决定肌肉力量的生物学因素
肌肉生理横断面积:肌肉的生理横断面积是指横切一块肌肉所有肌纤维所获得的横断面的面积之和,由肌纤维的数量和粗细决定,通常以平方厘米为单位。在其他因素相同的情况下,肌肉的生理横断面积越大,力量也越大。
肌纤维类型:肌纤维类型直接影响到肌肉力量。对于同样肌纤维数量而言,快肌纤维的收缩力明显大于慢肌纤维,因为快肌纤维内含有更多的肌原纤维,无氧供能酶活性高,供能速率快,单位时间内可完成更多的机械功。
运动单位:运动单位是指一个α-神经元所支配的骨骼肌纤维,分为快肌运动单位、慢肌运动单位,一个运动神经元所支配的肌纤维数量称为神经支配比,同样类型的运动单位,神经支配比大的运动单位收缩力强。
肌肉收缩时动员的肌纤维数量:支配组成肌肉的各运动单位的运动神经元其兴奋性各不同,动员的肌纤维数量的多少成为影响肌力的主要因素。
肌肉收缩时的初长度:肌肉收缩时的初长度对肌肉最大肌力具有极大的影响。肌肉收缩力量的大小取决于活化的横桥数目多少,当肌肉处于某一初长度时,肌小节中粗、细肌丝的重叠状态最佳,收缩可活化(与位点结合)的横桥数目最多,因而产生的力量也最大,这一长度称为最适初长度。通常,肌肉的最适初长度稍长于肌肉在人体内的静息长度,此时肌小节长度为2.0-2.2微米,肌小节过短或过长都将因肌球蛋白横桥与肌动蛋白结合的数目减少而导致肌力下降。因此,在运动实践中,肌肉在收缩前常会先被拉长,然后再做向心收缩,以提高肌肉力量。例如,上肢的鞭打动作(如投掷)常先向后引臂,纵跳前常先下蹲等。
神经系统的机能状态:通过协各肌群的活动、提高中枢兴奋程度、增加肌肉同步兴奋收缩的运动单位数量来提高肌肉最大肌力。
年龄与性别:肌肉力量从出生后随年龄的增加而发生自然增长,通常在20~30岁时达最大,以后逐渐下降。
体重:体重大的人一般绝对力量较大,而体重轻的人可能具有较大的相对力量。随着体重的增加,绝对力量直线增加。当用相对力量表示总体力量时,随着体重的增加,相对力量却下降.
力量训练的原则
大负荷原则:肌肉克服的阻力要足够大,接近肌肉最大负荷能力的2/3以上,低于最大负荷80%的力量练习对提高最大肌力的作用不明显。足够大的负荷对中枢神经系统的刺激大,从而调动更多的运动单位参加同步收缩。
渐增负荷原则:随着训练水平的提高,肌肉所克服的阻力也应随之增加,以保证最大肌力的持续增长。
专门性原则:肌肉力量的练习应与相应的运动项目相适应。
负荷顺序原则:力量练习中应考虑前后联系动作的科学性和合理性。
有效运动负荷原则:保证足够大的运动时间和运动强度,以引起肌纤维明显的结构和生理生化变化。不少于三组接近或达到肌肉疲劳的力量练习才能提高肌肉力量。
合理训练间隔原则:两次训练课之间的适宜间隔时间,使下次力量训练在上次训练出现超量恢复期内进行,从而使运动效果得到积累。
力量训练方法
(1)等长练习:等长练习,又称静力性练习,指肌肉对抗阻力收缩时长度不变的力量训练方法。这种练习要求神经细胞在较长时间内持续兴奋,有利于提高神经细胞的兴奋性和稳定性;由于肌肉持续收缩压迫血管,影响静脉回流和肌肉的血液供应,有利于提高肌肉的无氧代谢能力;肌肉在做等长收缩时能承受较大的阻力负荷,是发展最大肌力的常用方法。必须指出,等长力量训练的效果具有明显的“关节角度效应”,即训练效果仅局限于受训练的关节角度。
