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2017年4月23日 星期日

肌肉收縮方式與運動的影響


了解運動的收縮方式,對於安排自己的運動內容及訓練目標會有所影響。如果去找運動生理學相關的書籍可以發現肌肉的收縮類型,分為靜態收縮、動態收縮、等長收縮、等張收縮、等速收縮、向心收縮及離心收縮,而且各自有對應的定義及使用方式,這樣要怎麼安排運動呢?

不過這些算是學術上的定義方式,對於運動入門者而言,我建議只要了解「等長收縮」、「向心收縮」和「離心收縮」是什麼,就足以安排自己的訓練,還有了解一般坊間運動相關書籍的說明了。


等長收縮--用力過程不會動






等長收縮是種很常用的運動方式,特別是談到核心肌群的訓練時,例如棒式、側棒式或是靠牆深蹲(Wall Squat)這一類的動作,都很常使用。它的特點是訓練部位不會動,也可以說是「抵抗外力」或是「維持穩定」。


維持穩定,也是核心肌群的重要功能,所以透過訓練讓這些肌肉熟悉穩定的感覺,自然有所幫助。


另外在使用等長收縮作為一開始的訓練方式,可以讓身體開始感受到如何「肌肉出力」,而且因為避開了離心收縮的階段,也比較不會出現延遲性肌肉痠痛 Delayed onset muscle soreness(DOMS)(下面會說明)。

訓練的過程中,其實也可以找找看自己出力方式和姿勢之間的關係,作為找到更適合使用的姿勢,例如在棒式的訓練中,外觀看起來相同,並不表示真的作到腹橫肌出力,而這一點就需要練習來達成。一但進入動態的活動,在短時間內找到正確出力的方式會更加困難,所以也可以透過這個等長收縮時來練習。

強度和反抗的阻力有關係,通常也是訓練 2-3 組,但是每組是用時間來定義,例如一組維持 30 秒,中間休息 30 秒,然後接下一組。目前看到的建議,大多是當一組可以維持到 60 秒之後,就增加強度,而不是建議持續增加時間。

所以等長收縮看起來就很不錯,為什麼還有另外 2 種訓練方式呢?首先是,除了核心肌群主要的功能是維持穩定之外,身體其他肌肉的使用方式,幾乎都是屬於動態的,所以模擬身體原來的使用方式很重要。另外,如果想增加肌肉的肌力以及尺寸 (肌肥大),向心收縮和離心收縮會是比較有效的方法,也是目前訓練的主流。

要注意的是,有個族群使用等長收縮作訓練要小心,就是有高血壓的人,因為訓練動作中如果有閉氣或是等長收縮時,容易讓血壓升高,所以對於有高血壓的患者就建議要避開,這一點請放在心上。


向心收縮-目標肌肉縮短






上面討論的「等長收縮」是所謂的靜態收縮,也就是在出力的狀態下維持姿勢不動,以持續時間來達成訓練的目標。但是另一種,也是大多數阻力訓練採用的,是所謂的「動態收縮」,例如看到「重覆 10 次作為 1 組」這樣的建議,這個所謂的重覆,每一下通常包含了一個「向心收縮」與一個「離心收縮」,而它們所造成的訓練效果及注意事項也不同,先來討論一下向心收縮。

「向心收縮」會造成目標肌肉的縮短,我們日常生活也比較容易注意到這個動作,例如上圖這個舉起重物的動作,就是把 2 頭肌縮短來達成。一般來說,完整的訓練建議,要包含訓練的動作、強度、反覆次數及每組之間休息的時間,像是這樣的說法: 肱二頭彎舉 (圖中的動作),重量 75% RM,重覆 10 次為 1 組,每組之間休息 1 分鐘。其中最重要的,就是這個 RM ( repetition maximum, 反覆最大重量) 的概念。

阻力訓練的目標,大致上包含了增加肌力 (可以舉起的重量)、肌耐力 (重覆同一個動作的能力)、肌肥大 (增加肌肉比例)。肌力和肌耐力是屬於健康體適能的一部分,而肌肥大可以改善我們的身體組成,都是對於健康與改善生活品質很重要的部分。

很多人只有作有氧運動,但是這幾個肌肉相關數值的改善,得靠阻力訓練才能達成,而一般評估及訓練的方式,都一定要談到強度才行,而所謂 1RM 就是指「某個肌群收縮一次能夠產生的最大肌力」,最常用來評估的就是用向心收縮。

一樣以肱二頭彎舉來舉例,如果我一次彎舉最多可以完成標準動作的重量是 50 磅,而且作完這一下就沒辦法舉起第 2 下,而且再加上一點點重量作測試的時候,連 1 下都沒辦法達成,那 50 磅就是我的肱二頭彎舉這個動作的 1 RM,而" 50 x 80%=40 磅" 就是我這個動作的80% RM。


為什麼要計算這個數字呢?因為如果要達成肌肥大的話,一般建議是以 70-80% RM的重量,重覆 8-12 次,而每組之間的休息時間 30-90 秒,是比較有效的模式。


很久之前自己在安排運動的時候,也就只是把手上的單一重量啞鈴,一直重覆很多次,除了一開始肌肉稍微變大一點,後來就一直沒有什麼變化,其實這樣想想就很清楚,沒有足夠的刺激,肌肉就沒有增長的能力,可以多舉幾次,反而是因為代謝的能力上昇,我的肌耐力變更好 (使用輕的重量但重覆多次),而對於肌肥大的幫助不大。

