肌肉生長(zhǎng)的科學(xué)原理
肌肉生長(zhǎng)
骨骼肌的肌肉適應(yīng)主要表現(xiàn)為肌肉大小、肌纖維類型轉(zhuǎn)換和生化性質(zhì)提高和超微結(jié)構(gòu)組成的改變。從而增加肌肉力量、爆發(fā)力、肌肉耐力。對(duì)運(yùn)動(dòng)員來說，至關(guān)重要。
肌肉肥大是指骨骼肌在訓(xùn)練后增加原有的肌纖維的橫截面積。肌肉的橫截面積與肌肉力量之間存在對(duì)應(yīng)關(guān)系。肌肉肥大過程包括肌原纖維中的收縮蛋白肌動(dòng)蛋白和肌球蛋白凈增加和肌纖維中的肌原纖維的數(shù)量增加。蛋白質(zhì)的合成（如結(jié)構(gòu)蛋白如粗絲聯(lián)接蛋白、伴肌動(dòng)蛋白）出現(xiàn)，改變肌原纖維的比例。這些新增加的肌絲成為肌原纖維的外圍部分，使肌原纖維的直徑增加。這些肌纖維增加適應(yīng)累積，肌肉和肌群增加。機(jī)械負(fù)荷使細(xì)胞內(nèi)部的產(chǎn)生的一系列的適應(yīng)過程，受基因表達(dá)和蛋白質(zhì)合成的調(diào)節(jié)。
研究表明，機(jī)械負(fù)荷能使幾種蛋白質(zhì)(如，Ankrd2, Smpx，Sehrl)產(chǎn)生反應(yīng)，使肌肉活化，從而產(chǎn)生肌肉肥大。研究中觀察到，調(diào)節(jié)因子參與肌肉的再生（這個(gè)過程稱為肌肉生成}和無氧訓(xùn)練后，抑制生長(zhǎng)因子下調(diào)。蛋自合成在阻力訓(xùn)練后即時(shí)提高可以維持超過48小時(shí)。蛋白的合成量與碳水化臺(tái)物、蛋白質(zhì)攝入量、可用氨基酸、營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)攝入量、重量訓(xùn)練的機(jī)械負(fù)荷輸出量、肌肉細(xì)胞水合作用、蛋白質(zhì)同化作用激素以及其受體反應(yīng)有關(guān)。
在劇烈阻力訓(xùn)練中，也可能產(chǎn)生肌纖維破壞和損傷。肌纖維修復(fù)重建過程的調(diào)節(jié)機(jī)制（如激素、免疫、能量代謝）與個(gè)體的訓(xùn)練狀態(tài)和可用蛋白質(zhì)相互作用。通過阻止蛋白質(zhì)丟失來減少退化，以保持肌纖維的大小。
阻力訓(xùn)練后幾周才會(huì)出現(xiàn)肌肉肥大。劇烈阻力訓(xùn)練兩年的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練研究表明，訓(xùn)練強(qiáng)度優(yōu)化后，力量增加，肌纖維的肥大，但增加的舉重表現(xiàn)較差。
肌肉肥大的大小最終依靠于訓(xùn)練刺激或者計(jì)劃規(guī)定。最理想的肌肉生長(zhǎng)是充分發(fā)揮機(jī)械因子和訓(xùn)練時(shí)的能量刺激的作用。機(jī)械因子包括大負(fù)荷的訓(xùn)練，如離心收縮，和中低強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)量（所有力量訓(xùn)練的形式）；能量代謝因素與低或者中等量短休息間歇（健美練習(xí)），生長(zhǎng)因子表達(dá)，所有能增加肌肉橫截面積的因素。另外，代謝應(yīng)激因素還與糖酵解能量供應(yīng)系統(tǒng)有關(guān)，肌肉生長(zhǎng)可能增加能量代謝物。
