式收缩。大家理解这句话很重要。
那肌肉为什么能收缩?肌肉能收缩,是因为一种东西,叫“肌小节”。肌小节就跟一个小弹簧似的,可以伸长可以缩短。每一个肌小节都具有收缩功能,我们不妨把肌小节理解成一个小弹簧。肌小节非常小,肉眼看不到,一个肌小节平均长度只有2微米多一些。我们看下面这个示意图:
每一个肌小节,都能收缩,就是一个收缩单位。一串肌小节,头尾相连连接在一起,就组成了一根能收缩的链子,这跟链子叫“肌原纤维”。很多条肌原纤维,平行排列在一起,也就是一捆肌原纤维,就变成了一根“肌纤维”。我们常说肌纤维,结构就是这样的。
一小捆肌纤维,就组成了一束肌纤维,叫“肌束”。很多个肌束平行排列,也就是一大捆肌纤维,就构成了肌肉。肌肉收缩的时候,其实是一个个肌小节在收缩,导致肌原纤维收缩,肌原纤维一收缩,肌纤维也就收缩,于是肌肉就收缩了。
但大家注意,肌原纤维是一串串联排列的肌小节。肌原纤维收缩的时候,所有肌小节是同时收缩。假如,一个肌原纤维是100个肌小节串成一串儿组成的,那这根肌原纤维的收缩力量是多大?有人可能想,那就是每个肌小节的100倍呗。
其实,假如一根肌原纤维是100个肌小节串联组成的,因为肌小节是同时收缩,彼此之间收缩力会抵消,所以这跟肌原纤维它收缩的力量,只相当于1个肌小节的收缩力。串联收缩单位收缩力量不叠加,而收缩距离叠加。并联收缩单位收缩力量叠加,而收缩距离不叠加。
既然一串肌小节收缩的力量跟一个肌小节的收缩力是一样的,那为什么还要一串肌小节呢?一个不就行了吗?肌小节串联排列,虽然不能增强肌纤维收缩力量,但是可以增加肌纤维收缩距离。肌纤维只有产生了足够的收缩距离,我们才能产生动作。如果一条肌原纤维只有一个肌小节,虽然肌肉的收缩力一样,但人几乎无法动弹,因为收缩距离太短了。
肌小节怎么收缩的,非常复杂了,这一块咱们不讲,基本上在实践当中也用不到。咱们看一下这个图,在把肌肉的微观结构回顾一下。
肌纤维基础知识
肌肉也是细胞组成的,其实每一根肌纤维就是一个肌肉细胞。这个细胞跟我们印象中的细胞不一样,我们觉得细胞都是圆圆的,但肌肉细胞,是长长的,一根一根的。别的细胞可能是一个细胞核,肌肉细胞有多个细胞核,就是因为它太长。
肌纤维,也就是肌肉细胞,里面还有什么?我们平时老说肌糖原肌糖原,肌糖原就储存在肌纤维里。肌糖原储存在肌纤维里,所以运动引起的肌纤维损伤,也会影响肌糖原的合成,这叫“皮之不存毛将焉附”,肌纤维都没了,肌糖原肯定也没地方呆了。所以,有不少研究认为,某些会引起肌肉酸痛或肌肉损伤的运动,也会影响运动后肌糖原的恢复。
我们都知道,运动后是肌糖原恢复的“黄金阶段”,但如果运动后没有及时补糖,血糖降低,则可能加剧肌纤维的损伤,影响血糖在肌肉细胞里的运输,影响肌糖原恢复。另外,肌肉损伤产生的炎症反应,会导致白细胞引起的血糖氧化的加快,肌肉细胞也会加快葡萄糖的氧化。所以,容易引起肌肉损伤的运动,比如咱们力量训练,尤其是有大量离心运动的训练,训练后补糖就显得更重要。这是说到肌细胞的问题,我们说一句题外话。相关的内容以后讲到肌糖原的时候,还会详细讲。
肌纤维里另外的一种重要的东西就是线粒体。线粒体很多人都知道,俗称细胞工厂,其实就是细胞产生能量的主要场所。我们平时说,运动燃脂运动燃脂,运动时脂肪在哪儿燃烧?主要就是在肌纤维的线粒体里面。也就是说,运动的时候,我们的脂肪分解,变成脂肪酸,要被血液循环运输到肌纤维的线粒体里面,才能被燃烧掉,产生能量。
