运动生理学 第2章肌肉力量素质的生理基础与训练
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优点：简单明了 缺点：不能体现不同人之间的体能差异
• 相对强度：根据个人最大摄氧量百分数或最大心率 百分值等生理指标来反映某一负荷量对身体的刺激 程度。 优点：能反映运动者的个人体能水平 • 运动生理学中通常采用生理负荷强度衡量运动强度
最大重复次数(RM) ：
• 概念：指肌肉收缩所能克服某一负荷的最大次数。 应用： 5RM→肌肉粗大、力量↑、速度↑
• 普通人：60%-70%的肌纤维同时参与收缩 原因：一般人的运动中枢兴奋性难以达到足 够高的水平，所发出的神经冲动不能使更多 的运动单位参与兴奋收缩过程。 • 运动员： 80%-90%甚至更高肌纤维收缩 原因：运动中枢同步放电的程度将大大提 高，最大肌力自然大大增加。
(三)肌纤维类型
• 早期研究：无论是速度训练还是耐力训练都 不会引起肌纤维类型的改变。 • 近期有研究表明：肌纤维间通过亚型的形式 有可能出现相互转化。
(六)合理训练间隔原则
• 概念：是寻求两次训练课之间的 适宜间隔时间，使下次力量训练 在上次训练出现的超量恢复期内 进行，从而使运动训练效果得以 积累。
五、力量训练要素
(一)运动强度 • 分类：绝对强度和相对强度。 • 绝对强度：指机体所承受的物理负荷量(如做了多少 功等)，所以又叫做物理负荷强度。
6．年龄与性别
• • • • 20-30岁时达最大 青春发育期前：男肌力>女肌力(不显著) 青春发育期后：男肌力>女肌力（显著） 原因：①雄性激素 ②男子经常参加一些能发展力量 和爆发力的体育活动
成年男子和女子的绝对 与相对力量的比较
7．体重 • 体重大→绝对力量较大
• 体重较轻→较大的相对力量 • 体重的增加→绝对力量直线增加 相对力量 下降 • 肌糖原和肌红蛋白含量和毛细血管分布密 度也会影响肌肉力量。
(一)肌纤维的收缩力
视频 欣赏
研究发现：经过100天的训练后，上肢屈
肌的横截面积增加23%时，肌力增长92%。
每1平方厘米肌肉横截面积可产生65 运动训练→肌原纤维收缩蛋白含量显著↑ 肌原纤维增粗 公斤力。 肌细胞内的肌糖原等贮备↑ 有关代谢酶的活性增加 →肌肉的收缩能力↑
(二)神经系统的机能状态
实验条件 未经训练 “速度性”训练 “力量性”训练 肌肌凝蛋白含量（%） 4.70 6.00 6.88
图 b.运动训练 →肌肉结缔组织增厚、毛细血管增生、 内含物（肌红蛋白、CP、肌糖原） ↑
c.肌纤维增殖：待研究因素
2．肌纤维类型和运动单位
• 肌纤维类型与肌力关系：快肌纤维%越高肌力越大
运动位： 指一个α-运动神经元及其所支配的
• 概念：指力量练习过程中应考虑前后练习动作的科
学性和合理性。
• 原则：先练大肌肉、后练小肌肉、前后相邻运动避 免使用同一肌群。 机制：①大肌肉在训练时运动中枢的兴奋面广， 兴奋程度高，在提高自身力量的同时，由于兴奋 的扩散作用，练习过程对其他肌肉也有良性刺激 作用。②大肌肉相对不易疲劳，可延长练习时间， 而小肌肉练习容易疲劳，将影响大肌肉练习动作 的完成。
一、决定肌肉力量的生物学因素 1．肌纤维的横断 面积 • ①肌力与肌肉横 断面积 成正比。 • ②实验： 力量训练100天， 上臂肌横面积 ↑23%，肌力 ↑92%
