力量增加速率生理學因素研究綜述

□ 宋龍基（沈陽體育學院 遼寧 沈陽 110032）

1、運動單位的招募和排放率

在EMG的單調增強的特點是緩慢和漸進（斜坡狀）增長的，快速收縮的特征是在動作開始時高度同步的活動。激活的大小以及由肌肉產生的力取決于被激活的MU的數量（MU募集）以及運動神經元排放的動作電位（速率編碼）。

然而，募集和解聘的相對貢獻速率是隨著收縮速度變化而變化，大多數肌肉緩慢收縮的特點是通過逐步激活MU達到募集的上限。相反，MU被募集的力量要低得多，此外，募集的減少，收縮速度增加的MU的閾值是對于慢收縮（例如，比目魚）而言，比快收縮肌肉（例如咬肌）更明顯。

肌肉力量的增加超出MU招募的上限是由于增加排放率。在這個過程中，力量的等長收縮是30-60Hz。相反，在快速收縮時瞬間MU的排出率經常發生在沒有訓練經歷的受試者中，達到60-120Hz和在有訓練經歷的受試者中達到200Hz以上。在這樣的快速動作中，被激活的排放量很少。相反，在慢收縮期間，MU的排放速率增加，快速收縮的特點是在激活的開始階段，最初的排放率隨著連續的排放而逐步下降。這些觀察結果強調了MU激活模式中與速度有關的差異。

2、肌肉激活和RFD之間的關聯

研究表明，肌肉激活，如表面肌電圖評估，是影響體內RFD表現的主要因素。此外，在同一時間電刺激產生的主動收縮力與在股四頭肌的力量增長開始之前的表面肌電圖呈正相關（r2=0.76），但不是由電刺激引起的。這些結果表明，產生力的能力主要取決于肌肉激活的增加。例如：通過記錄膝關節伸肌的表面肌電活動在快速收縮期間，研究表明激動劑EMG活動是肌肉力量變化的重要因素，特別是在初始階段（25-75毫秒）。

3、最大MU排放率與RFD之間的關聯

在快速收縮開始時，神經輸入對肌肉的功能據有重要影響，通過模擬研究MU激活率對動物肌肉（貓和大鼠）RFD的重要性。結果表明，放電率大幅提高到100-200Hz增加了MU內所有單元的RFD。研究強調在主動收縮的開始階段最大MU排放速率對于在快速發展力的能力具有關鍵作用。

4、肌肉決定因素

盡管快速肌肉激活是RFD的關鍵決定因素，但肌肉因子顯然也起作用。例如，大的肌肉之間和個體間RFD的差異不能完全根據肌肉活動率的差異來解釋，MVC與晚期RFD相關，因此諸如肌肉尺寸和類型以及其他影響肌肉力量也可能影響RFD。

5、肌肉纖維類型組成

纖維類型通常被認為是影響肌肉RFD的主要因素。各種骨骼之間的纖維類型組成有很大的差異。例如，股外側肌，股內側肌和內側肌中間肌含有約50%的I型纖維比目魚含有75%和腓腸肌45-75%I型纖維。而且，在人體骨骼肌纖維的個體間差異很大。在個體間測量RFD，同樣的肌肉群也與纖維相關，在年輕人中股外側肌II型纖和膝伸肌RFD測量之間顯著相關（r2=0.49）為50 ms in，雖然這在老年男人中沒有被觀察到。盡管纖維類型比例有很大的遺傳性，也高度的適應性，以及纖維類型的變化與早期生效的RFD變化有關。

6、肌原纖維機制

增加肌球蛋白的敏感性對Ca2+復合也可能影響RFD。II型纖維具有比I型纖維更低的Ca2+敏感性，使他們特別容易受刺激，提高靈敏度。反復肌肉收縮促進肌球蛋白調控輕鏈的激酶依賴性磷酸化，使復合物更敏感Ca2+，使給定的Ca2+產生更大的作用力釋放，從而增加力量上升的速度。在許多情況下，Ca2+敏感性的變化可能對RFD沒有特別強的影響。例如，盡管Ca2+的敏感性是I型比II型更大，這不能解釋II型纖維含量。另外，運動訓練對Ca2+敏感性對II纖維作用有限，這不會改善他們的收縮能力，從而不會影響RFD。

