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肌肉為什么會增大?

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  • TA的每日心情
    開心
    2018-6-14 19:14
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    [LV.6]常住居民II

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    為什么會談這個問題?看似很簡單哈。但最近我發現很大一部分醫學或運動專業人員卻根本不知道。相信你讀完本文之后,對那些以力量練習為主要干預方法的治療師或運動教練會有幫助。


    讓我們從肌肉的基本解剖結構開始(圖1)8。結締組織(肌束膜)包繞成束的肌纖維,構成肌束。成群的肌束組成肌肉。這些肌束(fascicles)包含成千上萬的肌纖維(muscle fibres),每一個肌纖維包含棒狀(rod-like)肌原纖維(myofibrils)。每個肌原纖維含有成千上萬的肌小節(sarcomeres),這些肌小節是肌肉的組成部分,包含肌動蛋白(actin)分子和肌球蛋白(myosin)分子,它們形成橋接和重疊(圖2,從而產生收縮和力量。另外需要注意的是肌纖維具有自己的干細胞來源,叫做衛星細胞(satellite cells),在細胞修復和生長過程中扮演重要角色。

    圖1 肌肉>肌束>肌纖維>肌原纖維


    當肌肉生長時,肌細胞產生肌小節,并且平行添加到其它肌原纖維,從而增加肌纖維的直徑,也增加肌肉長度。通常來說,較長肌肉長度下的訓練以及離心性收縮練習可促進長軸向的肌纖維肥大1


    圖2 肌原纖維及肌小節


    因此,肌肉力量練習促進肌肉肥大主要有3個方面的機制:機械性張力,代謝應力和肌肉損傷5


    機械性張力(Mechanical tension)

    Schoenfeld(2010)認為這是肌肉增大的最主要機制,發生在機械力傳導的過程中。當肌纖維收縮,內在的肌小節長度縮短,并從側面突出。這種肌細胞膜的物理性拉伸通常由拉伸感受器感知,并被視為對細胞結構的一種威脅。這種張力可導致數個肌源性通道的激活,例如mTOR, MAPK以及鈣離子依賴型通道的激活3


    這種張力下的結果就是增加肌小節蛋白(sarcomeric proteins)的合成。當這種機械性應力足夠大時,前面提到的衛星細胞(satellite cells)就被激活并與肌原纖維結合。衛星細胞的細胞核可提供更多的蛋白質組裝機,用于合成肌肉增大所需的蛋白質。


    代謝應力(Metabolic stress)

    代謝應力是另外一種眾所周知的機制。通常發生在無氧糖酵解(當機體使用糖原快于氧耗量時發生)導致乳酸和其它代謝物在細胞內累積時。在抗阻訓練情況下,如果患者接受高頻次,短間歇訓練,就是該機制在起作用。這也是血流限制訓練(occlusion training)促進肌肉增長的工作原理。


    長期以來,人們一直認為,這種類型的訓練通過生長激素的急劇增加來促進肌肉增長,然而,Morton等在2016年的研究顯示并非如此。之所以血流限制性練習能促進肌肉增長,可能與下面幾個因素相關:

    1)代謝物例如乳酸和氫離子的累積,以及通過滲透作用促進水分子往細胞內滲入導致細胞水腫。這種水腫拉伸肌細胞膜,從而導致前述結果。


    2)代謝物累積也能通過減少肌漿網的鈣離子釋放引起肌肉疲勞,同時也減少肌動蛋白和肌漿蛋白對于鈣離子的敏感性2。鈣離子的變化使得具有更高激活閾值的肌肉運動單元(Motor Units)的活性增高,而這往往和產生更多張力的更大肌纖維相關,因此使得細胞膜得到拉伸。


    3)肌肉疲勞也可以降低收縮速度,有足夠的時間促進橋接的形成,因此產生更多張力,使更多的細胞膜得到拉伸。


    因此,代謝應力促進肌肉增長的作用,更多是通過增加機械性的應力所致6


    肌肉損傷(Muscle damage)

    一直以來,肌細胞的損傷被認為是肌肉肥大的一個主要因素。然而,上述研究顯示肌肉肥大的主要機制事實上是機械性張力機制。現在,肌肉損傷是否會導致肥厚還有待進一步確定。這是因為一方面,有一些理論認為通過激活衛星細胞,上調IGF-1系統以及肌源性通道的活性可以將練習導致的肌肉損傷與肌肉增大聯系起來。但另一方面,肌肉需要先利用能量合成蛋白質進行損傷修復,然后才能利用蛋白質促進肌纖維的大小7


    所以,你現在知道為什么了吧。但知道這些,對你以增加肌肉力量為主的訓練有何意義呢?我認為最好的方法是將機械性張力機制和代謝應力機制進行最佳結合。


    為了增加機械性張力,你只需要做一些非常簡單,但其他人不以為然的練習,例如逐漸增加訓練負載總量(動作次數*動作組數*負載量)。這意味著增加重量或者增加總體運動量。但需要注意的是肌肉增長并不一定就正好發生在8-12次動作中,有時往往超過這個次數。


    至于利用代謝應力,很簡單,在最后一組練習時,嘗試著進行下列動作。這可以是:



    Drop sets指在最后一組動作時,減輕重量,然后連續進行(不休息),直至肌肉完全疲勞。


    Cluster sets指加大重量,進行幾次動作后休息,然后繼續剩下的次數,繼續休息,直至完成所有的規定次數。


    Pyramids指每次或每幾次就增加重量,直至肌肉疲勞。


    50’s指連續做50次指定動作。


    當然還有許多其它選擇,上述動作僅供參考。


    學習,知其然,知其所以然,讓你變得與眾不同。


    因篇幅原因,參考文獻(略)。


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