屈肌力量与肌横断面积的关系 （依猪饲和福永，1968）
③运动训练引起肌肉横断面积增加的原因：
• a.肌纤维增粗： 主要因素 运动训练→激素和神经调节 →蛋白质的合成 ↑ （主要是肌凝蛋白↑）
(三)运动量 • 运动量包括运动强度和运动时间两个因素， 是二者的乘积。 • 三者之间的关系是： 运动量=平均运动强度*运动时间
• 在一段时间如一周或一个月训练的运动总量 除了运动强度和运动时间外，还要考虑这段 时间的训练频度，即：
运动总量=(平均运动强度*运动时间)*训练 频度
• 返回
四、力量训练原则
(一)大负荷原则 • 要求：阻力应接近(至 少超过肌肉最大负荷能
力2/3以上)或达到甚至
略超过肌肉所能承受的
最大负荷。
(二)渐增负荷原则
• 概念：力量训练过程中，随着训练水平的提 高，肌肉所克服的阻力也应随之增加，才能 保证最大肌力的持续增长。 最大负荷→适应→新最大负荷→适应 •福克斯(Fox)： “负荷到8，训练到12” •实践：“负荷到10，训练到15” “负荷到15，训练20” “负荷到1，训练到5”
骨骼肌纤维。 快肌运动单位 α-运动神经元 慢肌运动单位
一个运动神经元所支配的肌纤维数量。 神经支配比大，神经元支配的骨骼肌 神经支配比： 纤维数量多，不同的运动单位所产生 的肌张力亦不同。
3．肌肉收缩时动员的肌纤维数量
• 水平低者：60%肌纤维参与活动
水平高者：90%肌纤维参与活动 研究证明：20-80%MVC活动，主要靠募
耐力训练：肌纤维的琥珀酸脱氢酶等有氧代谢 酶活性、毛细血管网数量和体积、肌红蛋白含 量及慢肌纤维面积百分比等增加；
速度和力量训练：有关无氧代谢酶活性及快肌 纤维面积百分比等增加。
三、功能性肌肉肥大
视频 欣赏
• 概念：由于运动训练所引起的肌肉 体积增大 • 主要表现：肌纤维的增粗
•分类：
•（一）肌浆型功能性肥大
小结：
• 一、决定肌肉力量的生物学因素
• 1．肌纤维的横断面积
• 2．肌纤维类型和运动单位
• 3．肌肉收缩时动员的肌纤维数量
• 4．肌纤维收缩时的初长度
• 5．神经系统的机能状态
• 6．年龄与性别
• 7．体重
二、肌肉力量的可训练因素
• (一)肌纤维的收缩力 • (二)神经系统的机能状态
• (三)肌纤维类型
身体素质： • 概念：人体在肌肉活动中所表现出来的力量、 速度、耐力、灵敏及柔韧等机能能力 。 • 影响身体素质的发展水平的因素： 肌肉本身的结构和功能特点 肌肉工作时的能量供应 内脏器官的机能以及神经调节能力 • ∴身体素质是人体各器官系统的功能在肌肉 工作中的综合反映。
力量素质
视频
• 绝对肌力： 指肌肉做最大收缩时所能产生的张力， 通常用肌肉收缩时所能克服的最大阻力负荷来表示。 • 相对肌力（比肌力）： 指肌肉单位生理横断面积(常以1cm2为单位)肌纤 维做最大收缩时所能产生的肌张力。 指肌肉在最短时间收缩时所能产生的 • 肌肉爆发力： 最大张力，通常用肌肉单位时间的做功量来表示。 指肌肉长时间收缩的能力，常用肌肉克 • 肌肉耐力： 服某一固定负荷的最多次数(动力性运动)或最长时 间(静力性运动)来表示。
(二)肌原纤维型功能性肥大
积增加。