另一個(gè)增加肌肉大小的機(jī)制在討論多年的練習(xí)后時(shí)認(rèn)為是超常增生。超長(zhǎng)增生的結(jié)果是肌纖維數(shù)量的增加是由于劇烈的阻力訓(xùn)練使經(jīng)線上的肌纖維分裂。超常增生在動(dòng)物上被觀察到，但是在人體研究中存在爭(zhēng)議。一些研究不承認(rèn)超常增生，也有一些研究支持超常增生。部分研究比較了阻力訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員和未經(jīng)訓(xùn)練的人的肌肉橫截面積后認(rèn)為，訓(xùn)練使肌纖維的數(shù)量增加。但難以確定是否由超常增生引起。假設(shè)超常增生存在，肌纖維可以增生到理論上的大小，就可能出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)員使用合成類固醇和其他一些生長(zhǎng)因子，或者使用長(zhǎng)時(shí)間的訓(xùn)練來達(dá)到超常增生的目的。
肌纖維大小改變
在討論無氧訓(xùn)練過程中肌肉肥大的大小時(shí)，肌纖維的類型十分重要。肌纖維，特別是根據(jù)大小原則的高閾值運(yùn)動(dòng)單位，?；罨黾右源碳ぴ錾?。在阻力訓(xùn)練階段，I型和Ⅱ型肌纖維均被募集，均會(huì)產(chǎn)生適應(yīng)性變化。阻力訓(xùn)練使I型和Ⅱ型肌纖維范圍增加。經(jīng)過幾個(gè)月的訓(xùn)練后，肌纖維肥大轉(zhuǎn)變?yōu)榧∪獾臋M截畫積增加。但是，兩種肌纖維并不表現(xiàn)為均勻增生。Ⅱ型肌纖維的增生大小明顯大于Ⅰ型肌纖維。實(shí)際上，爭(zhēng)論增生的焦點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)員的肌肉中Ⅱ型肌纖維所在的比例。也即是說，阻力訓(xùn)練中，快肌比例較高的運(yùn)動(dòng)員肌肉增生的大小大于慢肌比例高的運(yùn)動(dòng)員。
肌纖維類型轉(zhuǎn)化
關(guān)于骨骼肌纖維分型和命名的方法較多。但根據(jù)肌纖維的顏色可分為紅肌纖維（I型）和白肌纖維（Ⅱ型）兩類。
紅肌纖維：紅肌纖維的肌纖維較細(xì)，受小運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元支配。肌纖維內(nèi)含肌漿液、肌紅蛋白、線粒體和各種酶較多。但肌原纖維細(xì)而少，肌纖維周圍毛細(xì)血管豐富呈現(xiàn)紅色，故稱為紅肌纖維。紅肌纖維主要依靠有氧代謝供能，所以氧化能力強(qiáng)（比白肌強(qiáng)4倍）。紅肌纖維收縮的反應(yīng)速度較慢，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)（比白肌長(zhǎng)3倍左右），不易疲勞，故義稱為慢縮肌纖維。
白肌纖維：白纖維肌的肌纖維較粗，受大運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元支配。肌纖維周維毛細(xì)血管少，肌纖維內(nèi)所含的肌漿、肌紅蛋白、糖原、線粒體和各種氧化酶都較紅肌纖維少。但肌原纖維多而較粗，脂類物質(zhì)、ATP和磷酸肌酸(CP)等的含量較紅肌纖維多。白肌纖維主要依靠無氧酵解產(chǎn)生的ATP供能。白肌纖維收縮的反應(yīng)速度快，收縮力強(qiáng)，但持續(xù)時(shí)間較短，易疲勞，故又稱為快縮肌纖維。
根據(jù)肌球蛋白鏈分型，肌纖維的類型有：Ⅰ、Ⅰc、Ⅱc、Ⅱac、Ⅱa、Ⅱax、Ⅱx，根據(jù)肌球蛋白鏈分型。
