人體通過鍛煉,增長肌肉的原理?
這個問題如果問身邊的訓練老手,很多人會告訴你所謂的「超量恢復原理」。實際上,「超量恢復」是人體運動適應的一種方式,超量恢復指的是一類原理,而不僅僅是說肌肉增長。
比如恰當的運動配合飲食,肌糖元儲量會比以前更高,這就是肌糖元的超量恢復。體育訓練,讓人的運動能力提高,更高、更快、更強,實際上都是一種廣義上的超量恢復。
但普通人口中的肌肉增大的所謂「超量恢復原理」,往往是說我們在訓練的時候,把肌肉纖維「撕裂」了,身體在恢復的過程中,希望這個「傷口」長得更結實,應對以後可能面對的壓力,那麼肌纖維就增粗了。甚至有人說,就好像我們皮膚割破以後會長出更厚的皮膚,結痂生疤一樣。
實際上,民間(或者某些增肌暢銷書)用所謂的超量恢復,撕裂-修復循環,來解釋訓練後肌肉的增大並不準確,甚至稍稍有點滑稽。但是肌肉訓練後為什麼會增大,這個看起來非常基本的問題,實際上學術界到現在為止也沒有徹底弄清楚,還是爭議不斷。
這個現象我這裡多說兩句。我們對一個健身問題,往大了說對於一個科學問題的解釋,往往存在一種「怪象」,那就是一個問題,學術界不知道,沒答案,但民間有答案,老百姓卻能回答上來,而且言之鑿鑿底氣很足。
比如我們問,宇宙怎麼產生的?很多人都會說很簡單啊,大爆炸產生的。但你要問宇宙學家宇宙是怎麼產生的,往往回答會很含糊。因為,雖然說大爆炸理論在宇宙學家當中似乎是一種主流觀點,但這東西畢竟只是一種理論,仍然存在很多漏洞和不足。不管是宇宙擴張論,還是微波背景輻射,都不能作為「大爆炸」的強有力的證據。大爆炸,更多的還是一種很浪漫的想像。
大爆炸理論有太多無法解釋的問題,甚至引出了新的困境,承認大爆炸就必須承認暗物質和暗能量的存在,這兩種東西又是虛無縹緲到了無可附加的程度。這就是說,一個科學問題,尤其是最基本的,最核心的科學問題,往往是非常複雜的,很難用簡單的一個看似合理的理論來解釋。
關於力量訓練引起的肌肉增大也是一樣,民間用簡單粗暴的充滿想像力的說法去解釋,但學術界本著嚴謹科學的態度,卻是一臉難色。我們在講「訓練哲學」的時候講過,對於健身問題,一定不要輕易的下結論,要習慣接受開放性的觀點。關於訓練引起肌肉增大的機制,目前也只能提供一種開放性的答案,我們要學會接受這種不確定的回答,學會用這種思維方法去指導我們的訓練,這就是我要講肌肉增大機制這種純粹的理論的目的。
下面我簡單說一下目前的幾種肌肉增大的理論。力量訓練引起肌肉肥大的理論非常複雜,涉及多條信號傳導通路,而且各條通路之間盤根錯節,彼此也都有複雜的聯繫。所以我們只能簡單、形象的來講一講舉鐵為什麼就會讓肌肉變大。
為了讓這個問題好理解,咱們從兩個方面來梳理一下這個問題,一個是從宏觀上來講,比如講講力量訓練導致的激素變化如何使肌肉蛋白質合成增加,分解減少;另外一個,我們從細胞分子的角度講講,也就是從微觀上說說舉鐵怎麼讓肌肉變大的。但是必須強調,不管是哪種理論,目前力量訓練如何引起肌肉肥大,仍然在研究當中,學術界還沒有最後的一致結論。
另外,以下內容為了大家好理解,有些個別字句做了簡化處理,深究的話可能不是特別嚴謹,這也是沒辦法的事。
1,宏觀上說
從宏觀上說,咱們就這麼理解:力量訓練引起了激素水平等的變化,激素等的變化進而引起了肌肉肥大。而肌肉肥大的過程,我們要理解為肌肉蛋白質凈合成的增加,也就是肌肉蛋白質合成的增加,和分解的減少。
激素方面,主要有生長激素、胰島素樣生長因子(IGF-1)、睾酮等。
生長激素方面:一般認為抗阻運動可以引起生長激素升高,但不改變基礎生長激素水平。並且,抗阻訓練必須達到一定負荷才能刺激生長激素分泌明顯增高,一般認為需要75%1RM以上。
說到生長激素我多說幾句。有很多人認為生長激素是晚上才分泌,所以肌肉是晚上才長,實際上當然不是這麼簡單。首先,我們對生長激素就往往有一些誤區,認為肌肉生長嘛,肯定是生長激素在起作用。實際上咱們說了,肌肉增大的機制非常複雜,可不僅僅是生長激素一種東西決定的,所以首先大家不要迷信生長激素。