举重
• 概念：指肌纤维收缩蛋白成分的增加所致的肌肉体 • 表现：肌纤维中的收缩蛋白含量增多，肌原纤维的 体积明显增加。肌肉绝对肌力和相对肌力的显著提
高。
长期大负荷力量训练→肌原纤维型功能性肥大
• 部位：主要在快白肌(Ⅱb型肌)纤维中
力量性和速度性全力运动→快肌肌原纤维型功能性 肥大
(五)有效运动负荷原则 • 概念：指要使肌肉力量获得稳定提高，应保 证有足够大的运动强度和运动时间，以引起 肌纤维明显的结构和生理生化改变。 •靶强度：在运动生理学中，将导致身体产生 运动痕迹和效果的最小运动强度。
•靶心率：靶强度时的心率
通常每次力量训练应有不少于三组接近 或达到肌肉疲劳的力量练习，才能使肌肉力量 逐渐提高。
•（二）肌原纤维型功能性肥大
(一)肌浆型功能性肥大
• 概念：指肌纤维非收缩蛋白成分的增加所致的肌 肉体积增加。 • 表现：肌纤维的非收缩蛋白成分含量如线粒体、 肌糖原、磷酸肌酸和肌红蛋白等数量增加。 较小强度长期运动训练→功能性肥大 • 部位：主要是慢红肌(Ⅰ型肌)和快红肌(Ⅱa型肌) 肌纤维。 • 耐力性运动→慢肌产生肌浆型功能性肥大
(三)专门性原则
视频
• 概念：指所从事的肌肉力量练习应与相应的运 动项目相适应。
• 分类：身体部位的专门性和练习动作的专门性。
• 机制：不同肌群甚至同一肌群的不同运动单位 之间应具有一定的神经肌肉协调性。 • 意义：有利于神经系统的协调调节能力，以及 肌肉内一系列适应性生理和生化变化。
(四)负荷顺序原则
5．神经系统的机能状态
• ①协调各肌群活动 改善主动肌、协同肌、对抗肌间的协调关系，特别 是对抗肌放松能力，可显著地增加肌肉收缩的力量。 • ②提高中枢兴奋程度 动员尽可能多的运动单位参加工作 发放高频冲动增加强直收缩程度 研究证明：20-80%MVC活动，主要靠募集更多的运 动单位参与活动。>80%MVC靠中枢增加冲动频率。 • ③增加肌肉同步兴奋收缩的运动单位数量来提高肌肉最 大肌力。 >80%MVC活动时，同步兴奋↑
举重、投掷 6-10RM→肌肉粗大、力量↑、速度↑ 100米跑、跳跃 10-15RM→力量↑、速度↑、耐力↑ 400和800米 16-30RM →力量↑、速度↑、耐力↑ 中跑 30RM→毛细血管↑、耐力↑ 长跑
(二)练习次数和频度
• 研究表明：初次参加运动训练者，隔天训练的效果比每 天训练效果好。 每天训练10次，肌肉力量提高47% 隔天训练10次，肌肉力量提高77.6% • 举重等以发展肌肉最大肌力为主要目的的运动，其运动 强度应足够大，一般接近或达到肌肉的最大负荷能力， 练习组数至少不低于3次，训练频度则可适当减少，每周 1-2次即可。 • 以发展肌肉体积线条和爆发力为主要目的的运动如健美， 其运动强度应适当降低，但练习组数和频度则相应地增 多； • 以发展肌肉耐力和提高内脏机能水平为主要目的的运动， 其运动强度更低，练习次数相应较多，练习频度亦可有 所增加。
集更多的运动单位参与活动。
4．肌纤维收缩时的初长度
下一页
4．肌纤维收缩时的初长度
图
• 肌节最适初长（2.0-2.2m）时，粗细肌 丝重叠佳，肌缩速度、幅度和张力最大； • 大于最适初长时，粗、细肌丝重叠↓， 肌缩速度、幅度和张力↓； • 小于最适初长时，粗、细肌丝重叠↓， 肌缩速度、幅度和张力虽然↑，但不如 最适初长时。