神經(jīng)刺激的模式表明，無氧訓(xùn)練的適應(yīng)表現(xiàn)為肌纖維范圍的適應(yīng)性變化。肌纖維被描述成一個(gè)從較多氧化到較少氧化的連續(xù)區(qū)域。雖然Ⅰ型和Ⅱ型有肌纖維類型是由基因決定，但無氧訓(xùn)練后，每個(gè)亞型之間的比例會(huì)發(fā)生變化。當(dāng)肌肉橫截面積增加時(shí)，快肌纖維的比例可能發(fā)生變化。
運(yùn)動(dòng)刺激
訓(xùn)練后，肌纖維亞型改變。表明運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練期間，肌球蛋白ATP酶和肌球蛋白重鏈的形式發(fā)生變化。肌纖維變他是從Ⅱx到Ⅱax．只有少部分的肌纖維轉(zhuǎn)移到Ⅱac和Ⅱc．運(yùn)動(dòng)中募集運(yùn)動(dòng)單位由Ⅱx開始向Ⅱa轉(zhuǎn)移。
結(jié)構(gòu)改變
阻力訓(xùn)練增加了肌纖維的體積、細(xì)胞質(zhì)的密度、肌漿網(wǎng)和T管的密度、鈉鉀ATP酶的活性。這些改變與肌纖維的肥大相適應(yīng)，提高肌肉功能，增加肌肉力量。沖刺訓(xùn)練可以增加鈣的釋放，從而提高速度和產(chǎn)生爆發(fā)力。
阻力訓(xùn)練增加羽狀肌的角度。有關(guān)肌肉橫截面積的研究表明，力量訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員的舷三頭肌和股四頭肌的羽狀肌角度比未經(jīng)訓(xùn)練的個(gè)體要大。阻力訓(xùn)練增加羽狀肌的角度是由于睪酮含量增加。較大的羽狀肌角度能調(diào)節(jié)較大的蛋白質(zhì)沉積和增加肌纖維的橫截面積。力量訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員肌束的長(zhǎng)度較長(zhǎng)。與比較長(zhǎng)距離的跑步選手相比，力量訓(xùn)練的運(yùn)動(dòng)員股四頭肌和腓腸肌的肌束長(zhǎng)度較長(zhǎng)。但并不是所有的文獻(xiàn)都認(rèn)為阻力訓(xùn)練后肌束的長(zhǎng)度增加。比較阻力、沖刺、跳躍訓(xùn)練后對(duì)股四頭肌的肌束長(zhǎng)度增加的研究表明，沖刺和跳躍訓(xùn)練均能增加股直肌的肌束長(zhǎng)度。這個(gè)結(jié)構(gòu)改變影響力量從肌肉傳遞到肌腱和骨的模式。
其他肌肉適應(yīng)
激烈的阻力訓(xùn)練會(huì)引起肌肉大小增加，而引起肌肉線粒體密度降低。線粒體的數(shù)量保持不變或者增加，但線粒體的密度與肌肉的面積有關(guān)。肌肉肥大后線粒體的密度下降。肌肉肥大的另一個(gè)結(jié)果，相似的機(jī)制使毛細(xì)管的密度降低。
有幾種機(jī)制可以提高骨骼肌的緩沖能力，即是說，在運(yùn)動(dòng)期間增加它的酸堿平衡能力。有氧練習(xí)主要使肌肉和血液中的PH值下降。訓(xùn)練能提高機(jī)體的緩沖能力。增加機(jī)體的緩沖能力能使運(yùn)動(dòng)員耐受高濃度的乳酸，結(jié)果是延遲疲勞的出現(xiàn)和增加肌肉耐力。間歇訓(xùn)練（沖刺、自行車）被證實(shí)能顯著增加機(jī)體的緩沖能力——從16%增加到38%。間歇訓(xùn)練計(jì)劃屬于大強(qiáng)度高乳酸訓(xùn)練。無氧耐力的運(yùn)動(dòng)員的緩沖能力強(qiáng)于耐力運(yùn)動(dòng)員和未經(jīng)訓(xùn)練的人員。這樣，提高緩沖能力（血液和骨骼肌中的）對(duì)于無氧訓(xùn)練來說十分重要，能提高高強(qiáng)度肌肉耐力。
參考文獻(xiàn)：
Thomas R . Beachle&Roger W.Ea《NSCA體能訓(xùn)練概論》第三版
