《健身入门学》第四课，肌肉生理生化基础三（精选内容）
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《健身入门学》第四课，肌肉生理生化基础三（精选内容）
随着人的衰老，肌肉会逐渐退化。有数据说，从30-70岁，我们的肌肉质量平均减少30%左右。这是28岁和80岁健康女性大腿的CT扫描图像。中间的白圈就是股骨，周围浅灰色的就是肌肉。跟28岁女性的肌肉相比，80岁女性的大腿肌肉萎缩的非常厉害。这不是病，这就是自然的生理性的肌肉萎缩。这种肌肉的退化萎缩，是肌肉纤维出现不可逆转的丧失，简单理解就是肌纤维直接死掉了，肌纤维的数量慢慢减少了。为什么会出现这种衰老性肌细胞减少？目前还不是特别清楚。可能跟营养、活动、激素都有关系，也可能就是正常的细胞凋亡。其实原因肯定是多方面的，比如年轻人，一条肌细胞彻底坏死，这时候卫星细胞会合成新的肌纤维，替换损失掉的肌纤维。但卫星细胞数量会随着年龄增大而减少。老年人可能就无法实现这种更新的过程了。老年人肌纤维的直径也会变小。比如我们看下面这张图，这是27岁健康女性和67岁健康女性股外侧肌肉横截面图的对比。我们注意，这张图片里染色是把II型肌纤维染成了深色，I型染成了浅色。我们能看到，首先，所有肌纤维的直径都有缩小，67岁女性的肌纤维很细，尤其是II型肌纤维，对比非常明显。老年人的肌肉，肌纤维数量减少，变细，但结缔组织会增多增厚。我们看图中肌纤维里面的白色的脉络状的东西，就是肌肉里的肌纤维膜和肌束膜。老年人肌肉减少，主要是肌纤维数量减少，而且，主流观点认为II型肌纤维随着衰老减少的更多（虽然近期的研究有一些不同的结论）。II型肌纤维跟最大力量和肌肉收缩速度关系密切，所以老年人，因为II型肌纤维的减少，力量和动作的速度都会下降。所以我们会看到老年人动作往往有些迟钝，走路想快也快不起来，这都跟II型肌纤维的减少有关。老年人肌肉减少，力量下降，往往导致活动减少，这又会导致骨密度进一步下降。同时肌肉力量下降，还会降低关节稳定性，容易导致关节受损。这都会影响老年人的生活质量。所以人到了中年，就应该开始有意识的保持一些肌肉力量训练，对保持肌肉和力量很有好处。现在一说中老年人运动，往往都是讲有氧，实际上多数人忽略了力量训练。中老年人做肌肉力量训练，其实非常重要。另外有些人觉得老年人练肌肉没用了，那么老了肌肉还能增大吗？实际上，老年人通过力量训练，肌肉的体积和力量都会有明显增加，甚至有些研究报告，说老年人力量训练后肌肉的短期反应，跟年轻人差别并不是非常大。人随着年龄增大，比较容易出现肌肉萎缩的位置如下图。所以中老年人练肌肉，可以适当有个侧重。重要的基础概念——运动单位我们身上的肌肉收缩，需要神经来控制。 控制肌肉收缩的神经，叫运动神经元。运动神经元的作用是控制肌肉收缩。运动神经元控制肌肉，我们可以把它理解成线控玩具。遥控器，就是胞体，玩具挖掘机就是肌肉，中间连着的线就是轴突。胞体发出一个电脉冲信号，沿着轴突传递给肌肉，来控制肌肉的收缩。运动神经元的轴突末端分出很多分支，每一个分支上还有一个小突起，轴突终板（或者叫运动终板、神经终板）这就是运动神经元跟肌纤维连接的地方。一个分支，连接一条肌纤维。所以，一个运动神经元轴突末端有很多分支，也就是说，一个运动神经元，可以控制很多根肌纤维，这个概念大家一定要建立起来。我们看一下显微镜下面的实际情况是什么样的。我们再说一下什么叫“运动单位”。一个运动神经元，控制好多根肌纤维吗。一个运动神经元，和它控制的所有肌纤维，就叫一个“运动单位”。我们把运动神经元理解成军官，肌纤维是士兵，这样就组成了一个完整的军事单位。运动单位也是这同样的概念。