大家注意,脂肪的燃烧,要脂肪分解成脂肪酸,进入血液循环,血液循环在把脂肪酸带到全身去氧化燃烧,所以,了解了这一点,就知道局部减肥是做不到的。脂肪酸一旦进入血液循环,大白话讲,也就都混合在一块儿,统筹使用了。所以,不存在局部制贩供应局部肌肉的问题。
但是,不同部位的脂肪组织,分解成脂肪酸入血的速率有高有低。比如内脏脂肪,分解速率一般比较高,这就是说,减肥是全身一起减少,但比例上有差别,有的地方减的多一些,有的地方少一些,但是,跟运动哪里没关系。这方面内容我们以后详细讲。
再顺便说一下左旋肉碱,左旋肉碱大家知道干嘛的吗?左旋肉碱就是把长链脂肪酸输送进线粒体里面的物质。没有左旋肉碱,长链脂肪酸就无法进入线粒体被燃烧掉。所以人们认为补充左旋肉碱能减肥。但实际上,补充左旋肉碱没什么用。首先吸收率很低,除非剂量非常大。另外,身体自身合成和食物中的左旋肉碱,一般已经足够足够了,多补充没多大意义。
回到肌纤维饿话题,肌纤维里有肌细胞核、肌糖原、线粒体。肌纤维的基底层上,还有跟我们增肌密切相关的卫星细胞,关于卫星细胞我们以后也会详细讲。
一根肌纤维有多粗?通常是10-100微米,粗细不等。我们的头发有多粗?一般就是80-100微米。所以,粗一点的肌纤维,跟头发粗细差不多,我们用肉眼是能看的清的。人类肌纤维的粗细不一样,有的粗有的细。比如股直肌、臀大肌,肌纤维都比较粗。股薄肌、缝匠肌,肌纤维就比较细。
肌纤维越粗,收缩的时候力量就越大,这很好理解,因为并联的肌小节数量增加了,注意是并联。我们做力量训练,最主要的目的之一就是要把肌纤维练粗,这样就有更大的力量。因为成年人肌纤维能否增多现在还有争议。
大块肌肉,里面肌纤维就比较多,有的几万根几十万根甚至更多。小肌肉,肌纤维就很少,比如我们身上有一块肌肉叫“鼓膜张肌”,是调整鼓膜张力的,这块肌肉里面只有几百根肌纤维,非常少。
肌纤维是长长的一个细胞,肌纤维有多长?有的长有的短。而且在同一块肌肉里面,有些肌纤维就是一整块肌肉的长度,这种肌纤维从一块肌肉的一头,贯穿到另一头。还有很多肌纤维只贯穿一部分肌肉,通过结缔组织跟其它肌纤维连接在一起。也就是说,是几根肌纤维串联成一根更长的肌纤维,这跟更长的肌纤维,再贯穿整块肌肉。
人体最长的肌纤维到底有多长,数据不统一,有的数据说有25厘米,有的说30厘米,甚至50厘米长。其实这种不统一,很大程度上是因为对肌纤维的定义,是解剖意义上的,还是功能意义上的,本身就不统一。从解剖学的意义上讲,几根肌纤维串联成的一个长的肌纤维,就不是一根肌纤维,而是几根肌纤维,需要沿着纵轴去辨识结缔组织,分离出单独的一根肌纤维。但从功能意义上讲,串联的肌纤维,也可以看作是一根肌纤维。所以大家在书上看到肌肉纤维长度的数据,有的几十厘米,也不用大惊小怪,这一般是指功能意义上的肌肉纤维。
还有的数据说,人类最长的肌纤维只有12厘米长,这样看的话,很多肌肉的长度都大于12厘米,那么就是说,很多肌纤维都有串联的现象。其实,人的很多大肌肉,肌纤维都是分段的。比如有的研究观察到,缝匠肌就分成4段,半腱肌分成3段,股二头肌和股薄肌,就分成2段。反正每段肌纤维都不超过12厘米。但有的数据里面,也有超过12厘米的解剖意义上的肌纤维,这个咱们不深究,对咱们来说意义不大。
对咱们来说,我为什么这里要重点强调分段的肌纤维呢。因为分段的肌纤维,是几根短肌纤维串联成的。肌纤维收缩的时候,有的,是几根小肌纤维同时收缩,这很简单。但有的并不同时收缩,可能中间一小段肌纤维收缩,旁边的不收缩,也可能其它小段肌纤维都收缩,但就剩下一段不收缩。这是因为,一根长肌纤维上的每一段肌纤维,都可能属不同的“运动单元”,也就是说都不受到同一根运动神经元的控制。所以可能出现不同步收缩,这就非常复杂。
