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浅析如何通过运动训练改变骨骼肌纤维类型

2015-08-15陈淦湖南师范大学湖南长沙410006

文体用品与科技 2015年10期
关键词:肌纤维骨骼肌纤维

□ 陈淦(湖南师范大学 湖南 长沙 410006)

骨骼肌纤维的类型直接关系到人体的运动能力,不同的运动员由于其骨骼肌纤维类型不同,其运动能力也有所差异。针对肌纤维的特性来看,快肌纤维的持续时间较短、力量较大,但是抵抗疲劳的能力较为薄弱,在运动时主要为无氧供能,其类型组成和肌肉的收缩速度、爆发力等呈正相关,在对爆发力要求较高的运动中更适用;慢肌纤维与快肌纤维相反,持续的时间长、抗疲劳能力较强,在运动时主要为有氧氧化,一般在强度小但持续时间长的运动中更适用。因此,如果运动员肌肉中的快肌纤维所占比例更多,则应强化速度、爆发力较强的训练;如果运动员肌肉中的慢肌纤维所占比例更多,则应强化耐力较强的训练。对于体育运动员或者教练来说,必须客观分析运动员的肌纤维类型,尽量让运动员参加适合自身特征的体育项目,能够更好地保证训练效果,获得理想的成绩。

当前,很多国家已经意识到检测运动员骨骼肌纤维类型的重要性,并以快肌纤维与慢肌纤维比例作为选材的重要衡量指标,但是我国目前对肌纤维类型的重视程度、检测技术等还存在一定不足,加强对这方面工作的重视,对提高运动员选材的精准性、提高运动训练水平、保障体育成绩,具有重要意义。

1、肌纤维类型的发现及分类

1.1、肌纤维类型的发现

肌纤维类型最早发现于1673年,Loranzini认为动物骨骼纤维有红色与白色之分;随后,Ranvier在1883年正式提出红色的骨纤肌(简称红肌)和白色的骨纤肌(简称白肌)功能有所不同,并利用电刺激方法证明了这一理论;1962年,Bergst rom发明了肌肉活检技术,有关运动员骨骼肌纤维类型与运动机能的关系研究越来越多,最终证实骨骼肌纤维类型对运动员选材及运动员训练有非常重要的指导作用。

1.2、肌纤维类型的分类

(1)根据肌纤维的代谢特征分类。

根据肌纤维代谢过程中产生的磷酸化酶、氧化酶活性来看,可以将肌纤维划分为三大类型:其一,快缩强氧化酵解型(FOG)肌纤维,这种收缩的速度比较快,在肌肉收缩时为有氧代谢;其二,快缩强酵解型(FG)肌纤维,这种收缩的速度较快,同时肌纤维中含有活性较高的无氧代谢酶,在肌肉收缩时为糖的无氧代谢;其三,慢缩氧化型(SO)肌纤维,这种收缩的速度缓慢,肌纤维中含有活性较高的氧化酶,肌肉收缩时为有氧代谢。

(2)在实验中采用ATP酶染色的方法分类

在实验过程中,可以采取ATP酶染色技术,根据检测结果将纤维肌划分为I型与II型,其中,I型肌纤维的收缩速度较慢,即红肌(慢肌纤维);II型纤维的收缩速度则较快,即白肌(快肌纤维)。经进一步研究发现,快肌纤维还能进一步划分三大亚型:IIa,IIb,IIc。其中,IIa的收缩速度基本与快肌纤维一致,但是其代谢的特征既符合快肌,也符合慢肌;IIb的快肌特征则更加明显;IIc是具有过渡性质的纤维,没有完全分化,也归纳到快肌纤维类型中。

