肌肉疲劳来了
当你举重时,第一次感觉很容易,但一次比一次费劲直到你再也无法继续。在你的胳膊里,负责举重的肌肉已经无法收缩,肌肉疲劳这就来了。
肌肉疲劳是“收缩不良”
我们常把肌肉疲劳的原因归咎于乳酸或者能量耗尽,但这些并不是肌肉疲劳的全部原因。还有另外一个主要因素:肌肉对大脑信号做出反应的能力变了。这种反应能力的主要外现就是肌肉收缩。
肌肉是如何收缩的?
为了理解肌肉疲劳的根本原因,首先要了解在接到神经信号后,肌肉是如何收缩的。
“间隙”之桥
通过细长的运动神经元,运动信号在不到一秒钟的时间内,从大脑传递到肌肉。
运动神经元和肌肉细胞被很小的间隙隔开,粒子通过这个间隙交换,从而实现肌肉收缩。
释放神经递质的过程
在间隙的一侧,运动神经元含有一种叫做乙酰胆碱(ACh)的神经递质。在间隙的另一侧,带电粒子或者离子排列在肌肉细胞膜上:钾离子在内、钠离子在外。
流动发电
接收到大脑传来的信号后,运动神经元释放乙酰胆碱(ACh),使肌肉细胞膜上的孔隙张开。
钠离子进入,钾离子流出,这些带电粒子的流动是肌肉收缩至关重要的一步。
ACh引发动作电位,刺激钙离子释放,带来肌肉收缩与舒张
电荷的变化产生一种叫做动作电位的电信号,这种电信号通过肌肉细胞传播,刺激储存在其中的钙离子的释放,大量的钙离子通过让埋藏在肌肉纤维里的蛋白质缩在一起相互拉紧从而使肌肉拉紧,使肌肉收缩。
ATP,收缩平衡离子“能量站”
肌肉收缩的能量来自一种名为ATP的分子,腺嘌呤核苷三磷酸(简称三磷酸腺苷),之后ATP也有助于将离子泵回到膜上,重新恢复钾钠离子在两侧的平衡。
离子流动消耗ATP
每次肌肉收缩都要重复这个过程:肌肉每收缩一次,ATP形式的能量将被用尽,产生乳酸等废物,部分离子从肌肉细胞膜上流失,残留的离子越来越少。
ATP循环,维持酸碱度平衡
尽管肌肉细胞反复收缩会耗尽ATP,但肌肉细胞一直不断产生新的ATP。
所以大部分情况下,即使是非常疲累的肌肉也不会完全耗尽ATP,即使产生的很多废物都是酸性的,疲劳的肌肉始终把酸碱度保持在正常范围,这说明组织正在高效地清理这些废物。
不能收缩来自短暂的“离子缺乏”
最终随着肌肉反复收缩,肌肉细胞膜附近可用的钾、钠、钙离子的浓度,可能不足以使整个系统恢复正常,所以即便大脑传来了信号,肌肉细胞仍然因不能产生动作电位而无法收缩。
离子会自动
“西气东输”
但即使肌肉细胞内部及其周围的钾、钠、钙离子被耗光,在身体的其他部位这些离子仍然十分丰富。只需要一点点时间,它们就可以回流到需要的地方。
有时这个过程需要活性钠钾泵的帮助,所以你停下来歇一会的话,当这些离子补充至整个肌肉,肌肉疲劳会消退。
身体素质决定离子的消耗速度
锻炼越规律,肌肉达到疲劳状态的时间便会越慢。
这是因为你越强壮,举重时,神经信号从大脑至肌肉收缩的循环所需要重复的次数就越少,次数越少意味着离子消耗越慢。
所以随着身体素质的提升,同样强度的运动可以持续更长时间。
身体素质影响ATP数量
很多肌肉在锻炼中增长,而越大的肌肉细胞拥有越大的ATP储备,更强大的废物清洁能力,使疲劳感的出现越来越晚。
肌肉疲劳—肌肉收缩 小结
肌肉收缩与钾离子、钠离子、钙离子数量密切相关,而ATP对于保障这些离子的数量、供能从而维持肌肉酸碱平衡至关重要,所以这些离子与ATP的“生产、储备”是否充足,是肌肉疲劳与否的关键。
肌肉收缩原理示意图
注:本文部分图片来源于网络,如有侵权请联系删除。
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