人體肌肉可分為心肌、平滑肌與骨骼肌(skeletal muscle)三種。心肌是屬於心臟的肌肉、平滑肌則是內臟的肌肉,而在運動中所探討的是骨骼肌,顧名思義就是兩端附著在骨骼上的肌肉。人體運動的發生,是在於大腦下達命令,訊息經由神經系統傳遞至肌肉系統上產生收縮而達成。在肌肉收縮時,會以關節為支點來拉動骨骼,進而完成大腦預期的動作,過程其實極為精密與複雜。
人體的肌肉系統是由三種不同的肌肉組成:
骨骼肌(skeletal muscles):附著於骨骼上,與骨骼系統相配合,受大腦意志支配而做出各種各樣的動作。在顯微鏡下可看見明暗相間的橫紋,故亦稱作橫紋肌。
平滑肌(smooth muscles):主要構成人體內臟器官(心臟除外),如胃、腸、血管等的管壁。在顯微鏡下沒有橫紋,也不受意志支配。
心肌(cardiac muscles):只存在於心臟中,在顯微鏡亦可看見橫紋,但不受意志支配,也不易疲勞。
一般我們習稱的「肌肉」指的就是骨骼肌,這種肌肉是以兩端的肌腱連結在骨骼上。由於這種肌肉通常需要由大腦發出命令來控制,故稱為「隨意肌」;而將其肌肉解剖出來,在顯微鏡觀察之下,其肌纖維會呈現亮暗交錯的橫紋,因此又稱為「橫紋肌」。
人的身體共有大約600多條骨骼肌,約佔體重36~40%。骨骼肌藉由肌腱(tendon)與骨骼相連,而肌肉是由長圓柱狀的肌肉細胞所組成,稱為「肌纖維」;一條肌纖維直徑約10~150微米,長度可由1毫米到30公分左右。每條肌纖維均由極細的細胞膜所包覆,這種特化的、薄層纖細的網狀纖維被稱為「肌膜」或「肌漿膜(sarcolemma)」。數條肌纖維被膠原、彈性纖維混合成的結締組織「肌束膜(perimysium)」包裹而成肌束(muscle fascicle),而數條肌束則藉由一層較厚的結締組織「肌外膜(epimysium)」的包裹而成為一條肌肉。筋膜(fascia)是貫穿身體的一層緻密結締組織,它包繞著肌肉、肌群、血管、神經。身體中的筋膜有幾種,分別稱作淺筋膜、深筋膜與內臟筋膜,肌外膜即是深筋膜的一種。
肌纖維的一個細胞通常有數百個細胞核,因此即便有一部份受損,也能進行修復並增強。在運動時,會藉由這些細絲狀肌纖維的收縮而產生力量,而且直徑越粗的肌纖維所能發揮的力量就越大。而肌纖維又分為「紅肌」與「白肌」等,可在運動時發揮不同功能。肌纖維的數量並不會增加,不過可藉由訓練的方式,讓這些肌纖維變粗,從而強化它們。
參考資料
養成運動習慣能讓身體更健康,這句話相信大家都聽到耳朵都快長繭了。但每個運動都能有效的幫助增強大腦減緩因年齡造成的退化嗎?國外的科學家首次直接比較了不同類型運動對神經系統的影響,例如大家常進行的跑步、舉重訓練和高強度間歇訓練等運動項目。最終的結果指出,拼命努力的運動不見得對大腦有幫助。
根據一項在老鼠身上所做的研究發現,運動訓練通常都能改變大腦的結構及增加細胞容量,也可減少大腦白質(White matter)和灰質(Grey matter),因年齡所造成的空洞數量及大小範圍;這對於腦部的學習、功能障礙、思考與計算邏輯有著絕大的影響性。另外,在2016年發表於《生理學雜誌(Journal of Physiology)》上的一項研究也發現,不同的運動項目對大腦的海馬體也有不同的影響。
芬蘭于韋斯屈萊大學(Jyväskylän yliopisto)的研究人員,對一大群成年的雄性老鼠分組安排不同的運動訓練,其中一組為保持不運動的對照組,其餘的分別安排跑步(滾輪)與組力訓練(爬牆或尾巴放微小有重量的物體)的無氧阻力訓練 (RT),另外一組被安排進行高強度間歇訓練又稱高反應訓練者 (HRT),這組的老鼠會被擺放置快速滾輪上跑3分鐘,然後切換至2分鐘的慢速滾輪,過程重覆進行3次共15分鐘。