• 相对强度：根据个人最大摄氧量百分数或最大心率 百分值等生理指标来反映某一负荷量对身体的刺激 程度。 优点：能反映运动者的个人体能水平 • 运动生理学中通常采用生理负荷强度衡量运动强度
最大重复次数(RM) ：
• 概念：指肌肉收缩所能克服某一负荷的最大次数。 应用： 5RM→肌肉粗大、力量↑、速度↑
• 普通人：60%-70%的肌纤维同时参与收缩 原因：一般人的运动中枢兴奋性难以达到足 够高的水平，所发出的神经冲动不能使更多 的运动单位参与兴奋收缩过程。 • 运动员： 80%-90%甚至更高肌纤维收缩 原因：运动中枢同步放电的程度将大大提 高，最大肌力自然大大增加。
(三)肌纤维类型
• 早期研究：无论是速度训练还是耐力训练都 不会引起肌纤维类型的改变。 • 近期有研究表明：肌纤维间通过亚型的形式 有可能出现相互转化。
(六)合理训练间隔原则
• 概念：是寻求两次训练课之间的 适宜间隔时间，使下次力量训练 在上次训练出现的超量恢复期内 进行，从而使运动训练效果得以 积累。
五、力量训练要素
(一)运动强度 • 分类：绝对强度和相对强度。 • 绝对强度：指机体所承受的物理负荷量(如做了多少 功等)，所以又叫做物理负荷强度。
6．年龄与性别
• • • • 20-30岁时达最大 青春发育期前：男肌力>女肌力(不显著) 青春发育期后：男肌力>女肌力（显著） 原因：①雄性激素 ②男子经常参加一些能发展力量 和爆发力的体育活动
成年男子和女子的绝对 与相对力量的比较
7．体重 • 体重大→绝对力量较大
• 体重较轻→较大的相对力量 • 体重的增加→绝对力量直线增加 相对力量 下降 • 肌糖原和肌红蛋白含量和毛细血管分布密 度也会影响肌肉力量。
(一)肌纤维的收缩力
视频 欣赏
研究发现：经过100天的训练后，上肢屈
肌的横截面积增加23%时，肌力增长92%。
每1平方厘米肌肉横截面积可产生65 运动训练→肌原纤维收缩蛋白含量显著↑ 肌原纤维增粗 公斤力。 肌细胞内的肌糖原等贮备↑ 有关代谢酶的活性增加 →肌肉的收缩能力↑
(二)神经系统的机能状态
实验条件 未经训练 “速度性”训练 “力量性”训练 肌肌凝蛋白含量（%） 4.70 6.00 6.88
图 b.运动训练 →肌肉结缔组织增厚、毛细血管增生、 内含物（肌红蛋白、CP、肌糖原） ↑
c.肌纤维增殖：待研究因素
2．肌纤维类型和运动单位
• 肌纤维类型与肌力关系：快肌纤维%越高肌力越大
运动位： 指一个α-运动神经元及其所支配的
• 概念：指力量练习过程中应考虑前后练习动作的科
学性和合理性。
• 原则：先练大肌肉、后练小肌肉、前后相邻运动避 免使用同一肌群。 机制：①大肌肉在训练时运动中枢的兴奋面广， 兴奋程度高，在提高自身力量的同时，由于兴奋 的扩散作用，练习过程对其他肌肉也有良性刺激 作用。②大肌肉相对不易疲劳，可延长练习时间， 而小肌肉练习容易疲劳，将影响大肌肉练习动作 的完成。
一、决定肌肉力量的生物学因素 1．肌纤维的横断 面积 • ①肌力与肌肉横 断面积 成正比。 • ②实验： 力量训练100天， 上臂肌横面积 ↑23%，肌力 ↑92%
屈肌力量与肌横断面积的关系 （依猪饲和福永，1968）
