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為什麼肌肉有維度卻力量不足

生活 更新时间:2025-01-12 10:48:35

原創作者:Skyline 版權所有:佛明翰中心

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如果很不幸您或您周邊的朋友,因為任何一種損傷住進醫院的時候,那麼除了醫生與護士外,還極有可能碰到另外一個新的醫院工種——物理治療師。他們的職責與使命是讓你更好地回歸社會,将受損的功能盡力恢複到與受損之前相接近的情況,并且盡最大可能的不影響其他的組織與器官的工作。

物理治療師們很可能是這個世界上最了解人體動态構建與肌肉價值的一群醫療人員了。因為這個學科的發展要追溯到1920年代,當丹麥的August·Krogh(奧古斯特·克勞)(注:丹麥諾華公司的創始人,電影《我不是藥神》裡被黑的那個公司。)發現了毛細血管運動的調節機理而獲得了當年的諾貝爾醫學與生理學獎,緊接着那個極具人格魅力的英國人Archibald·Vivian·Hill(阿希伯特·維維安·希爾)(注:這位爺二戰期間利用社會關系挽救了400名猶太裔科學家,後來這400人中有18位獲得了諾貝爾獎……)與德國人Otto·Fritz·Meyerhof(奧拓·菲斯·邁耶霍夫)分别因為在青蛙大腿上測量出來肌肉産生熱量和氧氣消耗與肌肉中乳酸代謝之間的固定關系又獲得了1922年的諾貝爾醫學與生理學獎……這些發現逐步揭開了人類認知肌肉系統對于生命質量的價值……

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上圖依次為 August·Krogh(丹麥)/ Archibald·Vivian·Hill(英)/Otto·Fritz·Meyerhof(德)

當時間跨越到1927年,一群狂熱的年輕人在英國諾貝尓獎獲得者希爾的美國巡講下受到了感召,于是在他們哈佛疲勞試驗室的學科主任布魯斯·迪爾(D·Bruce Dill)的帶領下繼承和發揚了希爾一直所倡導的“自體試驗”。在布魯斯·迪爾多年後的再版的《運動生理學》序言中的話,每每讀到都會讓人久久不能平靜:

僅對青蛙的神經肌肉制劑進行幹預,以及把大鼠放在遊泳池中遊泳和氣喘籲籲的狗進行測量與研究顯然是不夠的。人自己必須成為研究的主體,運動生理學的許多進步都來自于自我實驗。例如,巴裡·伍德(Barry Wood)周六晚上在疲勞實驗室中花費了很多時間,研究下午從他和他的足球運動員身上采集的血液樣本、席德·羅賓遜(Sid Robinson)在跑步機上用聞所未聞的血乳酸共發器跑步、安塞爾·凱斯(Ancel Keys) 在海拔20,000英尺(6096米)的高度上冒着嚴寒和缺氧的環境進行了為期六天的動脈穿刺、哈羅德·愛德華茲(Harold Edwards)在沙漠上與他的毛驢共同跋涉了一周,從而給讓人們看到了來自于運動生理學家的另一面

正是這些偉大的科學家們經曆了人們聞所未聞的艱苦卓絕的嘗試與一次次的測試,令人類對于自己身體的認知有了巨大的飛躍。而哈佛疲勞試驗室理應在人類運動生理學史上留下濃墨重彩的一筆,1947年哈佛疲勞試驗室關閉之後,全世界以燎原之勢出現的生理學實驗室基本都是由從哈佛疲勞試驗室走出來的研究者與科學家們建立的。哈佛疲勞試驗室的科學家一度讓大多數人分不清楚到底他們是運動員?體育老師?醫生?亦或是科學家?大部分人的學科領域都進行了相當大的跨界,用現在的話說就是“斜杠青年”是也......