(2)向心练习:向心练习指肌肉收缩时,长度缩短的练习方法。该方法的优点是:神经肌肉的兴奋与抑制交替进行,可在力量增长的同时提高神经肌肉的协调性;肌肉工作形式可与运动专项相一致。由于“关节角度效应”的存在,虽然外在负荷重量不变,但该练习中肌肉张力将随关节角度
的变化而改变。
(3)离心练习:离心练习指肌肉收缩产生张力的同时被拉长的练习方法。离心收缩产生的最大离张力大于最大向心张力,因此,离心练习比向心练习对肌肉的刺激更大,在其他要素相同的情况下,离心练习更有利于发展肌肉力量和横断面积。但是,离心练习更容易引起
(4)等速练习:等速练习或称等动练习,是利用专门的等速力量训练器进行肌肉力量训练的方法。在整个关节活动范围内,等速力量训练器产生的阻力始终与用力大小相适应,并以恒定的角速度运动,练习者尽力运动时,肌肉在各关节角度都呈“满负荷”工作而工作而产生最大张力。等速练习是发展动力性肌肉力量较好的方法之一。2.电刺激电刺激法是采用一定频率和强度的电脉冲刺激肌肉收缩的力量训练方法。此法可作为运动员伤后恢复期不能进行正常训练时的辅助力量训练手段,也可用于常规方法难以达到效果的肌肉。但该方法引起的肌肉收缩可干扰机体自身感受器的反馈调节和保护功能,对协调性产生不利影响,大量使用还可能导致肌肉过度疲劳和损伤。
震动训练:震动力量训练法是近年来发展起来的一种通过给人体施加一定频率(25~60Hz)和强度的机械震动,保持和提高肌肉力量的训练方法。研究表明,此法能有效改善瘫痪者和运动员的肌肉力量与肌肉耐力。该法常作为附加或辅助训练手段与一般的力量训练同步进行,其生理效应和作用机制尚不清楚。
速度素质的生理学机制
速度素质是指人体进行快速运动的能力或最短时间完成某种运动的能力。按其在运动中的表现可以分为反应速度、动作速度和周期性运动的位移速度三种形式。
反应速度
是指人体对各种刺激产生反应的快慢,取决于兴奋通过反射弧所需要的时间(即反应时)的长短、中枢神经系统的技能和运动条件反射的巩固程度。
反应速度生理基础
1.反射的复杂程度与中枢延搁:从感受器接受刺激产生兴奋并沿反射弧传递开始,到引起效应器发生反应所需要的时间称为反应时。在构成反射弧的五个环节中,传入神经和传出神经的传导速度基本上是固定的,所以,反应时间的长短主要取决于感受器的敏感程度(兴奋阈值的高低)、中枢延搁和效应器(肌组织)的兴奋性。其中,中枢延搁又是最重要的,反射活动越复杂,历经的突触越多,反应时越长。
2.中枢神经系统的机能状态:中枢神经系统的机能状态与反应速度有密切关系。良好的兴奋状态,能够加速机体对刺激的反应,使效应器由相对安静状态或抑制状态迅速转入活动状态。运动员处于良好的赛前状态时,反应时缩短。反之,如果运动员大脑皮质的兴奋|生降低,反应时将明显延长。
3.运动条件反射的巩固程度:随着运动技能的日益熟练,反应速度加快。通过训练反应速度可以缩短11%~25%。
动作速度
是指完成单个动作时间的长短,由肌纤维类型的百分组成及其面积、肌肉力量、肌肉组织的兴奋性和运动条件反射的巩固程度等因素所决定的。
动作速度的生理学基础
1.肌纤维类型:快肌纤维百分比越高且越粗,肌肉收缩速度则越快。
2.肌肉力量:力量越大,加速度也越大,从而缩短完成动作的时间。凡能影响肌肉力量的因素也必将影响动作速度。
3.肌肉组织机能状态:肌肉组织兴奋性高时,较低的刺激强度和较短的作用时间就能引起肌组织兴奋。
4.运动条件反射的巩固程度:在完成动作过程中,运动技能越熟练,动作速度越快。此外,动作速度还与神经系统对主动肌、协调肌和对抗肌的调节能力有关,并与肌肉的无氧代谢能力有密切关系。