2、骨骼肌纤维类型的分布及与运动能力的关系

人体的骨骼肌主要由各种类型肌纤维构成,且不同肌纤维所占比例也有所不同,但是一个运动单位中只存在一种类型的肌纤维。从以往的研究资料结果来看,没有经过系统性体育训练的成年人,其骨骼肌纤维的慢肌纤维约为50%左右;而快肌纤维也以IIa型为主,其次为IIb型,IIc型肌纤维最少。实际上,人类肌纤维类型的构成及百分比,与性别、年龄及遗传等诸多因素密切相关,在青少年时期骨骼肌纤维类型及百分比较为类似,随着年龄的增长,慢肌纤维比例逐渐增加。另外,女性的爆发力弱于男性,也是由于女性骨骼肌中的慢肌纤维比例较多。

3、运动训练对骨骼肌纤维类型的影响

3.1、运动训练使肌纤维选择性肥大

经Sal tin研究发现,通过一定程度的耐力训练,能够促进慢肌纤维发生选择性肥大;而通过一定程度的速度训练与爆发力训练,能够促进快肌纤维选择性肥大;Costil则发现,田径运动员的慢肌纤维相对面积大于快肌纤维,而肌纤维的选择性肥大,则与运动员的训练相关。当运动员进行强度相对较弱、耐力性要求强的训练时,优先使用慢纤维肌;反之在速度较快、强度较大的训练中,则优先使用快纤维肌,这一理论对运动员训练具有重要指导作用。如果需要增强运动员的快纤维肌,则安排强度较大的项目;如果需要增强运动员的慢纤维肌,则安排强度较低但是时间较长的项目;因此,在训练速度、力量时,应该安排运动员在较快时间内完成练习,不能将时间拖得过长,否则达不到训练效果。

3.2、运动训练使肌纤维类型发生改变

经过系统性的运动训练,能否促进骨骼肌纤维类型的转变,目前还存在较大争议。一方面,有些专家观点认为人体内的肌纤维类型是先天确定,无论经过训练还是其他办法,都无法改变;Thorstansson曾经测试过4名男子经过一段时间的短跑训练,对训练前后的骨骼肌纤维类型及比例、变化等进行记录,发现肌纤维中的ATP酶发生了较为明显的变化,但是快肌纤维与慢肌纤维的比例无变化。另外,Sal tin对6名男子进行长跑训练,从记录数据的结果来看,慢肌纤维所占比例没有发生变化;Komi对31对双胞胎的骨骼肌进行研究发现,在股外肌中含有非常高的慢肌纤维遗传度。经过这些研究表明,人类骨骼纤维的类型与比例,与遗传因素有直接关系。

另一方面,还有一些专家观点认为,当运动员在较长时间内接受系统性的运动训练,能够改变肌肉的结构,且发生适应性的变化,而训练过程中运动员的骨骼肌纤维也发生了适应性改变。Jansson经研究证实,若实施专业化的训练是能够改变运动员肌纤维类型的,而IIc纤维的存在,就是过渡性纤维的变化过程。Simonean和Howald的研究来看,人体的骨骼肌也有一定的可塑性特征,当经过长时间、低强度、耐力型训练后,部分快肌纤维能转为慢肌纤维;而经过长时间的力量大、速度快的训练后,部分慢肌纤维能转为快肌纤维。也就是说,人体的肌肉处于动态的变化过程中,为了更好满足神经肌肉活动、适应身体机能等,会发生一定改变,且这种改变具有可逆性特征。另外,一系列的研究还表明,当肌肉长期受到刺激时,由于肌肉核糖核酸与蛋白质水平发生改变,基因有所变化,此时肌肉特性也有所改变。可见,经过专业化、系统性的运动训练,肌纤维形态、代谢特征等都能有所变化。

4、结语

总之,骨骼肌纤维是一种动态的、多样化的组织,不同类型的肌纤维发挥了不同作用、满足不同的功能需求。随着我国有关骨骼肌纤维类型的研究不断深入,肌纤维测定技术日益完善,更趋向于简单化、精确化、科学化。明确测定运动员的肌纤维类型,分析和运动能力指标之间的关系,能够为运动员选材提供重要的理论基础和数据支持;但是有关肌纤维类型的形成及其转变机制等问题,仍是今后的研究重点。通过运动训练改变骨骼肌纤维类型,具有重大的研究与应用价值。

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