7、肌腱硬度

在股外側肌腱僵硬（“肌腱”在腱膜束腱膜測量的伸長率）一段時間的臥床休息后沒有相關的RFD下降。肌腱的速度非常快（即，毫秒），經過培訓可能需要相當大的剛度變化以顯注影響RFD。關于肌肉僵硬對RFD的影響信息。如果力量的速度傳播受到組織僵硬的影響而改變在（主動）肌肉僵硬度，理論上應該有影響RFD。在肌肉相比中，大量的肌肉肌腱在人體內，可能會存在這種效應RFD的肌肉僵硬可能比肌腱更重要。雖然沒有研究明確肌肉僵硬對RFD的影響，已經研究了肌腱單位僵硬度對RFD的影響。發現肌肉腱單位僵硬與晚期RFD相關，取決于最大強度，因為相對RFD與肌腱單位剛度無關。理論上，RFD的個體間和肌肉間的變化可能影響肌腱僵硬。

8、訓練快速力量適應性變化神經因素的貢獻

在主動收縮的初始階段（0-300毫秒）產生快速收縮力的能力，在主動收縮的初始階段各種形式的力量訓練可以引起RFD和肌肉的平行增加激活（EMG幅度，EMG上升率，H反射振幅）。

阻力訓練和爆發力訓練對RFD都有很強的刺激作用。RFD受肌肉激活的強烈的影響，在體外和體內表現RFD和肌肉激活的增加，后者通過評估肌電圖分析，一直觀察幾周到幾個月的力量訓練。例如，在進行了6周伸展運動下肢力量訓練（腿部按壓，腿部伸展，和腿卷曲；60%-80%1RM）膝關節記錄的RFD值高出33%，其中伴隨著肌電圖活動增加80%-100%。

有趣的是，對一個自行車測功儀進行6周的耐力訓練運動強度相當于50-75%的心率儲備，并沒有觀察到RFD或肌肉激活（EMG幅度）的改變，通過力量訓練強調神經元運動功能的適應性改變對RFD誘導的增益產生強烈的影響，中等強度訓練引起的變化在RFD和EMG振幅（包括肌電圖上升率）之間正相關（r2=0.46-0.81）。

9、肌肉軀體因素的貢獻

在快速收縮期間引起的RFD適應不是完全由神經系統的變化驅動，在力量訓練中肌肉適應引起的RFD增加具有重要作用。3個月的爆發式力量訓練的人當應用運動神經電刺激引起的峰值RFD值增加18%-31%。表明訓練誘導的RFD變化是肌肉激活變化（即中樞神經系統的適應性變化）的原因。詳細說明RFD適應的肌肉組成部分，增加整體解剖肌肉的大小（橫截面積或體積）訓練是增加RFD的有效手段，因為最大的收縮力的能力受到肌肉宏觀尺寸的影響。盡管非選擇性肌纖維肥大可能通過增加MVC強度來增加RFD，II型肥大能更大程度上增加RFD，考慮到10%-50%與I型纖維相比，II型具有更高的比力。

訓練引起的肌肉腱硬度變化在力量訓練中觀察到RFD增加。為了支持這一觀點，先前已經證明，肌腱和腱膜硬度與體內RFD正相關，肌腱單位的順應性導致RFD降低。因此，訓練引起的肌腱僵硬度增加可能是影響RFD的因素之一。

10、結論

RFD在收縮早期階段可能通過MU排放率的作用可能被認為是主要的決定因素（第一個50-75毫秒）。早期RFD估計值的變化，與疲勞，訓練或訓練都有可能被用作神經功能的替代物具有爆發性和抗阻力強度訓訓練以改善快速肌肉激活，后來分別上升，這對設計的成意義針對運動員，老人的訓練和康復方案個人和病人不同的病人。