如果自己想安排合適的重量的話,對運動入門者而言並不建議真的去測自己的 1RM,會有受傷的風險,通常會使用換算的方式,例如 70% RM 大約是重覆 11 下,80 % RM大約是重覆 8 下,所以當今天作某個動作,重量 80 磅只能重覆 8 下,第 9 下就作不來的時候,那就可以反推 80 ÷ 80%= 100,所以這個動作的最大肌力就是 100 磅。

當然,這樣推算是有誤差,但是如果今天已經從運動入門者進階到更專業的訓練時,其實我更建議找個專業的教練來指導,一來有專業的知識協助可以更有效進步,更重要的是有人提供保護,在挑戰一些動作的時候會比較安全。


離心收縮-目標肌肉拉長






如同上圖的示範,離心收縮是在出力的同時,肌肉慢慢變成拉長的型態。也可以這樣想像,並不是忽然的把重量放下,回到運動開始的位置,而是要「受控制的狀況」「慢慢」的放下,大約至少要 2-3 秒的時間,才算是離心收縮。

對我而言,離心收縮可以說是最讓我驚訝的運動模式。平常想到運動的時候,不就是出力把重量抬起來,然後放回原來位置才能再來一次,這個「放回原來位置」不就是減少出力嗎?

不,其實不是!如果只是單純的放鬆肌肉讓它快速的回到原來位置,的確就只是減少出力,但是如果能放慢速度,這時候肌肉還是要出力才能控制,而且很有趣的一點是,這時候所需要徵召的肌肉量其實比向心收縮還要少,但是每個被徵召的肌肉,卻能使出更大的力量,來完成這樣的訓練。


那重點來了,為什麼要作這樣的訓練呢?因為它有效。比起向心收縮和等長收縮,離心收縮更能造成肌肥大,也就是肌肉尺寸的增長。


作動態收縮的時候,如果只用向心收縮 (快速放回原點),和向心收縮加上離心收縮 (慢慢放回原點) 比起來,有加上離心收縮的時候,肌肉力量增加更多。就算用向心收縮與離心收縮分開來比較,有研究採用等速的方式訓練,也證實離心收縮在肌肥大與肌力增加更有效。也就是說,如果在一個動態收縮的循環中,有特別注意到要使用離心收縮的話,恭喜您,訓練的成果會更好。

說了優點,還是要提一下缺點的部分,與向心收縮比起來,離心收縮更容易造成延遲性肌肉痠痛 Delayed onset muscle soreness(DOMS)。

例如很久沒有跑步了,忽然心血來潮的去操場跑了好幾圈,跑的過程也覺得沒什麼不舒服的問題。但是回去以後,大概過了 8 個小時才覺得大腿有點怪怪的,隔 1-2 天大腿的痠痛變得很明顯,又過了 3-5 天,痠痛也就自然的不見了,這就是延遲性肌肉痠痛造成的影響。

目前認為延遲性肌肉痠痛是因為離心收縮的時候,造成了肌肉纖維的微小創傷,之後引起了局部的發炎反應而感覺痠痛。需要幾天的時間來恢復,痠痛自然會下降,也算是「壓力、恢復、適應」的例子,如果恢復後就作了相同強度的訓練,這一次的痠痛問題就不會像一開始那麼明顯。

運動的安排還是應該要循序漸進,有研究針對這個問題,先讓受試者作低強度的離心收縮,過幾天之後再作最大強度的離心收縮,與之前沒作低強度離心收縮的控制組比起來,不論是年輕人或老年人,肌肉痠痛的比例都有明顯的下降而且恢復的速度更快。以年輕人來說,這樣低強度離心收縮的保護效果,大約可以達到 2 週,但是沒辦法達到 3 週。

離心收縮是種有效的訓練方式,而且就一個動態收縮的訓練來說,原本就可以包含向心收縮與離心收縮在裡面,只要記得用至少 2-3 秒的時間,控制好重量放下的速度就可以。而要減少延遲性肌肉痠痛的不適,請記得要循序漸進,從低強度開始,而且不要訓練之間隔了太久,這樣可以減少不舒服的機會和時間。


-考量自己目前的現況,決定好想訓練的目標,挑選不同的出力方式,也會影響訓練的成果喔-


參考資料

1。STAND, P. (2009). Progression models in resistance training for healthy adults. Medicine and science in sports and exercise, 41(3), 687-708.

2。Farthing, J. P., & Chilibeck, P. D. (2003). The effects of eccentric and concentric training at different velocities on muscle hypertrophy. European journal of applied physiology, 89(6), 578-586.
Chen, H. L., Nosaka, K., & Chen, T. C. (2012). Muscle damage protection by low-intensity eccentric contractions remains for 2 weeks but not 3 weeks. European journal of applied physiology, 112(2), 555-565.

3。Chen, T. C., Tseng, W. C., Huang, G. L., Chen, H. L., Tseng, K. W., & Nosaka, K. (2013). Low-intensity eccentric contractions attenuate muscle damage induced by subsequent maximal eccentric exercise of the knee extensors in the elderly. European journal of applied physiology, 113(4), 1005-1015.