通過他們勇敢的自體試驗,我們知道了幾個非常重要的評定人類健康與功能能力的指标比如VO2max(最大攝氧量)、氧債、碳水化合物與脂肪代謝、最大心率,以及著名的哈佛台階測試法。

随着二次世界大戰的打響,人類對于心血管的認知史上有兩大絕對影響事件:1、來自英國的佛萊明、柴恩以及澳大利亞的費洛裡對于青黴素的發現及其他抗生素的發現。2、1945年的美國總統羅斯福因腦出血逝世,而此前血壓一度高達300/190mmHg,這引起了美國國家心血管中心的注意并揭幕了人類曆史上曆時最久且影響極其深遠的佛明翰心髒試驗。理論上針對于心血管的試驗與肌肉結構是很難牽強附會的,可是随着佛明翰心髒試驗的逐步深入,試驗者們越來越多的發現體育運動以及肌肉教育和心血管疾病極大的相關性。運動與肌肉教育可以預防心血管疾病在未來的30年中逐步成為了普遍的共識,而在這個過程中一位預防醫學博士在這個領域做出了卓越的成就,他就是著名的“有氧運動(Aerobics)之父”———肯尼斯·庫珀博士

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從我們手頭所翻譯的庫珀博士所撰寫的書籍以及國内著名心髒病科專家胡大一教授的介紹中,我們了解到他的生平。這要追溯到美蘇冷戰時期庫珀博士在肯尼迪航天中心的工作,他發現宇航員在真空環境下骨密度流失率高的可怕,這讓他意識到了一個非常關鍵的因素———壓力。

之後在其書中的序言部分庫珀博士說到:“宇宙間最偉大的一個原則就是平衡。假如地球離太陽僅僅幾英裡,那地球就是火海一片。假如地球離太陽遠幾英裡,那地球就是荒涼的冰天雪地。但是,在她現在的位置和太陽保持着完美的距離。在她的懷抱裡萬物生機,充滿活力。人類的身體原本也是宇宙裡的又一個完美平衡。我們需要不多不少卻又恰到好處的運動。我們需要不多不少卻又物種豐富的各種食物。同樣我們需要适量的睡眠和運動使自己從日常生活的壓力中得到适度的釋放。如果一個人走向極端,無論是太少還是太多的運動、食物或是休息,那麼他整個生理和心理系統就失去了平衡。當失去平衡的時候,我們就失去身心健康。同理,從正面的角度講,當平衡得以實現的時候,我們就有了身心健康。當我們達到平衡的境界時,我們就有了良好的身心健康。

1968年庫珀博士出版了第一本書《Aerobics(有氧運動)》。這本書中诠釋了庫珀博士對于壓力的理解——即運動,同時也闡述了通過運動減少罹患心髒病的風險等。而“Aerobics”的獨特之處在于平衡之道,庫珀博士反複強調,要做适合自己的運動,過多與過少都會打破平衡,在一定範圍内的運動獲益才最佳,并且給出了範圍與定義。随後庫珀博士被巴西男足聘請為體能教練,在庫珀“Aerobics”理論的指導與實踐下,巴西男足摘下了世界杯冠軍。1970年其在美國達拉斯建立了自己的運動中心與醫學診所,孜孜不倦地從事着公共衛生知識普及與健康管理工作。

時間來到了2007年,庫珀博士在他的庫珀診所從1986年開始一直擔任着美國總統布什的體檢工作。小布什在庫珀診所的例行體檢時被發現心髒動脈一處血管竟堵塞95%,這意味着這位以倡導健康熱愛健身而聞名的美國前總統随時會心髒病猝發。接受手術後的小布什開始在庫珀博士開具的“運動處方”的指導下進行了更科學化的運動康複訓練,身體恢複得很快,甚至參加了對身體要求很高的馬拉松,從此他稱庫伯博士為“救命恩人”。

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經過運動處方指導心髒康複後的小布什參加馬拉松

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68歲高齡小布什參與冰桶挑戰

同時庫珀中心推出的預防醫學測試,也成為美國3%的金領人士每年進行健康管理的必選項。時至今日庫珀中心已經收集了49年25萬人次将近3000多項的标記物,從而用大數據例證的方式給出了一系列的健康建議指南。正是由于這些學者、機構的不斷努力與孜孜不倦的付出讓我們學習到了很多與健康相關的信息,而這其中肌肉在健康管理這個環節中的重要性被目前很多機構與學者大大的低估了,這也是目前我國開展全民運動舉步維艱的一個根本性原因。所以啰嗦了這麼多,我們才開始進入正題:


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觀點1 将肌肉看作是内分泌的腺體

我們來看一個非常有意思的耐力試驗:在耐力訓練前或訓練過程中,每個受試者都以非最大攝氧量功率在自行車測功儀上分别測試左腳與右腳。同時在非最大運動測試後測量心跳率及氣體交換量并從血液樣本中分析乳酸、腎上腺素、正腎上腺素的變化,研究過程中,每位受試者均進行13個單腳耐力訓練課程。在訓練的每個周末,受試者再進行一次相同的非最大功率測試。結果得到了下圖:

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圖片摘自:台灣藝軒圖書出版社2017.09版《運動生理學》

訓練的一側肢體所産生的激素分泌水平與未訓練的肢體區别相當的大。

我們所稱的慢性病或者是代謝綜合征(高血糖、高血壓、高血脂、向心性肥胖以及微量蛋白尿),在最大攝氧量(V02max)65%-85%的運動強度、頻率每周三次的幹預下都會有非常顯著的改觀。從近十年來的試驗中科學家們得出的共識是———肌肉是内分泌的器官,也就是說當肌肉收縮時,它能制造小的信息分子,稱為肌肉激素(肌肉的細胞激素)。這些肌肉激素的數目與類型一直在增加,顯示出肌肉收縮扮演着更大的角色。比如以自分泌或旁系分泌的方式來促進毛細血管的增生、增加肝糖制造葡萄糖、等像荷爾蒙一樣産生作用。

不同運動強度與時間中腎上腺素的分泌比例

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圖片摘自:台灣藝軒圖書出版社2017.09版《運動生理學》

當然遠不止此,運動還會帶來一系列的内分泌反應與刺激。而慢性病的核心問題其實就是激素分泌紊亂以及失調。如果用全生命周期的角度來看我們會更容易理解這件事情。如下圖:

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畫出生命的矩形”是肯尼斯·H·庫珀先生在其書中提到的。佛明翰中心在其理論上做了一些解釋與完善,在青少年時期的科學運動可以奠定其一生的生理能力的高度,而這會比技巧類的收獲要重要的多,因為我們人生一輩子隻有一次坐“激素電梯”的機會,錯過了這個機會,你的生理平台從結構上的改變難度相當的大。如果我們僅僅依靠自身的激素來維持生命形态,而不進行任何肌肉教育的話,我們會像紅色的那條曲線一樣當步入中年時代就進入了激素分泌失調的境地,随之而來的高血壓、高血糖、高血脂等一系列内分泌紊亂的症狀,最終發展成為腦卒中以及各種代謝疾病的并發症。所以保持運動與肌肉教育是終身需要進行的生活習慣建設,而并非是可有可無的事情。


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觀點2 肌肉系統是大多數疼痛的根源

這裡從結構上來講不能單單地說肌肉了,而是要說肌肉系統。因為這裡面除了肌纖維還有神經元、血管、線粒體甚至肌筋膜,而這些共同構成了人體的肌肉系統。如果把人體的骨骼去掉人可能沒有辦法站立,但是如果把肌肉系統去掉人依然沒有辦法站立,原因很簡單——支撐其實有相當一部分是神經控制下的肌肉完成的。造成我們疼痛的骨性病變、神經卡壓等問題的根本原因是肌肉系統的紊亂。

蘇格蘭有一句諺語:馬掌掉了則馬跑不到、馬跑不到則一封信沒有送到、一封信沒有送到一場戰争就失敗了。當我們的肌肉細胞有損傷則會導緻其他肌肉來幫忙,其他人幫的越多,這部分肌肉細胞就越“廢用”,而由于我們每天都在不經意之間運動,所以微小的損傷是不可避免的。當小的損傷累積成大的傷害,就會引起功能性病變與結構性病變,而如果我們單純地從疼痛位點上找問題,則就會導緻區域之間的功能紊亂。這就像是治療師們經常用“一張紙說明”一樣:

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揉皺的紙

我手裡拿一張衛生紙揉皺了,其中一個點有更加深的褶皺引發了神經疼痛,如果我們僅僅将這一個部位熨平其實起不到太大的作用,這個部位依然會被其他舊的褶皺反複牽拉,因而疼痛依然還會出現。最科學的辦法應該是從整體牽張力上找到起止位置,從起止位置開始進行複位與重建,最終強化結構的力量從而達到強健的目的。而這裡面的複雜關系并不是一兩句能說清楚的,因為畢竟肌肉系統有好幾層同時還分600多塊分布在一個人身上。所以我們常說不疼痛不代表你沒有問題,而疼痛也不一定是大問題。這需要高明的物理治療師用科學的方式進行梳理與排查。

佛明翰中心的功能性動作篩查(FMS)與選擇性功能篩查(SFMA)就是目前被應用最廣泛的以篩查動作模式為導向來解決疼痛問題的科學方式。(應用于美國職業運動員運動能力評估如四大聯盟(NBA、NHL、NFL、MLB),在歐洲以各足球隊為主,ITF(國際網球聯合會)與ATP(國際職業網球協會)、消防隊員與特種兵選拔等)


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觀點3 更高的生活質量需要更多的慢肌纖維

首先我們的肌肉纖維長這樣

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圖片摘自:台灣藝軒圖書出版社2017.09版《運動生理學》

如果讓它好看一點可以這樣

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圖片摘自:台灣藝軒圖書出版社2017.09版《運動生理學》

我們大多數的認知是肌肉纖維類型是由基因所決定的,而來自運動生理學領域訓練試驗的結論其實會告訴你——如果進行6天的訓練(2小時/天,強度65%最大攝氧量),你的線粒體就會成倍增長。這其中的原理是這個樣子滴:

概括地說,就是通過耐力訓練可以改變肌肉纖維的類型。而這正好印證了肯尼斯·H·庫珀博士在《Aerobics》中所強調的,每天半小時的65%-85%最大攝氧量的訓練可以使得男士增加10年壽命、女士增加6年,男女功能能力都可以增加7年。翻譯一下也就是說通過長時間的耐力訓練,可以使得身體更多的肌纖維轉化為效率更高的I型慢肌纖維。

顯然慢肌纖維的效率與氧氣轉化為能量的能力都高于快肌纖維,所以可以支持我們獲得更長的壽命以及更高效的能量轉化。

最後,肌肉或者說嚴格意義上的肌肉系統,是作為我們生命形态中必不可少的一個重要環節而存在的,正如庫珀博士所給出的運動處方——在你年輕的時候阻抗訓練(主要增加肌肉維度)和耐力訓練(主要提升心肺能力)的比例應該是20%:80%,而中年時期是50%:50%,而到了老年你的肌肉質量直接決定了你的激素水平以及你抗代謝綜合征的能力,所以應該是80%:20%。更多的阻抗運動帶來更多的肌肉組織,而更多的肌肉組織帶來更好的激素平衡。這也可以有效地解釋為什麼美國的年輕人都在操場上跑來跑去,而老年人反而都一個個在健身房撸鐵。

很多時候事物本身不會變,而應該改變的是我們的認知。當我們每天早晨起來照鏡子,鏡子沒有變而鏡中的人在逐漸地蒼老,出現皮膚褶皺、有了瘢痕與白發。我們總是想的太多而做的太少,了解的太多而身體力行的太少,所以我們才成了現在鏡中的那個人。我們需要對自己的後半生有所期待,而肌肉是至關重要、不可或缺的生命元素之一,希望我們每個人可以照顧好它。

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溫馨提示:看到‬很多朋友‬對肌肉‬的‬理解‬有一些‬誤區‬。肌肉分為不同的肌纖維類型,不同類型的特點不同,“擅長的功能”也不同。大家切勿一聽“肌肉‬”,就自動與肌肥大(如肌肉男)劃等号。肌肉和肌肉不同的。即使有的是形似,其他的運動習慣等也可能是不同的,比如心肺功能也會不一樣。運動科學是多門學科共同構建的,不是說要有肌肉就是“大肌霸”,健美可很不一定等于健康。有的人‬可能‬看起來‬很‬“精瘦‬”,比如‬一些‬耐力‬類‬項目的‬參與者‬,比健身美‬的‬肌肉‬從‬緯度‬上看‬小多了‬,但‬不代表‬人家‬的‬肌纖維‬不發達‬,肌肉的‬“質量‬”是很‬好的,肌纖維‬的‬比例‬是不同的‬‬。

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