其次,生長激素也不是只有晚上才分泌。因為很多人認為生長激素決定了肌肉的增長,生長激素又「只有晚上才分泌」,所以那長肌肉肯定是在晚上了。進而引出了一系列的關於增肌的流言,比如「增肌必需晚上多睡覺」、「晚上睡前必須補充蛋白質」,甚至「半夜要起來補充一頓蛋白質」等等。這些流言都跟我們對生長激素分泌特點,和生長激素的作用的誤解有關。這些流言其實都沒有足夠的依據。
人生長激素的分泌,不是只在晚上,白天醒著的時候也有,只不過晚上比較多,有幾個高峰。我們基礎生長激素分泌有個晝夜節律變化,睡眠周期的第3和4階段分泌量明顯增多。
但運動也能影響生長激素的分泌,這屬於生長激素分泌的急性變化,比如力量訓練,就會引起生長激素的急性變化。不管你什麼時候練,恰當的訓練都會讓生長激素分泌出現增加,這個不分白天晚上。一般足夠訓練量的力量訓練後的30-60分鐘內,生長激素水平就會升高。
一般來說,一定強度的運動時,我們的蛋白質合成減少,分解增加,表現為蛋白質凈分解。運動後很快,蛋白質凈分解的局面一般就會轉變為凈合成,也就是合成的比分解的少。
所以,什麼時候肌肉「生長」,主要取決於什麼時候訓練。早上訓練的話,可能這一天肌肉都在「生長」。至於是不是晚上睡覺的時候生長速率更高,目前也說不清。因為人體氮平衡跟營養狀況還有關。
所以,肌肉生長不是由生長激素全面掌控,同樣,肌肉生長也不是僅僅在夜間出現。當然,晚餐足量的營養、充足的睡眠是肌肉生長必需的,並不是說不重要。甚至在睡前補充一些營養可能也有好處。但如果說增肌一定要睡得多,睡得越多增肌越多。或諸如「熬夜一晚白練一周」、「睡前不補充就白練」等等觀點,都是不嚴謹不客觀的。
我們繼續說肌肉增大的激素方面的機制。IGF-1方面:一般認為IGF-1跟力量訓練後的肌肉增長有很大關係,比如實驗發現IGF-1缺失的大鼠力量訓練後蛋白質合成受阻。
IGF-1主要由肝臟分泌,肌肉通過自分泌也能產生IGF-1。簡單理解,我們做力量訓練,肌肉受到機械刺激,引起IGF-1水平升高,引起肌肉增大。
在這個過程中,具體可能是IGF-1的兩種「分身」在起作用,一個叫「IGF-1Ea」,一個叫
「機械生長因子,MGF」。後者可能促進衛星細胞的激活,而IGF-1Ea促進構建新的肌細胞。
這裡說一下所謂「衛星細胞」。過去認為,成體動物的肌肉細胞是一種「一次性」的細胞,不具備分裂增殖能力,用完就完了,損失的肌肉細胞會被纖維化瘢痕組織代替,不再具有收縮功能。
但後來發現,成體動物的肌肉組織里有一些具有幹細胞特徵的細胞,受到某種刺激後,這種細胞會被激活,修復再生肌肉細胞。衛星細胞就是一種最重要的具有幹細胞特徵的細胞。
我們看很多書上,衛星細胞都畫成一個梭子形狀,有一個細胞核。實際上衛星細胞大致就是長這個樣。衛星細胞位於肌纖維周圍,所以起名叫「衛星細胞」。當我們的機體受到某種刺激,就比如力量訓練之後,「休眠」的衛星細胞會被激活,增殖修復受損的肌肉細胞或形成新的肌細胞。當然,關於肌肉增大是不是總事伴隨著衛星細胞的激活也存在爭議,我們對這個東西有個大致的了解就可以了。
衛星細胞的數量,一般認為跟年齡、肌肉細胞類型有關。人類成年後衛星細胞減少,老年後則變得更少。
睾酮方面:睾酮能促進肌肉肥大這件事基本是有定論的,主要的機制是睾酮能活化合成代謝,這個地方不用講。
肌肉抑制素:還有一種東西叫「肌肉抑制素」,或者叫「肌肉生長抑素」。顧名思義,這東西是抑制肌肉生長的。通過基因技術讓試驗小鼠的肌肉抑制素失去活性之後,小鼠也能照樣活著,但肌肉量比普通小鼠多2-3倍,肌纖維數量也多得多。