③运动训练引起肌肉横断面积增加的原因：
• a.肌纤维增粗： 主要因素 运动训练→激素和神经调节 →蛋白质的合成 ↑ （主要是肌凝蛋白↑）
(三)运动量 • 运动量包括运动强度和运动时间两个因素， 是二者的乘积。 • 三者之间的关系是： 运动量=平均运动强度*运动时间
• 在一段时间如一周或一个月训练的运动总量 除了运动强度和运动时间外，还要考虑这段 时间的训练频度，即：
运动总量=(平均运动强度*运动时间)*训练 频度
• 返回
四、力量训练原则
(一)大负荷原则 • 要求：阻力应接近(至 少超过肌肉最大负荷能
力2/3以上)或达到甚至
略超过肌肉所能承受的
最大负荷。
(二)渐增负荷原则
• 概念：力量训练过程中，随着训练水平的提 高，肌肉所克服的阻力也应随之增加，才能 保证最大肌力的持续增长。 最大负荷→适应→新最大负荷→适应 •福克斯(Fox)： “负荷到8，训练到12” •实践：“负荷到10，训练到15” “负荷到15，训练20” “负荷到1，训练到5”
骨骼肌纤维。 快肌运动单位 α-运动神经元 慢肌运动单位
一个运动神经元所支配的肌纤维数量。 神经支配比大，神经元支配的骨骼肌 神经支配比： 纤维数量多，不同的运动单位所产生 的肌张力亦不同。
3．肌肉收缩时动员的肌纤维数量
• 水平低者：60%肌纤维参与活动
水平高者：90%肌纤维参与活动 研究证明：20-80%MVC活动，主要靠募
耐力训练：肌纤维的琥珀酸脱氢酶等有氧代谢 酶活性、毛细血管网数量和体积、肌红蛋白含 量及慢肌纤维面积百分比等增加；
速度和力量训练：有关无氧代谢酶活性及快肌 纤维面积百分比等增加。
三、功能性肌肉肥大
视频 欣赏
• 概念：由于运动训练所引起的肌肉 体积增大 • 主要表现：肌纤维的增粗
•分类：
•（一）肌浆型功能性肥大
小结：
• 一、决定肌肉力量的生物学因素
• 1．肌纤维的横断面积
• 2．肌纤维类型和运动单位
• 3．肌肉收缩时动员的肌纤维数量
• 4．肌纤维收缩时的初长度
• 5．神经系统的机能状态
• 6．年龄与性别
• 7．体重
二、肌肉力量的可训练因素
• (一)肌纤维的收缩力 • (二)神经系统的机能状态
• (三)肌纤维类型
身体素质： • 概念：人体在肌肉活动中所表现出来的力量、 速度、耐力、灵敏及柔韧等机能能力 。 • 影响身体素质的发展水平的因素： 肌肉本身的结构和功能特点 肌肉工作时的能量供应 内脏器官的机能以及神经调节能力 • ∴身体素质是人体各器官系统的功能在肌肉 工作中的综合反映。
力量素质
视频
• 绝对肌力： 指肌肉做最大收缩时所能产生的张力， 通常用肌肉收缩时所能克服的最大阻力负荷来表示。 • 相对肌力（比肌力）： 指肌肉单位生理横断面积(常以1cm2为单位)肌纤 维做最大收缩时所能产生的肌张力。 指肌肉在最短时间收缩时所能产生的 • 肌肉爆发力： 最大张力，通常用肌肉单位时间的做功量来表示。 指肌肉长时间收缩的能力，常用肌肉克 • 肌肉耐力： 服某一固定负荷的最多次数(动力性运动)或最长时 间(静力性运动)来表示。
(二)肌原纤维型功能性肥大
积增加。
举重
• 概念：指肌纤维收缩蛋白成分的增加所致的肌肉体 • 表现：肌纤维中的收缩蛋白含量增多，肌原纤维的 体积明显增加。肌肉绝对肌力和相对肌力的显著提