比如运动损伤中,腘绳肌拉伤比较常见,这可能就跟腘绳肌群肌纤维这种复杂的分布和控制有关。因为串联的几段肌纤维,收缩的时候不同步,那么就容易出现一些薄弱的容易被过度拉伸的位置。比如别的肌纤维收缩,你不收缩,都在一块儿连着,你就要被迫被拉伸。有些连接界面,就成了薄弱点,容易出现损伤。这方面内容我们以后还会详细讲。
通过对尸体的肌肉结构特征的观察研究,关于串联肌纤维这方面的数据,大家可以看一下下面这张表,提供给有兴趣的同学,研究肌肉的长度和肌纤维的关系非常有用,但咱们不做要求,考试也不会考。
这里顺便说一下局部增肌的问题。传统增肌理论认为,比如练胸肌,有些动作是练中缝的,有些是练外沿的。比如练腹肌,卷腹是练上腹部,举腿练下腹。但从肌电研究来看,这些说法都靠不住。比如对腹肌的很多肌电研究发现,卷腹动作不一定对腹肌上端的刺激较大,举腿也不一定就针对腹肌下端。很多时候正好反过来,我在知乎里也强调过这个问题。而且,不同的运动项目的运动员,做同样的动作,对腹肌上下端的负荷也不一样。
因为如果肌纤维是一整根,贯穿肌肉的始终,那么确实不可能存在单独刺激一小段的情况。但假如肌纤维是分段的,并且每一段肌纤维,都受到不同的运动神经元控制,那么如果能精确的分段控制肌纤维,倒是有可能实现对一块肌肉的局部进行增肌。但是,我们很难精确的控制肌肉上的一段肌纤维,而且肌纤维分段可能也没有特别好的规律,每个人的肌纤维结构形态也很可能差异巨大,所以,现在仍然只能认为,增肌无法做到局部增。至少,所谓说一块肌肉的局部增肌的方法,目前还都远没有足够的证据。
肌纤维不但往往是分段的,并且在肌肉内的排列方法,也可能非常复杂。我们想象中,肌纤维都应该是从肌肉的一头延伸到另一头,应该是下面这种示意图这样。
但实际上的情况比我们想象的复杂的多,我们看一下下面这张图,这是猫的胫骨前肌的一个快运动单位的11条肌纤维的相对分布位置。“快运动单位”是什么意思我们先不用管,我们后面讲到运动单位的时候会详细讲。这张图,它就是猫的一小块肌肉,里面有11条肌纤维,这张图直观的告诉我门,这11条肌纤维在肌肉里怎么长的。
我们发现,大多数肌纤维不是从一个肌腱附着点延伸到另一个肌腱附着点,也就是说,大多数肌纤维不是贯穿整条肌肉,而是终止于肌肉的中间。而且肌纤维6,两端都在肌肉中间,哪一头跟肌肉两端都不连着。
而且这些肌纤维终止于肌肉中间的肌纤维一端还是逐渐变细的。这时候,肌纤维的收缩产生的力,可能是传递到邻近的肌纤维。这样,在肌肉的控制方面,情况就变得更复杂。这是快运动单位的肌纤维,慢运动单位又不一样,跟这个相反,慢运动单位的情况,更像是我们通常认为的肌肉纤维的分布。所以这种特殊的肌纤维结构,对肌肉功能也有着复杂的影响,跟我们力量训练都有关系,这些内容以后都会慢慢讲到。
所以,这就是说,我们要充分的认识肌肉结构和神经控制的复杂性,这个复杂程度是远远超出我们想象的。关于运动和健身,不是像很多所谓的有经验的训练者所说的那样,好像很简单,规律一摸就透,怎么练就是练中间的,怎么练练两边儿。其实很多东西,学术界目前都不清楚。
反过来说,这些训练者的说法言之凿凿,有证据吗?往往谁都拿不出来。都是主观感受。凭借训练经验,获得的主观感觉,可能是对的,也可能是错的。即便对于你自己来说是对的,但也不一定就适合所有人。所以,科学研究的宝贵之处在哪儿?就是在于客观。只有客观,才能对更多人有用。