每个运动单位，就是一个运动神经元，和它控制的一堆肌纤维。而且，这些肌纤维有一个特点，同一个运动单位里的肌纤维，肌纤维类型一般都一样。也就是说，一个运动单位里，要么，都是I型肌纤维，要么都是IIA，或者IIB型。我们上节课也讲了，I、II型肌纤维在肌肉里是混杂分布的，所以运动单位在肌肉的分布也是混杂的，一个运动单位里的肌纤维，不都是挨在一块的，大概就是下面这个图里的样子。这个图里面，显示了3个运动神经元，1、2、3，颜色都不一样，每一个运动神经元都连接着几条肌纤维。1、2、3连接的肌纤维类型也不一样，也是用颜色来代表。一个运动神经元能控制多少跟肌纤维呢？数量不等，少的可以几条，多的可以几千条。所以，运动单位，也是有大有小。小运动单位，里面的肌纤维数量就少，大运动单位，肌纤维数量就多。比如我们身上有一些小肌肉，控制眼睛运动的，一个运动单位只有几条肌纤维。而小腿腓肠肌，一个运动单位就有2000条左右的肌纤维。我们看下面这个表，就是人体不同肌肉的运动单位数量和每一个运动单位里肌纤维的数量（这个表里面，每个运动单位的肌纤维数量是平均值，实际情况上面说了，运动单位有大有小，肌纤维数量也不同）。那么这些运动单位里的肌纤维是怎么收缩的？是不是每一根都能单独收缩呢？做不到。注意，肌肉收缩的时候，运动神经元发出电脉冲信号，和它连接着的所有肌纤维都会同时接收到电刺激，同时收缩。这就是说，一个运动单位里所有的肌纤维，要收缩就同时都收缩，要不收缩就都不收缩。这叫运动单位的“全或无”定律。所以，肌肉里的肌肉纤维，不是一根一根能单独收缩的，而是最少也有若干根肌肉纤维同时收缩。也就是说，肌肉收缩的最小单位是一个运动单位，而不是单一的肌纤维。上面说过，一个运动单位里面的所有肌纤维，类型一般都一样。要么都是IIA，要么都是IIB，要么都是I型。那么显然，运动单位也有不同的类型。肌纤维的类型，主要是三种，运动单位的类型，也主要是三种。里面都是慢肌纤维的运动单位，叫“慢运动单位”，是若干慢肌纤维，和一条支配它们的运动神经元组成的。第二种叫“快速耐疲劳型运动单位”，也就是IIA型肌纤维组成的。还记得IIA型肌纤维的特点吧，介于I型和IIB型之间的肌纤维，既有一定的收缩速度和力量，也相对耐疲劳。第三种就是“快速易疲劳型运动单位”，也就是都是IIB型肌纤维组成的运动单位。所以说，我们记住了不同类型肌纤维的特点，也就等于记住了不同运动单位的特点。三种类型的运动单位，一个是慢运动单位，这个简单，快运动单位有两种，一个耐疲劳，一个易疲劳，就是IIA和IIB肌纤维组成的运动单位。这个图显示的就是3种类型的运动单位。左边是IIB运动单位，最右边的是I型肌纤维组成的慢运动单位，中间是IIA。这些运动单位有什么不同？我们从图上就能直观的看到，两个特点，一个是支配II型肌纤维的运动神经，尺寸比较大。支配I型肌纤维的运动神经元，尺寸比较小。第二个特点，越大的运动神经元，支配的肌纤维数量也越多。我们看到了吧，在图上就能体现出来。另外大家注意我图上画红圈的部位。叫“募集顺序”。有个箭头，从慢运动单位指向快运动单位，也就是说，募集顺序是先慢运动单位，再快运动单位，什么意思呢，这是一个重点内容，我下面详细解释一下。运动单位募集的“小大原则”首先什么叫运动单位的募集？募集就是指运动单位被激活了，运动神经元兴奋了，使它所支配的所有肌肉纤维同时收缩，这就叫募集了一个运动单位。我们知道，一块肌肉里面有很多个运动单位。我刚才给大家的表里面就有这个数据。比如说咬肌里面，有1452个运动单位。但是不是我们每次咬合动作，这1452个运动单位都收缩呢？肯定不是。肯定是有一部分收缩，一部分不收缩。