在這項研究裡,研究人員對這些低反應訓練者(LRT)和高反應訓練者(HRT)成年雄性老鼠,進行了6~8週的各種形式的運動訓練,並檢查了對成年海馬神經發生 (AHN) 的影響。與久坐的對照相比,在跑輪上自願奔跑的低反應訓練者(LRT)中觀察到的雙皮質素陽性海馬細胞數量最多,而在跑步機上的高強度間歇訓練 (HIIT)對成年海馬神經發生 (AHN) 的影響較小;而在跑步機上進行耐力訓練的低反應訓練者(LRT)和高反應訓練者(HRT)的成年海馬神經發生,均高於透過攀爬樓梯進行無氧阻力訓練 (RT)這組,儘管無氧阻力訓練 (RT)的肌力有顯著的成長,但海馬組織看起來就和久坐的對照差不多。
雖然,這項研究是運用老鼠來進行,但這樣的研究也可以推論到人類身上。于韋斯屈萊大學的研究人員Miriam Nokia博士表示,他們一致認為持續的有氧運動可能對於人類的大腦健康最有益處;儘管這項研究推測長時間奔跑會刺激大腦一種腦源性神經營養因子 (Brain-Derived Neurotrophic Factor) 的釋放,但為何長跑比其它的運動訓練更有效率尚不清楚,但已經透過這些研究了解動物跑的越多,所產生的腦源性神經營養因子 (Brain-Derived Neurotrophic Factor)就越高。
另一方面,重量訓練雖然對肌肉的成長有好處,但研究中發現對於腦部的腦源性神經營養因子 (Brain-Derived Neurotrophic Factor)並沒有任何影響,這可以解釋為什麼在這項研究中它沒有促進神經發生。同時Miriam Nokia博士也表示,就高強度間歇訓練而言,對大腦的好處可能會因其運動強度而被消減,簡單來說:高強度間歇訓練比中強度跑步更容易產生壓力,而壓力往往會減少成年海馬神經發生 (AHN)。
但是這樣的結果並不意味著,只有跑步或類似的運動訓練才能增強大腦細胞減緩退化,只是這些運動訓練項目能促進海馬體中最多的神經發生,而重量訓練和高強度間歇訓練則有可能會導致大腦周邊的其他部位發生不同的變化,甚至有可能會幫助腦部血管的健康狀態。所以,如果你目前專注於重量訓練或高強度間歇訓練的課表,請偶爾加入中強度的長跑練習,活化大腦細胞與健康。
資料參考/Journal of Physiology、科學人雜誌
責任編輯/David
肝醣超補法多半用於頂尖跑者為了馬拉松做準備時的飲食方法,提高身體的肝醣含量,保持自己在賽事中的體能狀況,避免因為體能不足,導致在最後的成績不佳,所以大多的馬拉松選手都會在正式比賽前一週開始進行肝醣超補法。
肝醣超補法簡單來說,就是利用賽前一週的時間分段攝取不同類型的營養素,跑者會在第一到三天,減少醣類的攝取,改由大量的脂肪與蛋白質為主,並且增加訓練的量,希望藉由這樣的方式讓身體中的肝醣存量達到最少,在第四天到比賽前一天時,大量補充碳水化合物,因為前期身體意識到肝醣過少的問題,會避免未來再發生這樣的情況,身體會因此開始產生危機意識,大量的血糖會轉換成為肝醣儲存,這時候身體的肝醣含量就會比原本身體狀態高。
在當身體肝醣含量提高時,當運動員去進行這種長時間的運動,就能夠減緩因為肝醣耗盡,無法再從肝醣轉換成能量時的那種無力感,簡單來說就是同樣油耗的車子,若是攜帶的油量較多,可以跑相對比較遠的距離的道理。
至於在飲食上的調整,前期的選擇可以適度地減少碳水化合物的攝取,增加脂肪與蛋白質,也就是對於碳水化合物攝取減少,增加肉類的攝取,並大量運動,讓身體感到肝醣缺乏,第四天後開始減少蛋白質與脂肪攝取,改由高碳水化合物的食物,並減少運動時間,增加身體的轉換與儲存,就能增加身體對於肝醣的儲存量,以便應付之後的比賽。
最後,這樣的飲食方式並不適合多次使用,這種激進的補充法,對於人體還是有一定的傷害存在,所以也不建議在一年之中以這種方式參與太多次的馬拉松比賽,避免造成身體上的負擔與危害,若要使用肝糖超補法,更建議經由專業的訓練師與營養師進行調配訓練方式與菜單,因為每個人的身體素質不同,若是貿然使用網路上分享的菜單會比較容易出現問題。
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