反过来说,倒是有明确的研究发现,肌肉通过训练增大,肌腹部分,也就是肌肉的中间部分,和肌肉的远端近端,也就是肌肉的两头,都是同时增大的。但是肌腹部分增大会比较多,两端会比较小。所以,增肌训练的一般规律,拿胸肌来说,往往都是“先鼓后宽”,也就是先胸肌中间部分隆起比较明显,持续增大之后,所谓中缝和外沿才会明显形成。并不存在明确的证据说哪种方法就只练中缝,哪种练外沿。
但有人说,我做卷腹的时候,腹肌上部就是感觉更胀啊。感觉种东西有时候是靠不住的,因为你无法准确的判断出现这种感觉的原因。比如肌肉更胀,泵感更强就一定是肌肉得到了更多刺激吗?不一定,比如加压训练的时候,限制肌肉血流,也会用非常轻重量的刺激产生更强的泵感。这是因为肌肉内血流减少,代谢产物无法快速清除导致的。
所以,卷腹的时候上腹肌泵感更强,可能也跟上腹肌被更大程度的挤压有关。比如有针对所谓顶峰收缩的研究,就发现这种训练方式对肌肉的过度挤压,容易造成代谢产物排除速率的降低。代谢产物的堆积,是不是促进增肌的一个因素,这件事目前还远没有结论。代谢产物堆积跟某些合成代谢激素有关,比如睾酮。但是,如果不改变受体,那么代谢产物堆积刺激睾酮分泌,影响恐怕也是全局性的,而不是针对局部的。IGF-1的情况就更复杂,很多东西目前还不明确。
所以,不管是所谓训练上腹肌下腹肌,还是训练中缝,感觉虽然是肌肉不同的位置发胀,但不一定就代表发胀的位置能获得更好的训练效果。如果不了解基本的理论,只用感觉来判断,就可能得出错误的结论。
训练经验,很宝贵,有些东西也确实要在训练中摸索自己的规律。但经验如果能被研究支持,那固然好,不能被支持,只能是主观经验,可信度毕竟要打问号。经验有价值,自己的实际操作是任何理论研究都无法替代的。但是,必须要谨慎对待经验,因为毕竟是主观的东西,如果把经验凌驾于科学理论研究之上,那是要走弯路的。正确的方法是用理论指导个人实践,用个人实践理解理论。而不是用经验指导个人实践,用个人实践否定科学理论。
回到肌纤维的话题,刚才说了,肌纤维越粗,收缩力量越大,因为并联的肌小节更多,收缩力量肯定更大。那肌纤维长,串联的肌小节多,有什么特点呢?
肌纤维越长,收缩就越快。这也好理解,我们上面说了,肌纤维从本质上说就是一串一串的肌小节,肌纤维越长,肌小节就越多。肌小节越多,同时收缩的时候,肌肉整体收缩距离就越大,速度就越快。
运用到实践当中,我们身上肌纤维长的肌肉,往往是用来提供更快的收缩速度。宽而短的肌肉,往往是用来提供更强的收缩力量。比如,股二头肌的长头和短头。长头的生理横截面积,一般是短头的3倍,这说明长头是股二头肌提供收缩力的主要成分。长头短头的肌肉长度虽然差不多,但短头的肌纤维长度更长,是长头的1.7倍左右(不同的数据可能有出入,我这里用的是中国人的尸体数据)。所以,短头更具备速度型倾向,有更强的瞬间收缩能力。当然,肌肉的收缩速度和力量,跟肌纤维的排列类型,和肌纤维本身的类型也有关系,这些内容后面都会讲到。
下节课咱们主要讲肌纤维的类型,快肌纤维慢肌纤维的生理生化特点,为什么慢肌纤维更适合有氧耐力,快肌纤维更适合力量和速度?肌纤维类型是怎么分布的?运动训练对肌纤维的类型有什么影响?运动减脂的一些重要原理?为什么增肌训练要谨慎练有氧,为什么力量举训练不建议使用健美训练的方法?等等。还有一个有趣的话题,快肌纤维更好吃还是慢肌纤维更好吃?让动物运动为什么会让肉质变嫩?这些有趣的话题有助于大家理解课程内容。
作者:仰望尾迹云
来源:知乎
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