所以目前認為,力量訓練的機械刺激會導致肌肉內肌肉抑制素水平下降,增加了肌肉蛋白質的合成,抑制了其分解,促進了肌肉增大。比如有人體研究報告,年輕個體經過9周力量訓練,肌肉生長抑制素明顯降低。
另外我們要注意,不管是IGF-1、生長激素、睾酮,還是肌肉抑制素,這些東西促進肌肉增大的過程中彼此之間都有關聯,並不是「各行其事」。所以肌肉的生長,從宏觀上看本身就是件非常複雜的事兒,所以我們很多人習慣於關注一種或兩種激素,認為這就能決定我們增肌的好壞,其實都是很膚淺的。
2,微觀上說
從細胞的層面上講增肌的機制實在太複雜,我講了大家也看不下去,另外我水平有限,也不太敢講。所以這裡咱們就講一種理論,叫張力刺激理論。
張力刺激機制是解釋力量訓練導致肌肉增長的傳統理論。它是說肌原纖維會在受到機械張力刺激後會縱向的分裂,一個變兩個,產生新的肌原纖維,最後造成肌肉纖維的增粗。這有點像我們找一根竹筷子,沿著纖維用小刀一劈,只要劈開一點,輕輕一掰,一根竹筷子就縱向變成兩根了。
新的「子肌原纖維」再「發育」成完整肌原纖維。由於肌纖維是肌原纖維組成的,所以這就導致了肌纖維的增粗,肌肉增大。
正常的人體會根據面臨的外界情況作出調整。通俗的講,脂肪組織是能量密度最高的,能量儲備中心,中心糧倉。肌肉組織是完成運動的,耗能高,作戰的軍隊。人類進化結果傾向於節能模式。既然對外作戰少了,人體認為不需要養那麼多的軍隊,肌肉就會消耗。持續有對外作戰,人體才會認為值得花大價錢養著,甚至要把局部的軍隊培養得能更加強大。激素-受體的講,激素是人體發出的指令,受體是肌肉對指令的執行。肌肉生長受多種激素調節,包括但不限於生長激素、雄性激素。局部肌肉充分刺激,會上調受體敏感性,更好地響應激素的號召,長更多更粗的肌纖維。無氧運動會引起人體應激反應,生長激素、糖皮質激素、腎上腺素等分泌增多,一方面升高血糖,一方面刺激脂肪、肌肉分解,提供充足的能量以應對挑戰。
局部肌肉的充分刺激肌纖維的受體敏感性,更好地讓氨基酸重新合成蛋白質。
是人從遠古時期(甚至其他動物也有類似現象)在自然淘汰中形成的自我保護機制,即,環境是惡劣的,食物是寶貴的,在身體組織、體內營養消耗過度的情況下,一旦有外來營養補充,人體就會盡全力吸收儲存它們。對於健身增肌,就是利用這個特點,在高強度訓練後,肌肉組織形成微觀的破壞和消耗,配合超量攝入蛋白質等營養,以超越平時的效率和量來吸收營養,轉化成人體所需的蛋白質,從而增長肌肉。說簡單,就是人類有缺啥補啥的本能,而且是拚命補。對於練肌肉,就是超量訓練、超量消耗、超量攝入、超量恢復。
如果沒有這個本能,在自然環境中(即條件1:食物供給是匱乏的,或者至少是有不可控的波動的,例如冬天;條件2:不同人不同時期勞動和需求是不均衡的;條件3:人從猿開始發展,不是總能儲備食物),人的個體和族群對食物的利用率會變得極度低下,可能在匱乏期會低到50%!夠讓人滅絕了。超量恢復體能訓練中的名言:沒有疲勞就沒有訓練,沒有恢復就沒有提高。這句話的基礎就是超量恢復。超量恢復,是指訓練後能量物質和各器官系統機能,在一段時間內超過原來水平,之後又降回到原來水平的過程。在這個過程中磷酸肌酸、糖原、蛋白質等能量物質超量補償和存儲。超量恢復的前提是充足的營養和休息。力量訓練促使肌肉中蛋白質增多,肌纖維增粗,肌肉力量增大。這就是肌肉會越練越大的理論基礎。但是呢,由於磷酸肌酸、糖原、蛋白質三者的超量恢復速度不同,其實是不好掌握時間的,而且理論過於理想。磷酸肌酸一般30s就能恢復50%,糖原需要數小時,蛋白質則需要幾天。這也是為什麼健美式訓練同一肌肉群兩次訓練之間要間隔數天的原因,就是避免訓練過度帶來的傷病,同時保證訓練質量。
肌肉纖維鍛煉時候被破壞,通過休息飲食,肌肉纖維被修補從而增大變粗
超量恢復是現象,不是原因,真正的原因,沒有定論
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