http://sa.ylib.com/saeasylearn/saeasylearnshow.asp?FDocNo=1254&CL=88 从肌肉认识运动员 运动场上的较量，除了比运动技巧，人体的肌肉是决定运动员耐力与爆发力的关键。肌肉 的特质是天生的吗？藉由後天的训练，可否弥补先天不足之处？ 文／杨嘉慧 审稿／台湾师范大学运动科学研究所教授　谢伸裕 运动员的耐力与爆发力除了受先天影响，也与後天训练有关。 （影像来源：http://www.sxc.hu） 　今年（2008）8月，来自世界各国最优秀的运动员聚集北京，经过了两个多礼拜的精彩 竞赛，第29届奥运於8月底圆满落幕。这些来自世界各国最优秀的运动员，齐聚北京展现 人体力量、速度与耐力的极限，例如举重选手可以瞬间爆发出强大肌力，挺举起重达200 多公斤的杠铃；短跑选手不到10秒即可冲破百米抵达终点；长跑选手则与对手较量长时间 的续航力。瞬间爆发型与耐力型选手的肌肉有何不同？肌肉大小是否决定了体能的持久程 度，或是速度上零点零几秒的差距？ 爆发力与耐力先天注定 　在解开谜团之前，先认识人体肌肉的构造。肌肉分为平滑肌、心肌与骨骼肌三种，负责 肢体运动与维持身体姿态的是骨骼肌。人体约有400余条骨骼肌，都是以两端的肌腱附着 在不同的骨骼上，藉由收缩来完成动作，每一条骨骼肌是由多条肌束组成（见下图），肌 束里有好几条圆柱状的肌纤维（即肌肉细胞），肌纤维里还充满更小的肌原纤维（ myofibril），它又是由一排排称为肌节（sarcomere）的可收缩单元组成。当肌节集体变 短时，肌纤维就会收缩，牵动骨骼而产生动作。 图一 http://sa.ylib.com/saeasylearn/images/sport-A.jpg 骨骼肌是由好几条肌束构成，肌束里有肌纤维，肌纤维外形呈圆柱状，与一般细胞不同， 主要是许多小的肌原纤维构成，而肌原纤维又是由一排排可收缩的肌节所组成，当肌节集 体收缩，便会牵动骨骼。　（电脑绘图：姚裕评） 　肌肉收缩时，并非同一块骨骼肌的所有肌纤维同时收缩，运动神经会依照动作所需，控 制收缩的肌纤维数量与类别。肌纤维可分为慢缩纤维（slow-twitch fiber）与快缩纤维 （fast-twitch fiber）两种，慢缩纤维收缩速度慢，产生拉力小，但不易疲劳，一般走 路用到的绝大部份是慢缩纤维；快缩纤维收缩速度快，可瞬间产生大肌力，但容易疲劳， 短距离冲刺、瞬间用力投掷铅球时，使用到较多的快缩纤维。 　人体在速度与耐力表现上的差异，与两种纤维的组成比例有关，一般天生擅长做耐力型 运动的选手，慢缩纤维的比例较普通人高；而天生爆发力好，例如擅长瞬间冲刺或弹跳的 选手，某些部位的快缩纤维比例会比较高。台湾师范大学运动科学研究所教授谢伸裕指出 ，人体每块肌肉的肌纤维类别组成比例不同，每个人肌纤维类别比例也都不相同，这完全 受遗传控制，不会因为後天训练而改变。 後天训练，超越极限 　天生的肌纤维组成比例虽然会影响运动表现，但是藉由後天训练，仍可改变肌肉大小， 提高运动成绩。一般选手都是藉由超负荷训练，破坏体内环境的恒定，使心跳加速、呼吸 急促、体温上升、能量消耗、血糖下降等，身体为了维持恒定，会做些改变以适应变化， 肌肉变粗便是其中一种适应方式。运动所造成的肌肉粗壮，并非肌纤维数量增多，而是变 粗，原因是超负荷训练促使肌纤维内的肌原纤维增加、粒线体数目增多且体积变大、细胞 内的代谢物质变多等。 　超负荷训练也容易造成肌纤维拉伤，肌纤维一受伤，便会释出化学信号，启动修补肌纤 维外膜与增加肌原纤维的机制。修补的材料与增加的肌原纤维都是一些蛋白质，主要由肌 纤维附近的卫星细胞（satellite cell）制造。当肌纤维受伤，卫星细胞会开始分化，并 移至受损部位进行修复与增加肌原纤维，而修复後的肌纤维会较原来的肌纤维更粗壮，同 样也会使肌肉变粗（见下图）。 图二http://sa.ylib.com/saeasylearn/images/sport-B.jpg 当肌纤维受损，位在肌纤维附近的卫星细胞会进行分化、修复，最後肌纤维会变得肥大。 图左中的小插图为修复前肌纤维的横切面，图右小插图的则为修复後的肌纤维横切面。　 （电脑绘图：姚裕评） 　肌力是某一部位肌肉或肌群一次能发挥的最大力量，而爆发力是单位时间内能产生的最 大肌力。肌肉变粗的好处是肌纤维截面积增加，所能承受负重或产生的张力会变大，因而 增加肌力与爆发力；此外，肌原纤维增多，运动神经元能控制的收缩单位变多，也能提高 肌力。肌肉的张力若达到最大张力的75%，并持续运动，粗壮程度就会相当明显，这也是 为什麽选手需要超越自己的肌力水准，而不断持续训练。 　不过肌肉变粗不一定能提高肌耐力，谢伸裕指出，肌耐力是某一部位肌肉或肌群做反覆 收缩动作，或是肌肉维持某一固定用力状态的持久时间，与心肺功能也有关系，因此必须 藉由耐力训练，配合呼吸调整做有氧训练，增加心肺功能，才能发挥肌耐力。 　由於肌肉越大，消耗的能量会越多，如果肌肉练得过大，负荷重量增加，选手反而容易 疲劳，也同时让两关节间的活动范围变小，甚至影响柔软度。因此体能教练必须精心计算 ，才能适当的训练肌肉，让选手在竞技场上有最突出的表现。各国顶尖选手在奥运的殿堂 挑战速度、力量与耐力的极限，他们精湛的表现，都是辛苦锻链时的汗水所累积而来。 肌肉变粗，人与动物大不同 　了解运动训练是否会增加肌纤维的动物实验，最早是1970~80年代美国德州大学西南医 学中心教授刚亚（William Gonyea）与其同仁对猫所做的实验。他们让猫的一前肢做阻力 训练，另一前肢当对照组，不受训练，结果发现受训练的前肢，其肌纤维数目较未受训练 的前肢增加20%；他们也发现猫的两种肌纤维会因训练而改变比例，例如经由有氧训练， 猫的慢缩纤维的比例会增加。随後，一些学者在老鼠实验中也发现，经由阻力训练的老鼠 肌纤维会增生。 　不过在人体实验中，大部份的研究结果都否定肌纤维增生与肌纤维组成比例会经由训练 而改变，只有极少数实验支持。对此，台湾师范大学运动科学研究所教授谢伸裕认为，肌 纤维因运动而变粗的程度，在动物身上并不如人类来得明显，或许正是如此，动物才必须 靠增加肌纤维数量来提升肌力。不过真正的原因为何，还有待将来进一步实验研究。 --

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