肌纤维类型与运动能力
肌纤维类型及运动能力,在运动生理学中是一个最重要的概念,肌肉按不同的标准分成不同的类型,不同类型的肌肉它有不同的功能。
1.肌纤维类型的划分
1)按照肌肉收缩的速度
不同的肌纤维类型按照收缩快慢不同划分为快肌和慢肌两种类型。快肌收缩速度比较快而慢肌收缩速度是比较慢的。
2)按照肌肉的颜色
以肌纤维内肌红蛋白含量的多少,将肌纤维划分为红肌和白肌两大类型。
研究发现红肌的收缩速度比较慢,也称作慢肌,而白肌的收缩速度比较快,称作快肌,所以说红肌是慢肌,白肌是快肌。
2.不同类型肌纤维的形态、机能及代谢特征
1)生理学特征
(1)肌纤维类型与收缩速度。从生理学功能上看,这两种肌纤维在收缩的时候速度是不一样的。快肌(白肌)收缩的速度非常快的,慢肌(红肌)收缩的速度相对来说要慢。
(2)肌纤维类型与肌肉力量。从收缩产生的力量上看,快肌(白肌)收缩力量非常大的,慢肌(红肌)收缩力量非常小,即速度和爆发力都是以快肌占优势。
(3)肌纤维类型与疲劳。从肌纤维类型的耐疲劳性上看,快肌(白肌)主要是以无氧运动为主,会产生大量的乳酸,它的速度、爆发力大、产生的乳酸能够更容易让肌纤维出现疲劳的状况;慢肌(红肌)的氧化能力强,抗疲劳的能力强,耐力比较强。所以,速度、爆发力是白肌占优势,耐力是红肌占优势。
2)代谢特征
在这两种肌纤维中,慢肌纤维抗疲劳能力强,有氧代谢有关的酶活性强、浓度高,有氧代谢能力强,利用氧气生成能量ATP的能力特别强。快肌正好相反,无氧代谢酶的活性比较高,无氧代谢能力强。
慢肌以耐力为主,以有氧能力为主;快肌以速度、爆发力为主,以无氧能力为主。
3)不同肌纤维的形态特征
(1)肌纤维的直径。快肌(白肌)的肌纤维粗,收缩蛋白较多,肌浆网也较发达,力量大;慢肌(红肌)肌纤维较细,直径也较细。
(2)毛细血管网。在肌组织里面有大量的毛细血管,毛细血管跟运输氧气、营养物质、能量有关。慢肌(红肌)的毛细血管网丰富,慢肌中红细胞、氧气较多,有氧代谢能力较强。
(3)肌红蛋白。慢肌含有的肌红蛋白较多,在肌肉里储存的氧气多,有氧代谢力强,这是慢肌的优势。
(4)线粒体。有氧代谢的加工厂,慢肌中线粒体比较丰富,有氧代谢能力强。
(5)神经支配。快肌纤维有较大的神经元支配,神经纤维越粗,其传导速度较快,肌肉收缩速度越快。
不同类型肌纤维的形态特征概括起来有以下特点:快肌肌纤维的直径粗、神经传递的速度快、肌纤维直径跟力量有关、神经支配与速度有关,都是快肌占优势;而毛细血管网、肌红蛋白、线粒体都是跟氧气、有氧代谢能力、耐力有关,这些主要是慢肌占优势。
所有的运动大概可分成两大类,一个是无氧为主的运动,另一个是有氧为主的运动。无氧与快肌、速度、爆发力、无氧代谢酶的活性相联系,是以速度、爆发力为主的快肌;有氧(氧气)与慢肌、耐力、红细胞、肌红蛋白、线粒体、有氧代谢酶、呼吸、血液、心脏等相联系,是以耐力为主的慢肌。这就分成了两条线,一个是速度、爆发力为主的快肌线,一个是以耐力为主的慢肌线。在实际跑步运动训练中短跑运动是快肌发挥作用,长跑是慢肌发挥作用以耐力为主的运动。
3.运动时不同类型运动单位的动员
在运动中不同类型的肌纤维参与工作的程度依运动强度而定。在以较低的强度运动时,慢肌纤维首先被动员消耗,继而转向快肌纤维,甚至当慢性纤维中的糖原完全耗竭时,快肌纤维中还有糖原剩余;运动强度较大时,快肌纤维首先被动员。
在跑步运动训练时采用不同强度的练习,可以发展不同类型的肌纤维。为了增强快肌纤维的代谢能力,提高短跑的速度,训练计划必须包括大强度的训练。如果要提高慢肌纤维的代谢能力,提高长跑成绩,训练计划就要由低强度、持续时间较长的练习组成。
4.肌纤维类型与运动项目
研究发现,运动员的肌纤维组成具有项目特点。参加时间短、强度大的项目的运动员,其骨骼肌中快肌纤维百分比较从事耐力项目运动员高;相反,从事耐力项目运动员的慢肌纤维百分比却高于非耐力项目运动员。既需要耐力又需要速度项目的运动员(如中长跑、骑行等),其肌肉中快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。
5.运动训练对肌纤维的影响
经过运动训练后运动成绩确实提高了,运动训练对肌纤维的影响是肯定的。而现在公认的观点是:运动训练不影响肌纤维类型,肌纤维类型是不会改变的,即快肌和慢肌各自所占的比例相对固定,更不会发生相互转化的。排除运动训练中能量供应、战术、技术等方面因素,单从运动训练对骨骼肌的影响来说有两方面影响。
1)肌纤维选择性肥大
短跑训练中,大强度练习速度、爆发力,快肌的数量不变,只是每根快肌都变粗,快肌所占的整个面积百分比增大,肌纤维出现选择性肥大,最后快肌的无氧代谢能力、爆发力、速度增加,所以短跑成绩就能提高。另外,在长跑训练中长期去练慢肌,以耐力练习为主,小强度长时间训练,慢肌的营养功能加强,慢肌出现选择性肥大。肌纤维选择性地变得肥大与训练类型有关,它的数量、功能没有变化。
2)肌纤维中酶活性选择性改变
短跑训练中无氧代谢能力特别强的时候,提供ATP的速度要非常快,要有大量的无氧代谢酶去参与,长期训练大强度的速度爆发力,快肌跟无氧代谢有关的酶的活性就会变得比较强,它的浓度就变得比较高。长跑训练中长期练耐力,跟有氧代谢有关的酶的活性增强,这个酶浓度就会变高,酶也会有选择性地增强。