位移速度
是指周期性运动(如跑步和游泳等)中人体通过一定距离的时间。
位移速度的生理学基础
以跑为例,位移速度主要取决于步长和步频两个变量,而步长和步频又受多种生物学因素的制约。步长主要取决于肌力的大小、肢体的长度以及髋关节的柔韧性;而步频主要取决于大脑皮质运动中枢的灵活性和各中枢间的协调性,以及快肌纤维的百分比及其肥大程度。神经系统的灵活性好,兴奋与抑制转换速度快,是肢体动作迅速交替的前提;而各肌群间协调关系的改善,可以减少因对抗肌群紧张而产生的阻力,有利于更好地发挥速度。所以,在周期性运动项目中,肌肉放松能力的改善也是提高速度的一个重要因素。
速度训练的原则与方法
(一)提高动作速率的训练
大脑皮质神经过程的灵活性是实现高频率动作的重要因素。为了改善和提高神经过程的灵活性,可采用变换各种信号让练习者迅速作出反应的练习,以及做各种高频率动作的练习,如牵引跑、在转动跑台上跑和顺风跑等借助外力提高动作频率的练习,都可使练习者在不缩短步长的情况下增加步频,提高神经中枢兴奋与抑制快速转换的能力。
(二)发展磷酸原系统供能的能力
速度练习是强度大、时间短的无氧训练,主要依靠ATP—CP系统提供能量,因此,在提高速度的训练中,应着重发展磷酸原系统供能的能力。一般常用的方法是重复训练法,如短跑运动员常采用10秒以内的短距离反复疾跑来发展磷酸原系统供能能力。
(三)提高肌肉的放松能力
肌肉的协调放松能力也是影响速度素质提高的一个重要因素。肌肉放松能力的提高不仅可以减少快速收缩时肌肉的阻力,而且有利于ATP的再合成,使肌肉收缩速度和力量增加。
(四)发展肌肉力量及关节的柔韧性
力量是速度的基础,对于短距离游泳、短距离径赛、以及所有鞭打动作(如投掷、扣球等),力量(特别是快速力量或爆发力)是制约速度的关键因素。对短跑运动员来说,腿部力量对增加步长是十分重要的,除负重训练外,可进行一些超等长练习(如连续单腿跳、蛙跳等练习)来发展腿部力量。另外,改善关节柔韧性的练习也有利于速度素质的提高。
耐力素质
人体长时间进行肌肉工作的运动能力,抗疲劳能力。
有氧耐力
概念:人体长时间进行以有氧代谢(糖、脂肪有氧氧化)功能为主的运动能力。
生理基础:最大摄氧能力(肺通气与换气机能、血红蛋白含氧及载氧能力、心脏机能、肌肉组织利用氧的能力、遗传、年龄、性别、训练)、肌纤维类型及其代谢特点、中枢神经系统机能、能量供应特点。
训练:持续训练法、间歇训练法、高原训练法等;运动强度VO2max50%,个体乳酸阈;运动持续时间最低为5分钟,取决于运动强度。
无氧耐力
概念:机体在无氧代谢(糖酵解)的情况下较长时间进行肌肉活动的能力。
生理基础:肌肉无氧酵解能力(肌糖原含量、无氧酵解酶活性);缓冲乳酸能力(碳酸氢钠含量、碳酸酐酶活性);脑细胞对酸的耐受力。
训练:间歇训练法(强度密度大,间歇时间短,练习时间长于30秒,以1-2分钟为宜);缺氧训练(高原、低氧面罩、低氧屋)。
平衡训练
前庭功能训练:被动训练法(产生加速度变化的器械,如离心机、四柱秋千、电动转椅、过山车等,上被动地感受加速度的变化。在训练过程中旋转速度要循序渐进,以免引起过于强烈的前庭反应);主动训练法:是锻炼者主动地选择各种有加速度变换的旋转运动进行训练,如球类运动、器械体操、空翻、滚翻、摇头操、吊环旋转、弹网蹦跳、铁饼、链球、荡秋千等;综合训练法:是锻炼者采用主动训练和被动训练相结合的方式进行训练。
