试析发展肌肉力量的生理机制和训练方法
摘要：运用文献综述法，根据运动生理学、生物力学原理，分析了影响发展肌肉力量的生理学因素，并在此基础上提出了发展肌肉力量的几种训练方法，旨在能为运动员、教练员和体育锻炼者提供参考和帮助。
关键词：肌肉力量；生理机制；训练方法
Try analysing the physiological mechanism and the training’s method of developing the muscle’s strength
LI Xu-sheng
(Physicol Education College Of Westsouth Formal University Lan zhou 730070)
Abstract: Uses the literature summary law, and according to the principle of biomechanics and physiology.Tried to analyze the physiological factor of develop to the muscular strength, and further put forword several training method of developing the muscle strength.Purposing to provide the referrence
and heip for athlete, trainer and the physical trainer.
Key word: Muscular strength; Physiological mechanism; Training’s method
人体一切随意运动，无论是日常生活，还是劳动、工作、体育锻炼和竞技运动训练，都是在大脑神经系统控制之下的肌肉活动，主要表现为肌肉收缩产生力量。肌肉力量是各项身体素质、各项运动项目和提高运动成绩的基础，也是制约和影响其他身体运动能力的重要因素；在竞技体育运动中，力量素质是决定运动成绩的体能要素之一，运动员力量素质水平的高低，对其速度、耐力等素质的水平有着重要的影响，也是运动员掌握运动技术和运用战术的重要基础。肌肉力量的大小与肌肉体积、肌肉长度、收缩速度、肌纤维类型、神经系统控制能力、激素等多种因素有关。力量训练可以有效刺激肌肉以增加其力量，不同的力量训练方法会导致肌肉产生不同的效果；在运动实践中常用的力量训练方法有多种。本文主要从发展肌肉力量的生理学机制和肌肉力量的训练方法上加以阐述，旨在能为运动员、教练员和体育锻炼者提供参考和帮助。
1 肌肉力量的概述
1.1 肌肉力量的概念
肌肉力量是机体依靠肌肉收缩克服和对抗阻力来完成运动的能力，通常依据其表现形式和构成特点可区分为最大肌肉力量、快速肌肉力量和力量耐力三种基本形式[1]。从运动训练学的角度讲，力量是运动的基本素质，是人体神经肌肉系统在工作时克服或对抗阻力的能力。肌肉力量在不同的约束条件下体现出不同的特点，如肌肉能以向心收缩和拉长-缩短周期收缩的工作形式克服阻力，也能以静力性收缩和离心收缩的工作形式来抵抗阻力。
1.2 肌肉力量的分类
肌肉力量有多种表现形式，可以根据不同的分类标准分为不同的类型[1]：
（1）、根据肌肉收缩形式的不同，肌肉力量可分为静力性力量和动力性力量。静力性力量是指肌肉在等长收缩时所产生的力量，它使身体维持或固定于一定的位置和姿势，而无明显的位移运动；动力性力量是指肌肉在动态收缩时所产生的力量，此时机体产生明显的位移运动。动力性力量进一步还可以根据肌肉动态收缩形式的不同，分为向心收缩力量、离心收缩力量、等速肌肉力量和超等长肌肉力量。
（2）、根据表示方法的不同，肌肉力量可分为绝对力量和相对力量。绝对力量是指机体克服和对抗阻力时表现出来的最大肌肉力量，通常以肌肉收缩克服和对抗的最大阻力来表示；而相对力量则是指单位体重、去脂体重、体表面积、肌肉横断面积等表示的最大肌肉力量。它们是运动生理学表示和研究肌肉力量的常用指标。