高。
长期大负荷力量训练→肌原纤维型功能性肥大
• 部位：主要在快白肌(Ⅱb型肌)纤维中
力量性和速度性全力运动→快肌肌原纤维型功能性 肥大
(五)有效运动负荷原则 • 概念：指要使肌肉力量获得稳定提高，应保 证有足够大的运动强度和运动时间，以引起 肌纤维明显的结构和生理生化改变。 •靶强度：在运动生理学中，将导致身体产生 运动痕迹和效果的最小运动强度。
•靶心率：靶强度时的心率
通常每次力量训练应有不少于三组接近 或达到肌肉疲劳的力量练习，才能使肌肉力量 逐渐提高。
•（二）肌原纤维型功能性肥大
(一)肌浆型功能性肥大
• 概念：指肌纤维非收缩蛋白成分的增加所致的肌 肉体积增加。 • 表现：肌纤维的非收缩蛋白成分含量如线粒体、 肌糖原、磷酸肌酸和肌红蛋白等数量增加。 较小强度长期运动训练→功能性肥大 • 部位：主要是慢红肌(Ⅰ型肌)和快红肌(Ⅱa型肌) 肌纤维。 • 耐力性运动→慢肌产生肌浆型功能性肥大
(三)专门性原则
视频
• 概念：指所从事的肌肉力量练习应与相应的运 动项目相适应。
• 分类：身体部位的专门性和练习动作的专门性。
• 机制：不同肌群甚至同一肌群的不同运动单位 之间应具有一定的神经肌肉协调性。 • 意义：有利于神经系统的协调调节能力，以及 肌肉内一系列适应性生理和生化变化。
(四)负荷顺序原则
5．神经系统的机能状态
• ①协调各肌群活动 改善主动肌、协同肌、对抗肌间的协调关系，特别 是对抗肌放松能力，可显著地增加肌肉收缩的力量。 • ②提高中枢兴奋程度 动员尽可能多的运动单位参加工作 发放高频冲动增加强直收缩程度 研究证明：20-80%MVC活动，主要靠募集更多的运 动单位参与活动。>80%MVC靠中枢增加冲动频率。 • ③增加肌肉同步兴奋收缩的运动单位数量来提高肌肉最 大肌力。 >80%MVC活动时，同步兴奋↑
举重、投掷 6-10RM→肌肉粗大、力量↑、速度↑ 100米跑、跳跃 10-15RM→力量↑、速度↑、耐力↑ 400和800米 16-30RM →力量↑、速度↑、耐力↑ 中跑 30RM→毛细血管↑、耐力↑ 长跑
(二)练习次数和频度
• 研究表明：初次参加运动训练者，隔天训练的效果比每 天训练效果好。 每天训练10次，肌肉力量提高47% 隔天训练10次，肌肉力量提高77.6% • 举重等以发展肌肉最大肌力为主要目的的运动，其运动 强度应足够大，一般接近或达到肌肉的最大负荷能力， 练习组数至少不低于3次，训练频度则可适当减少，每周 1-2次即可。 • 以发展肌肉体积线条和爆发力为主要目的的运动如健美， 其运动强度应适当降低，但练习组数和频度则相应地增 多； • 以发展肌肉耐力和提高内脏机能水平为主要目的的运动， 其运动强度更低，练习次数相应较多，练习频度亦可有 所增加。
集更多的运动单位参与活动。
4．肌纤维收缩时的初长度
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4．肌纤维收缩时的初长度
图
• 肌节最适初长（2.0-2.2m）时，粗细肌 丝重叠佳，肌缩速度、幅度和张力最大； • 大于最适初长时，粗、细肌丝重叠↓， 肌缩速度、幅度和张力↓； • 小于最适初长时，粗、细肌丝重叠↓， 肌缩速度、幅度和张力虽然↑，但不如 最适初长时。