力量增加速率生理学因素研究综述

□ 宋龙基（沈阳体育学院 辽宁 沈阳 110032）

1、运动单位的招募和排放率

在EMG的单调增强的特点是缓慢和渐进（斜坡状）增长的，快速收缩的特征是在动作开始时高度同步的活动。激活的大小以及由肌肉产生的力取决于被激活的MU的数量（MU募集）以及运动神经元排放的动作电位（速率编码）。

然而，募集和解聘的相对贡献速率是随着收缩速度变化而变化，大多数肌肉缓慢收缩的特点是通过逐步激活MU达到募集的上限。相反，MU被募集的力量要低得多，此外，募集的减少，收缩速度增加的MU的阈值是对于慢收缩（例如，比目鱼）而言，比快收缩肌肉（例如咬肌）更明显。

肌肉力量的增加超出MU招募的上限是由于增加排放率。在这个过程中，力量的等长收缩是30-60Hz。相反，在快速收缩时瞬间MU的排出率经常发生在没有训练经历的受试者中，达到60-120Hz和在有训练经历的受试者中达到200Hz以上。在这样的快速动作中，被激活的排放量很少。相反，在慢收缩期间，MU的排放速率增加，快速收缩的特点是在激活的开始阶段，最初的排放率随着连续的排放而逐步下降。这些观察结果强调了MU激活模式中与速度有关的差异。

2、肌肉激活和RFD之间的关联

研究表明，肌肉激活，如表面肌电图评估，是影响体内RFD表现的主要因素。此外，在同一时间电刺激产生的主动收缩力与在股四头肌的力量增长开始之前的表面肌电图呈正相关（r2=0.76），但不是由电刺激引起的。这些结果表明，产生力的能力主要取决于肌肉激活的增加。例如：通过记录膝关节伸肌的表面肌电活动在快速收缩期间，研究表明激动剂EMG活动是肌肉力量变化的重要因素，特别是在初始阶段（25-75毫秒）。

3、最大MU排放率与RFD之间的关联

在快速收缩开始时，神经输入对肌肉的功能据有重要影响，通过模拟研究MU激活率对动物肌肉（猫和大鼠）RFD的重要性。结果表明，放电率大幅提高到100-200Hz增加了MU内所有单元的RFD。研究强调在主动收缩的开始阶段最大MU排放速率对于在快速发展力的能力具有关键作用。

4、肌肉决定因素

尽管快速肌肉激活是RFD的关键决定因素，但肌肉因子显然也起作用。例如，大的肌肉之间和个体间RFD的差异不能完全根据肌肉活动率的差异来解释，MVC与晚期RFD相关，因此诸如肌肉尺寸和类型以及其他影响肌肉力量也可能影响RFD。

5、肌肉纤维类型组成

纤维类型通常被认为是影响肌肉RFD的主要因素。各种骨骼之间的纤维类型组成有很大的差异。例如，股外侧肌，股内侧肌和内侧肌中间肌含有约50%的I型纤维比目鱼含有75%和腓肠肌45-75%I型纤维。而且，在人体骨骼肌纤维的个体间差异很大。在个体间测量RFD，同样的肌肉群也与纤维相关，在年轻人中股外侧肌II型纤和膝伸肌RFD测量之间显着相关（r2=0.49）为50 ms in，虽然这在老年男人中没有被观察到。尽管纤维类型比例有很大的遗传性，也高度的适应性，以及纤维类型的变化与早期生效的RFD变化有关。

6、肌原纤维机制

增加肌球蛋白的敏感性对Ca2+复合也可能影响RFD。II型纤维具有比I型纤维更低的Ca2+敏感性，使他们特别容易受刺激，提高灵敏度。反复肌肉收缩促进肌球蛋白调控轻链的激酶依赖性磷酸化，使复合物更敏感Ca2+，使给定的Ca2+产生更大的作用力释放，从而增加力量上升的速度。在许多情况下，Ca2+敏感性的变化可能对RFD没有特别强的影响。例如，尽管Ca2+的敏感性是I型比II型更大，这不能解释II型纤维含量。另外，运动训练对Ca2+敏感性对II纤维作用有限，这不会改善他们的收缩能力，从而不会影响RFD。

