力量训练的生物学基础和训练原则

力量训练的生物学基础和训练原则作者：王安利刘冬森

来源：《中国学校体育》2014年第05期

摘要：随着体育科学研究不断发展，生物学知识为运动训练的发展提供了微观领域的理论基础。基于近年来对力量训练的理论研究成果，分别从形态学、生理学、生物力学等学科角度对力量训练的生物学基础进行阐述。在此基础上，对科学合理的力量训练需要遵循的基本原则进行了探讨。通过阐述力量训练的生物学基础和基本原则，为读者更好地应用和指导力量训练打好基础。

关键词：力量训练；生物学基础；训练原则

中图分类号：G804.53 文献标志码：A 文章编号：1004-7662（2014 ）05-0072-06

Abstract：With development of sports science， biological knowledge provides microscopic domain theory basis to exercise and training development. Based on theoretical research results of strength training in recent years， this thesis describes biological basis of strength training in morphology， physiology and biomechanics perspectives. On this basis， this article also discusses basic principles for scientific and rational strength training. Through elaboration of biological basis and principle of strength training， suggestion is provided to readers for better implementation and guidance of strength training.

Key words： strength training； biological basis； training principle

在系列文章的上一篇文章中提到，力量素质是其它运动素质的基础，也是运动损伤预防与康复的基石。力量训练是体能训练的首要因素，是提高运动成绩最直接而有效的途径，是竞技运动中的重要手段与训练内容。要正确使用力量训练的方法与手段，指导力量训练的实践，应

该首先了解力量素质的生物学基础，掌握力量训练的基本原则，才能保证训练质量，减少运动伤病，才能使力量训练更好地与专项结合，更好地为运动专项服务。

1 形态学和生理学基础

1.1 骨骼肌系统每一块骨骼肌都是包含肌肉组织、结缔组织、神经及血管的器官（图1）。每块肌肉都被致密的深筋膜所包裹，深筋膜的深层是结构较为致密的肌外膜；肌外膜向肌腹内深入，把肌肉分为若干个部分，称为肌束；包绕肌束的膜结构为肌束膜，肌束膜深入肌束内包绕每一根肌纤维，膜结构称为肌内膜。肌内膜与肌纤维膜间有基底膜，肌纤维（肌内细胞）的增生、损伤的结构性修复等方面有着重要作用。

肌内膜、肌束膜和肌外膜的彼此延续，形成了肌器官内完整的框架膜结构系统，其中伴行血管、淋巴管和神经，除对骨骼肌具有支持、连接、营养和保护作用外，对肌纤维活动也起着调整作用。肌肉的膜结构系统，在肌肉的牵张与收缩中，承担着能量吸收、保护肌纤维和实施力传递等重要功能，是肌器官功能性实现的重要结构基础。随着训练承载负荷的影响，膜结构系统在其结构、功能上产生适应性变化。如运动训练可导致膜结构性增厚，抗张力能力加强等[1—2]。肌外膜、肌膜和肌内膜由肌腱相连，肌腱连接着骨膜，骨膜是覆盖在骨面的特殊组织。任何肌肉的收缩在肌膜和骨头上会产生拉力。四肢肌肉在骨头上有2个附着点：近端（靠近躯干）和远端（远离躯干）。躯干肌肉的2个附着点被称为上端（靠近头部）和下端（靠近脚部）。传统上，肌肉的起点被定义为近端或上端的肌肉附着点，止点被定义为远端的肌肉附着点[1，3]。肌肉的膜系统与腱结构是肌肉实施其功能的重要连接与保护成分，其结构性适应是肌肉力量发展的基础，功能性适应对肌肉力量的增强有重要意义，因此在力量训练中要重视膜系统与腱结构。

图1 骨骼肌宏观结构

一块肌肉的力量取决于这块肌肉全部肌纤维力量的总和。肌肉生理横断面是横切肌肉所有肌纤维所得横切面的总和，肌肉生理横断面的大小等于横切肌纤维的线段总和与该块肌肉平均厚度的乘积，反映了该肌肉肌纤维的数量和粗细；而肌纤维数量越多、直径越粗，肌力就越大；故肌肉的生理横断面越大，肌肉力量就越大。肌肉生理横断面较大的肌肉会产生较大的等长收缩力量，相对力量也会增加。