（3）、根据表现形式和构成特点，肌肉力量可分为最大肌肉力量、快速肌肉力量和力量耐力三种基本形式。最大肌肉力量通常指肌肉进行最大随意收缩时表现出来的克服极限负荷阻力的能力；快速肌肉力量是指肌肉在短时间内快速发挥力量的能力，爆发力是其常见的表现形式；而力量耐力则是指肌肉长时间对抗亚最大阻力收缩的能力。
2 影响发展肌肉力量的生理学因素
2.1 肌肉体积
肌肉力量的大小与肌肉的体积有关，肌肉体积越大，力量越大。运动训练引起肌肉体积增加，主要是肌纤维横截面积的最大或肌纤维数目的增加。影响肌纤维横截面积增大的因素主要有肌原纤维、肌动蛋白、肌球蛋白丝、肌浆和相关组织的最多；肌纤维数目增加是指肌纤维在运动训练过程中表现出的肌纤维分裂或生成现象，高阻力训练可能是肌纤维数目增加的重要途径和方法[2]。研究证明训练引起肌肉中蛋白质增加，主要是肌凝蛋白（Myosin)增加，肌凝蛋白是肌纤维中一种重要的收缩蛋白，其含量增加，可使肌肉的收缩力量及速度得到提高[3]。如果机体固定，可伴随肌肉萎缩（肌肉体积减小）现象的发生，有研究证实，机体在固定6小时蛋白质的合成速度开始逐渐减弱，肌肉力量在固定第一周后会以3%-4%的速度递减；肌肉萎缩的负面影响主要作用于慢肌纤维，表现为Z线流圆盘状和线粒体的破坏，结果呈现出肌纤维横截面积的减小和慢肌纤维比例的下降，但适当的运动可恢复萎缩的肌肉[4]。因此，建议运动员在停训期间和受伤治疗期间应该进行适当的运动，以有助于保持肌肉的力量和体积。
2.2 肌肉长度和收缩速度
在一定生理范围内，肌肉收缩前的初长度可影响其收缩力量。肌肉收缩时产生的张力大小，很大程度上取决于活化的横桥数目。通过运动训练，增加用力距离，来改进动作技术，发展身体各部位关节的柔韧性，以增加肌肉收缩前的初长度，使粗肌丝与细肌丝处于最佳重叠状态，肌凝蛋白丝与肌纤蛋白丝发生横桥的数目最多，致使肌肉的张力也最大。因此，在每次训练中，技术动作都应该完整合理，使肌肉承受最大阻力，增加肌肉的柔韧性，使肌肉产生收缩前的“预拉张”效果，产生最大收缩力量。
研究证实，肌肉力量与肌肉收缩的速度之间存在着一定的关系。Hill系统观察了肌肉力量与速度的关系，发现随着肌肉向心收缩速度的线性增加，肌肉力量表现出非线性的下降；Wilkie等也发现随着肌肉离心收缩速度的线性增加，肌肉力量表现出相应的增加[5]。
2.3 神经控制能力
力量并不是完全由肌肉的性质所决定，其与神经控制能力也有一定的关系，神经控制能力可以有效调节肌肉内运动单元的募集。Enoka的研究指出力量的增加可以与肌肉的结构变化相互独立，但是不能脱离神经控制能力的适应性改变。经研究已证实，人体内的神经肌肉系统有抑制机制，即自生抑制，它可以有效地防止肌肉力量超出骨骼和关联组织的承受范围，但力量训练可以逐渐降低或抵消机体的自生抑制机制，保证肌肉能够产生更大的肌力。经研究发现，进行6个月的力量训练，神经控制能力是力量增加的主要因素，而肌肉肥大只是一个次要因素[6]。
2.4 激素
对肌肉力量影响较大的激素有生长激素（GH）和睾酮。。临床研究证明，GH能促进肌肉蛋白质合成、增加萎缩肌肉的体积、改善肌肉功能，而IGF-1可以加强骨骼肌细胞间氨基酸和葡萄糖转运，增加骨骼肌血液供给，促进肌蛋白合成，抑制分解。给正常成年鼠每天注射GH和IGF-1可以造成趾长伸肌和比目鱼肌肌纤维体积、卫星细胞数量和肌细胞核数量显著增加，这说明GH和IGF-1可以增加肌肉体积。力量训练可以影响GH的分泌与释放，在急性力量训练后，血清GH水平明显提高，长期力量训练可提高IGF-1和胰岛素样生长因子结合蛋白-3（IGFBP-3）水平[2]。力量训练可以提高IGF的水平，Borst发现，经25周训练后，血IGF-1水平增加34%，IGFBP-3增加19%。Cuneo通过自行车功率计测定了最大和次最大量训练成绩，发现生长激素缺乏症（GHD）患者各项指标均明显低于正常，对其进行了4-12个月的GH治疗后，肌肉力量有增加趋势，GH治疗3年后，肌肉力量有明显增加，运动能力趋于正常[7]。Yarasheski 对年轻健康人(21-34岁)应用GH并进行抗阻力量训练持续12周后发现，出现了GH诱导的瘦体重增加，整体蛋白质合成增加，股四头肌肌肉蛋白质合成速率和肌肉力量增加到一定的程度后维持不变[8]。