7、肌腱硬度

在股外侧肌腱僵硬（“肌腱”在腱膜束腱膜测量的伸长率）一段时间的卧床休息后没有相关的RFD下降。肌腱的速度非常快（即，毫秒），经过培训可能需要相当大的刚度变化以显注影响RFD。关于肌肉僵硬对RFD的影响信息。如果力量的速度传播受到组织僵硬的影响而改变在（主动）肌肉僵硬度，理论上应该有影响RFD。在肌肉相比中，大量的肌肉肌腱在人体内，可能会存在这种效应RFD的肌肉僵硬可能比肌腱更重要。虽然没有研究明确肌肉僵硬对RFD的影响，已经研究了肌腱单位僵硬度对RFD的影响。发现肌肉腱单位僵硬与晚期RFD相关，取决于最大强度，因为相对RFD与肌腱单位刚度无关。理论上，RFD的个体间和肌肉间的变化可能影响肌腱僵硬。

8、训练快速力量适应性变化神经因素的贡献

在主动收缩的初始阶段（0-300毫秒）产生快速收缩力的能力，在主动收缩的初始阶段各种形式的力量训练可以引起RFD和肌肉的平行增加激活（EMG幅度，EMG上升率，H反射振幅）。

阻力训练和爆发力训练对RFD都有很强的刺激作用。RFD受肌肉激活的强烈的影响，在体外和体内表现RFD和肌肉激活的增加，后者通过评估肌电图分析，一直观察几周到几个月的力量训练。例如，在进行了6周伸展运动下肢力量训练（腿部按压，腿部伸展，和腿卷曲；60%-80%1RM）膝关节记录的RFD值高出33%，其中伴随着肌电图活动增加80%-100%。

有趣的是，对一个自行车测功仪进行6周的耐力训练运动强度相当于50-75%的心率储备，并没有观察到RFD或肌肉激活（EMG幅度）的改变，通过力量训练强调神经元运动功能的适应性改变对RFD诱导的增益产生强烈的影响，中等强度训练引起的变化在RFD和EMG振幅（包括肌电图上升率）之间正相关（r2=0.46-0.81）。

9、肌肉躯体因素的贡献

在快速收缩期间引起的RFD适应不是完全由神经系统的变化驱动，在力量训练中肌肉适应引起的RFD增加具有重要作用。3个月的爆发式力量训练的人当应用运动神经电刺激引起的峰值RFD值增加18%-31%。表明训练诱导的RFD变化是肌肉激活变化（即中枢神经系统的适应性变化）的原因。详细说明RFD适应的肌肉组成部分，增加整体解剖肌肉的大小（横截面积或体积）训练是增加RFD的有效手段，因为最大的收缩力的能力受到肌肉宏观尺寸的影响。尽管非选择性肌纤维肥大可能通过增加MVC强度来增加RFD，II型肥大能更大程度上增加RFD，考虑到10%-50%与I型纤维相比，II型具有更高的比力。

训练引起的肌肉腱硬度变化在力量训练中观察到RFD增加。为了支持这一观点，先前已经证明，肌腱和腱膜硬度与体内RFD正相关，肌腱单位的顺应性导致RFD降低。因此，训练引起的肌腱僵硬度增加可能是影响RFD的因素之一。

10、结论

RFD在收缩早期阶段可能通过MU排放率的作用可能被认为是主要的决定因素（第一个50-75毫秒）。早期RFD估计值的变化，与疲劳，训练或训练都有可能被用作神经功能的替代物具有爆发性和抗阻力强度训训练以改善快速肌肉激活，后来分别上升，这对设计的成意义针对运动员，老人的训练和康复方案个人和病人不同的病人。