從肌肉認識運動員 - 健身

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從肌肉認識運動員

運動場上的較量，除了比運動技巧，人體的肌肉是決定運動員耐力與爆發力的關鍵。肌肉
的特質是天生的嗎？藉由後天的訓練，可否彌補先天不足之處？

文／楊嘉慧
審稿／台灣師範大學運動科學研究所教授　謝伸裕


運動員的耐力與爆發力除了受先天影響，也與後天訓練有關。
（影像來源：http://www.sxc.hu）

　今年（2008）8月，來自世界各國最優秀的運動員聚集北京，經過了兩個多禮拜的精彩
競賽，第29屆奧運於8月底圓滿落幕。這些來自世界各國最優秀的運動員，齊聚北京展現
人體力量、速度與耐力的極限，例如舉重選手可以瞬間爆發出強大肌力，挺舉起重達200
多公斤的槓鈴；短跑選手不到10秒即可衝破百米抵達終點；長跑選手則與對手較量長時間
的續航力。瞬間爆發型與耐力型選手的肌肉有何不同？肌肉大小是否決定了體能的持久程
度，或是速度上零點零幾秒的差距？

爆發力與耐力先天註定

　在解開謎團之前，先認識人體肌肉的構造。肌肉分為平滑肌、心肌與骨骼肌三種，負責
肢體運動與維持身體姿態的是骨骼肌。人體約有400餘條骨骼肌，都是以兩端的肌腱附著
在不同的骨骼上，藉由收縮來完成動作，每一條骨骼肌是由多條肌束組成（見下圖），肌
束裡有好幾條圓柱狀的肌纖維（即肌肉細胞），肌纖維裡還充滿更小的肌原纖維（
myofibril），它又是由一排排稱為肌節（sarcomere）的可收縮單元組成。當肌節集體變
短時，肌纖維就會收縮，牽動骨骼而產生動作。


圖一 http://sa.ylib.com/saeasylearn/images/sport-A.jpg

骨骼肌是由好幾條肌束構成，肌束裡有肌纖維，肌纖維外形呈圓柱狀，與一般細胞不同，
主要是許多小的肌原纖維構成，而肌原纖維又是由一排排可收縮的肌節所組成，當肌節集
體收縮，便會牽動骨骼。　（電腦繪圖：姚裕評）

　肌肉收縮時，並非同一塊骨骼肌的所有肌纖維同時收縮，運動神經會依照動作所需，控
制收縮的肌纖維數量與類別。肌纖維可分為慢縮纖維（slow-twitch fiber）與快縮纖維
（fast-twitch fiber）兩種，慢縮纖維收縮速度慢，產生拉力小，但不易疲勞，一般走
路用到的絕大部份是慢縮纖維；快縮纖維收縮速度快，可瞬間產生大肌力，但容易疲勞，
短距離衝刺、瞬間用力投擲鉛球時，使用到較多的快縮纖維。

　人體在速度與耐力表現上的差異，與兩種纖維的組成比例有關，一般天生擅長做耐力型
運動的選手，慢縮纖維的比例較普通人高；而天生爆發力好，例如擅長瞬間衝刺或彈跳的
選手，某些部位的快縮纖維比例會比較高。台灣師範大學運動科學研究所教授謝伸裕指出
，人體每塊肌肉的肌纖維類別組成比例不同，每個人肌纖維類別比例也都不相同，這完全
受遺傳控制，不會因為後天訓練而改變。

後天訓練，超越極限

　天生的肌纖維組成比例雖然會影響運動表現，但是藉由後天訓練，仍可改變肌肉大小，
提高運動成績。一般選手都是藉由超負荷訓練，破壞體內環境的恆定，使心跳加速、呼吸
急促、體溫上升、能量消耗、血糖下降等，身體為了維持恆定，會做些改變以適應變化，
肌肉變粗便是其中一種適應方式。運動所造成的肌肉粗壯，並非肌纖維數量增多，而是變
粗，原因是超負荷訓練促使肌纖維內的肌原纖維增加、粒線體數目增多且體積變大、細胞
內的代謝物質變多等。

　超負荷訓練也容易造成肌纖維拉傷，肌纖維一受傷，便會釋出化學信號，啟動修補肌纖
維外膜與增加肌原纖維的機制。修補的材料與增加的肌原纖維都是一些蛋白質，主要由肌
纖維附近的衛星細胞（satellite cell）製造。當肌纖維受傷，衛星細胞會開始分化，並
移至受損部位進行修復與增加肌原纖維，而修復後的肌纖維會較原來的肌纖維更粗壯，同
樣也會使肌肉變粗（見下圖）。

圖二http://sa.ylib.com/saeasylearn/images/sport-B.jpg

當肌纖維受損，位在肌纖維附近的衛星細胞會進行分化、修復，最後肌纖維會變得肥大。
圖左中的小插圖為修復前肌纖維的橫切面，圖右小插圖的則為修復後的肌纖維橫切面。　
（電腦繪圖：姚裕評）

　肌力是某一部位肌肉或肌群一次能發揮的最大力量，而爆發力是單位時間內能產生的最
大肌力。肌肉變粗的好處是肌纖維截面積增加，所能承受負重或產生的張力會變大，因而
增加肌力與爆發力；此外，肌原纖維增多，運動神經元能控制的收縮單位變多，也能提高
肌力。肌肉的張力若達到最大張力的75%，並持續運動，粗壯程度就會相當明顯，這也是
為什麼選手需要超越自己的肌力水準，而不斷持續訓練。

　不過肌肉變粗不一定能提高肌耐力，謝伸裕指出，肌耐力是某一部位肌肉或肌群做反覆
收縮動作，或是肌肉維持某一固定用力狀態的持久時間，與心肺功能也有關係，因此必須
藉由耐力訓練，配合呼吸調整做有氧訓練，增加心肺功能，才能發揮肌耐力。

　由於肌肉越大，消耗的能量會越多，如果肌肉練得過大，負荷重量增加，選手反而容易
疲勞，也同時讓兩關節間的活動範圍變小，甚至影響柔軟度。因此體能教練必須精心計算
，才能適當的訓練肌肉，讓選手在競技場上有最突出的表現。各國頂尖選手在奧運的殿堂
挑戰速度、力量與耐力的極限，他們精湛的表現，都是辛苦鍛鍊時的汗水所累積而來。


肌肉變粗，人與動物大不同

　了解運動訓練是否會增加肌纖維的動物實驗，最早是1970~80年代美國德州大學西南醫
學中心教授剛亞（William Gonyea）與其同仁對貓所做的實驗。他們讓貓的一前肢做阻力
訓練，另一前肢當對照組，不受訓練，結果發現受訓練的前肢，其肌纖維數目較未受訓練
的前肢增加20%；他們也發現貓的兩種肌纖維會因訓練而改變比例，例如經由有氧訓練，
貓的慢縮纖維的比例會增加。隨後，一些學者在老鼠實驗中也發現，經由阻力訓練的老鼠
肌纖維會增生。

　不過在人體實驗中，大部份的研究結果都否定肌纖維增生與肌纖維組成比例會經由訓練
而改變，只有極少數實驗支持。對此，台灣師範大學運動科學研究所教授謝伸裕認為，肌
纖維因運動而變粗的程度，在動物身上並不如人類來得明顯，或許正是如此，動物才必須
靠增加肌纖維數量來提升肌力。不過真正的原因為何，還有待將來進一步實驗研究。


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