比如我们吃东西，咬豆腐，只需要轻轻的咬，那么神经系统就用不着募集那么多运动单位，只会募集很少的一部分就够了，否则咬合力量太大。如果咬牛蹄筋，很硬很韧，那么就会有更多的运动单位被募集。那么这些运动单位，是怎么被募集的呢？有什么规律呢？这就是运动单位募集的“大小原则”。什么叫大小原则，就是说，我们肌肉发力的时候，都是小的运动单位先被募集，随着肌肉收缩力量的提高，大的运动单位才会逐渐被募集。也就是说，随着肌肉收缩力量的提高，运动单位被越来越多的募集，肌肉收缩力量越大，运动单位募集的越多。假如我们二头肌里面有100个运动单位，排一下顺序，从小到大一共就是100个级别的运动单位。二头肌哑铃弯举的时候，先募集100个运动单位里最小的那个，如果力量不够，然后募集倒数第二小的，接着倒数第三小的，等等依次的按照顺序募集。哑铃越重，需要的肌肉力量越大，运动单位募集的也就越多。“大小原则”的应用健美界一直有种说法，说有些部位的肌肉，要用轻重量高次数来练，比如肩、腹肌、小臂小腿，为什么呢？因为这些部位的肌肉都是慢肌，轻重量使用慢肌嘛，所以要用轻重量来练。其实这种说法很荒唐。首先，人身上几乎没有纯粹由慢肌纤维组成的肌肉，基本上，肌肉里面都是快肌慢肌都有，只不过比例上有所不同，我们看下面这个表。这个表里，给了众多研究报告里面I型肌纤维的比例，我们能看到，即便是小腿比目鱼肌，也不都是I型肌纤维，也有20%左右的II型肌纤维。其它部位的肌肉就更不用说。拿肩部肌肉来说，我们上节课给了一个数据，以长跑运动员为例，肩部三角肌里面，也有14.3%的IIA和17.4%的IIB型肌纤维。所以，说一块肌肉都是慢肌，这本身就是很幼稚的一种说法。而且，我们学了大小原则就知道了。运动单位的募集，是从小到大，挨着个的一个一个募集。使用的力量越大，募集的肌纤维越多。假设我们比目鱼肌有100个运动单位，提踵练小腿，负重50公斤，可能就只能募集30个，80公斤，募集70个，100公斤，募集90个。所以，并不是说慢肌就要轻重量，只要是轻重量，慢肌纤维就都被募集了。用轻重量，可能只能募集慢运动单位里面较小的运动单位，大一点的慢运动单位可能都募集不到。而只有用大重量，才能尽可能多的募集运动单位。反过来说，大重量训练的时候，不但快运动单位能被大量募集，慢肌组成的慢运动单位，也被募集了。大小原则讲的就是顺序募集，所以大家千万不要觉得大重量募集快肌，小重量募集慢肌。实际上是，大重量募集慢肌和快肌，小重量如果足够小，则只能募集慢肌。所以，增肌训练，想要刺激到更多的肌纤维，应该用大重量，而不是轻重量。而且，学术界关于增肌训练的主流研究和建议方案，从来没有区分过什么慢肌肌肉和快肌肌肉。全身的肌肉，都推荐使用同样的高负荷训练。但有人可能会想，说既然肌肉收缩力量越大，募集的肌纤维越多，那么为什么增肌不用最大重量来练，而要用每组能重复8-12次的重量来练呢？实际上，各种实验的结论，最终把增肌负荷指向了8-12次重复，但具体什么机制，目前也不是非常清楚。可能跟激素、和对肌纤维的物理刺激都有关系。肌肉募集只是其中需要考虑的一个方面。另外，运动单位，虽然叫快运动单位和慢运动单位，但我们也不要以为，只有在快速收缩的时候，快运动单位才会募集。强调一下，募集哪些运动单位，不是用肌肉的收缩速度来决定的，而是用收缩力量来决定的。也就是说，假如肌肉以巨大的力量收缩，那不管是快速收缩还是慢速收缩，哪怕肌肉收缩很慢，快运动单位都会被募集。所以有些人练肌肉，说应该快速收缩，动作的速度越快越好，因为这样才能激活快肌，其实不对。实际上，哪怕很慢的收缩速度，只要我们使用的重量够大，都可以募集快运动单位，激活快肌。使用的重量越大，激活的快肌就越多。当然，增肌训练时收缩速度快好还是慢好，这件事目前还没有最终的结论。