本体感觉功能训练:本体感觉必须经过长时间的训练,才能明显而精确地在自己的动作过程中体验到。掩盖视觉而使注意力集中于本体感觉,能更有效地提高平衡能力。
视觉器官功能训练:注意运动环境中参照物的选择、多看视频录像、仔细观察教师或教练员的示范动作、多对着镜子强化练习视觉与本体感觉的结合、多站在高处向下方和远处看等,都有利于视觉器官在维持身体平衡过程中发挥积极作用。
灵敏素质
概念:人体迅速改变体位、转换动作和随意应变的能力。
生理基础:大脑皮层神经过程的灵活性及其分析综合能力;各感觉器官的机能状态;掌握的运动机能及其他身体素质水平。
训练:随各种信号改变动作的训练。
柔韧素质
概念:用力做动作时扩大动作幅度的能力
生理基础:关键构造及其周围组织的伸展性;神经对骨骼肌的调节作用。
训练:拉长肌肉和结缔组织的训练;提高肌肉放松能力的训练;柔韧练习与力量训练相结合;柔韧练习与训练课准备活动相结合;注意年龄特征并持之以恒。
高原应激的特点
最大摄氧量:氧分压随着海拔高度的增加而下降,肺泡氧分压也随之下降,人体血氧饱和度下降,组织利用氧量就减少,运动能力明显下降。
肺通气量:缺氧引起肺通气量功能增强,造成过度换气,排出CO2过多,使肺泡和血液CO2分压下降,血液和脑脊液中pH升高偏碱性,已发生代偿性呼吸碱中毒,而对呼吸中枢有抑制性作用,从而反射性地引起肺通气量减少。
心血管反应:心率和心输出量增加,每搏输出量没有变化。
高原反应症:机体因缺氧引发的一系列生理反应。
高原训练的生理学适应
高原训练是一种在低压、缺氧条件下的强化训练,运动性缺氧负荷、高原缺氧负荷。
呼吸系统:呼吸频率加快、肺通气量加大、最大摄氧量下降。
血液系统:血红蛋白和红细胞增加。EPO增长。血液流变学:浓(红细胞压积高)、粘(全血粘度高)、聚(红细胞电泳时间延长);红细胞变形增强。血乳酸:相同强度高原血乳酸高于平原;高原训练适应后相同强度与初到高原相比血乳酸下降,血乳酸-速度曲线右移;高原训练明显提高乳酸阈强度;4000米以上高原训练时由于强度偏低,血乳酸值下降。
心血管系统:每搏输出量增加。
骨骼肌:骨骼肌毛细血管酶活性增加;肌红蛋白浓度增加;体重和体成分下降;肌肉缓冲能力提高。
免疫系统:训练高度影响免疫功能。
内分泌系统:儿茶酚胺增高;血清睾酮降低;皮质醇增高。
高原训练的要素
适宜海拔高度:最佳高度应为2000~2500米。低于2000米,低氧缺氧刺激较少,不利于充分挖掘机体的潜力;高于2500米,则机体难以承受较大的训练负荷,并且不利于训练后的恢复。在2000~2500米高度训练,红细胞压积、血红蛋白及最大摄氧量均有显著增高。此高度能对机体产生深刻的缺氧刺激;同时又能承受比较大的训练量和强度。
适宜训练强度:这是决定高原训练成败的关键。强度过低,刺激小,难以收到成效;强度过大,刺激深,对适应和恢复不利。一般应遵循下面几个原则:①根据运动员训练水平的高低来定,水平高的强度可大些,反之强度则适当减少;②根据比赛的强度而定,应安排部分接近比赛强度的训练;③将高原训练的强度和下高原后的强度衔接起来,下高原前的阶段训练强度应提高;④需根据机体对高原环境的适应阶段来安排训练强度。服习、训练、恢复各4-6天。
训练持续时间:适宜的持续时间应为4~6周。
出现最佳训练效果的时间:高原训练效果下山后保持3-5周。
高原训练的主要方法
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