睾酮可以刺激肌肉摄取氨基酸，促进肌纤维的生长。研究已证明，尽管睾酮不是肌肉体积增大的唯一因素，但是对肌肉体积的增大具有积极作用[8]。
3 发展肌肉力量的方法
3.1 等长训练法
是一种肌肉紧张用力与肌肉长度保持相对不变的力量练习方法，它对于以提高持续用力为主导的项目效果较为明显，并且运动员发生损伤进行康复的开始阶段也用此训练方法。研究证实，等长训练的有效方法是每次训练课进行少次数和长时间（10秒以上）或多次数（30-40次）和短时间的训练，这可以有效提高肌肉的静力性力量。但这种方法只能发展局部关节角度的力量，对其它角度的力量增长较小，并且对发展爆发力没有显著作用，甚至还有不利的影响。
3.2 等动训练法
是一种肌肉收缩与放松交替进行的力量练习方法，它常用等动练习器为练习装置。它的特点是练习时整个关节运动范围内肌肉收缩速度相同，阻力不断变化，它可以在整个动作范围内都产生最大阻力，达到最佳的训练效果。在实践中发现，用此方法训练等动力量的增长与动作速度存在着一定的关联，中等速度训练可以使所有训练速度附近范围的力量大幅度增长。
3.3 等张训练法
是一种利用特定力量训练器（由杠杆阻力臂和附加重物组成）或自由物体（如杠铃、壶铃等）进行的力量练习方法，其主要特点为练习时施加的重量是恒定的，阻力也因力臂的改变而产生相应的变化。有研究证实，等张训练法可以提高像短跑、跳高、立定跳远、铅球和链球等运动项目的运动成绩，并可增加瘦体重和肌肉体积、降低体脂率等。但它的缺陷在于在进行练习时，肌肉所遇阻力在整个关节活动范围内是相同的，与实际运动动作的受力情况差距较大。
3.4 超等长训练法
是一种肌肉离心收缩与向心收缩顺序进行的力量练习方法；主要用于跳跃、投掷的预摆动作及排球的扣球动作等，被认为是发展弹跳力的最有效方法之一，被广泛应用，如“跳深”练习等。它的原理是，由于肌肉是弹性体，具有牵张反射的特性，因此肌肉离心收缩后紧接着进行向心收缩可以发挥更大的力量。但它的缺点是训练的负荷难以控制，负荷过小难以达到训练效果，负荷过大容易产生运动损伤。
3.5 离心训练法
又称退让性力量练习，是一种肌肉离心收缩与肌肉被动拉长同时并存的力量练习方法。研究证实，肌肉不仅在收缩时可以将化学能转化为机械能，而且在拉长时可以将机械能转化为化学能；这种训练方法可以使练习者的神经肌肉系统产生强烈的刺激，使肌肉力量特别是最大力量得到明显增长，并且还可以特异性发展对抗肌的力量。马特维耶夫经研究报道，低水平运动员可采用80%-100%的负荷、持续时间为4-6秒，高水平运动员可采用120%-140%的负荷、持续时间为4-8秒。它的局限性在于训练动作与运动中的许多实际动作 相差很远，也可能会导致练习者训练肌肉持续长时间的疼痛，即延迟性肌肉酸痛。
3.6 电刺激法
它是一种利用外加脉冲电流刺激使肌肉产生收缩，进而提高肌肉力量的方法；它是在保证中枢神经休息的情况下，直接刺激肌肉“被动”收缩，使局部肌肉的训练负荷和刺激强度进一步加深，通过脂肪含量减少、肌纤维增粗、肌肉体积不明显增加实现肌肉力量的显著升高，从而有效提高训练的效果。有研究报道，发展最大力量刺激时间为6-15秒、间歇为25-50秒，发展快速力量刺激时间为6-8秒、间歇为15-25秒，发展力量耐力应以增加肌肉收缩的重复次数为主，相对缩短间歇时间，刺激次数视不同的训练项目具体而定[10]。电刺激法的最大优点是能特异性的发展和强化某肌肉或肌群，在短期内取得显著效果；另外，练习者在正常训练结束后也可以采用此方法，以增强训练效果、缓解中枢神经系统的疲劳，同时它也是运动员受伤治疗期的理想训练手段。
4 结语
肌肉力量作为各项身体素质、各项运动项目和提高运动成绩的重要基础，已引起众多人的关注，尤其是在竞技运动领域，对如何提高运动员的力量素质，提高何种形式的肌肉力量，是每位教练员、运动员都必须要面对的问题。如何从运动生理学、解剖学和生物力学等多方面的角度去研究和解析发展肌肉力量的机制，如运动训练能否使快、慢肌纤维相互转换，运动训练对激素类肌肉营养因子
有多大影响，怎样才能使电刺激法更好的运用到训练中，为提高运动成绩和体育锻炼效果服务等问题，都需要我们今后去进一步的探讨。
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