但绝不是说只有快速收缩，才能激活快肌，而是要看收缩的力量。另外健身房还有一种说法，说人身上有部位的肌肉，平时不运动，用不到，这块肌肉就处于休眠状态。这种时候你再怎么练这块肌肉，也没用。怎么办呢？只有通过一些特殊手段，做一些特殊动作，先把这块肌肉“激活”，再练的时候就能训练这块肌肉了。把肌肉说的跟手机一样，必须先激活才能使用。其实这都是胡说。人身上没有完全用不到的肌肉，即便是平时不运动，日常活动也能使用到几乎所有的骨骼肌，无非是个使用程度大小的区别。我们说了，一块肌肉，由很多运动单位组成，肌肉收缩的时候，力量越大，运动单位被募集的越多。所以说，我们还拿咬肌来举例，假如一个人平时只吃豆腐，从来不用力咬东西，那么咬肌里面的大多数运动单位，平时都用不到。但用不到不代表没激活，只不过是不需要使用。如果这个人哪天突然不想吃豆腐了，想直接吃黄豆，那么用力咬黄豆的时候，平时不被募集的快运动单位，也会被募集到，根本不用事先激活。不过，人肌肉里的运动单位的募集能力，也会随着力量训练而增强。这就是说，普通人，也能募集肌肉里的快运动单位，但是经常进行力量训练的人，对运动单位的募集能力更强，更容易在运动时募集更多运动单位。比如有数据说，没有训练的普通人，进行最大的努力，也只能募集到目标肌肉中68%的肌纤维。还有的数据，这个数字要更低一些。但对于经常进行力量训练的人来说，有的数据说在极限力量时可以募集90%以上的肌纤维。也就是说，人对肌肉的使用，绝不是像健身房里流传的那样，有的肌肉怎么练也练不到，只能先激活。实际上，只不过是平时不运动的人，对肌肉里的运动单位募集能力要差一些。通过一段时间的运动训练，这个募集能力就会增强。反过来说，健身房的所谓肌肉激活的训练，往往都是徒手做一些所谓的激活动作，负荷小且时间短，倒是没有这种增强肌肉募集能力的效果。大小原则，是肌肉神经控制的一条基本定律，但是也有一些例外，我们就不往深了讲了。快肌也能跑长跑还有一种情况，也能决定运动单位的募集。比如有氧耐力运动，常常主要是使用慢运动单位，但是，持续足够长时间的有氧耐力运动，如果导致慢运动单位里的肌糖原耗尽，那么快运动单位也会被调用。这个时候，虽然运动强度低，但也会用到快运动单位。比如马拉松，因为强度不高，一般首先使用慢运动单位，当一段时间后慢运动单位肌糖原耗尽，IIA纤维组成的快运动单位就会被调用，IIA里面的糖原耗尽后，如果有可利用的IIB纤维，那么虽然力量输出很小，但IIB肌纤维纤维组成的运动单位也会被调用。当然，这种情况是在恰当的运动强度之下，运动时大量依赖肌糖原时才会出现。比如低强度有氧，消耗肌糖原不多，主要是靠脂肪供能，那么一般就不容易出现这种情况。这就是说，平时我们跑长跑，一般是用不到快肌，但有时候因为慢肌能量不足，我们也会用快肌纤维来跑长跑。反过来说，力量训练的时候，如果一个快运动单位里能量不足，不能保持收缩，那么跟它大小类似的快运动单位会被募集，接替它来收缩。因为快运动单位耐疲劳能力普遍较低，所以这种交替收缩模式很常见。下节预告：这节课本来还计划讲一下肌肉感受器，讲讲训练的时候该不该拉伸，还有羽状肌的问题。时间不够了，我只能放在下节课去讲。下节课，除了这两个问题，主要是讲一下肌肉的收缩，向心、离心、等张、等长、等动这些收缩方式。再讲一下肌肉的长度－张力关系，和速度－张力关系。肌肉的长度－张力关系跟训练动作的设计关系很大，比如练臀部，我们知道是伸髋，但屈膝伸髋，臀大肌发力就比较大，练臀效果更好。直膝伸髋，腘绳肌发力就会增加，这就是因为长度－张力关系的原因
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