新近研究表明，肌肉的绝对力量主要依赖于单根肌纤维的粗细而不是纤维的类型，即每单位横断面积的最大等长收缩力在快肌与慢肌中几乎是相同的。肌纤维类型与每单位横断面积之间只存在弱相关或完全没有相关[2]。肌纤维增粗的主要原因是肌球蛋白含量增加，除蛋白质、能源物质、毛细血管的数量增多外，同时伴随着肌肉中结缔组织的增多。肌肉结缔组织中的胶原纤维起着肌纤维附着框架的作用。锻炼能否增加肌肉纤维的数量，迄今为止尚无统一认识。动物实验的研究结果证明，通过训练可以使肌纤维分裂增生从而增加肌纤维的数量；多数学者认为，人的肌纤维的数量是由基因决定的，训练不能使其数量增加。

1.2 神经肌肉系统 1个运动神经元和它所控制的肌纤维的联合处称为运动终板，尽管单一运动神经有时控制几百条肌纤维，每个肌肉细胞只有1个神经肌肉接点。1个运动神经元与其控制的肌纤维被称为1个运动单位[1]。

骨骼肌纤维组成具有明显不同的形态和生理特性。根据颤动时间区分纤维，分为慢肌纤维和快肌纤维，1个运动单位由同一类型的肌纤维组成，因此，也可分为快肌运动单位和慢肌运动单位。

根据肌纤维ATP酶染色方法，一般将肌纤维分为I型，IIa型，IIb型。I型纤维直径较细，肌浆较多，肌红蛋白含量较多，线粒体数目较多，肌纤维无氧功率低，主要依靠有氧代谢产生的ATP供能；肌球蛋白ATP酶活性低，肌纤维收缩速度慢，收缩力量小，快速力量发展有限，但持续时间长，不易疲劳。II型纤维直径较粗，肌浆和肌红蛋白含量较少，线粒体数目也较少，肌纤维主要依靠无氧酵解产生的ATP供能，收缩速度快，收缩力量大，但持续时间短，易疲劳，主要是完成速度和爆发力的工作[1-2]。

强度低的运动主要是快肌纤维被动员，随着强度的增大，快肌纤维开始被动员；力量训练达到最大负荷的60%～70%以上的快肌纤维将被动员。人体骨骼肌由不同类型的肌纤维混杂而成，在纤维的类型分布上有着较大的差异，这种差异不仅体现在个体之间，机体内不同的功能肌群之间也存在相当大的差异。以维持身体姿势为主的骨骼肌中慢肌纤维所占百分比较高，以动力性工作为主的骨骼肌中慢肌纤维所占百分比较低[1-2]。快、慢肌的比例因人而异，有较大的个体差异。这种比例是由基因决定的，可能在决定某项运动能力中起重要的

作用。

在性别方面，女性慢肌纤维比男性多，女性爆发力比男性差。从骨骼肌代谢特征来看，男性肌肉中快肌纤维代谢占优势，这种现象可能与男性分泌更多的睾酮有关。在年龄方面，一般认为青少年时期肌纤维类型的百分比组成无太大差异，随着年龄增长，慢肌纤维百分比增加，快肌纤维百分比下降。快肌纤维的面积也随年龄增长而减小，而慢肌纤维面积基本保持不变[2]。肌纤维比例是遗传决定的，但运动可以干预某一类肌纤维优先发展。优先发展快肌还是优先发展慢肌是项目的内在需要决定的，要研究运动项目内在的规律性，当然也包括肌肉供能的规律。训练最重要的是要有针对性，要符合项目的规律和特点。对项目的规律和特点不了解，就无法科学地安排训练。训练方法的选择，运动量、运动强度的选择以及训练要实现的目标，取决于对项目规律的认识程度。

1个运动单位的所有肌纤维被运动神经激活后同时收缩，肌肉控制的程度取决于每个运动单位支配的肌纤维数量。不同运动单位的肌纤维相互混合在一起，这种交叉分布改善了一定的肌肉横截面内动员的肌纤维与毛细血管的数量比，利于长时间最大收缩时肌肉的能量供应。在运动过程中，运动单位的兴奋阈值不同，参与工作的先后顺序不同，慢肌运动单位的体积小，兴奋阈值低，易兴奋，先参与工作；随着负荷的增加，运动神经传出的信号强度增加，兴奋阈