青少年力量训练的生物学基础研究进展

摘要：通过文献资料法，了解理论界对青少年力量训练的生物学基础的当前研究情况，了解这些理论基础的研究进展，对于在实践中提高最大力量和相对力量有着积极的意义。

关键词：生理学基础；解剖学基础；生物化学基础；生物力学基础

力量素质是肌肉力量的综合反应，无论是绝对力量还是相对力量，都离不开人体神经肌肉系统完全被激活时所释放出的力量，而肌肉全部力量的总和在实践中又称为最大力量，最大力量的激发，是生理、解剖学、生物化学和生物力学共同作用的结果。

1.肌肉力量训练的生理学基础

肌肉力量是机体依靠肌肉收缩克服和对抗阻力来完成运动的能力。从生理学角度来看，肌肉力量的大小取决于肌纤维的类型、肌肉的体积、肌肉的长度和收缩速度三方面。

1.1肌纤维的类型

肌纤维通常由慢肌和快肌组成，也称为Ⅰ型和Ⅱ型，其中快肌又分为快缩无氧糖解肌纤维即Ⅱa型和快缩有氧糖解肌纤维即Ⅱb型两个亚型。这两类肌纤维具有完全不同的形态、结构和机能特征，主要特征见表1。对处于自然生长发育中的青少年来说，肌纤维类型所占的百分比处于动态的发展，男性的Ⅰ型纤维从出生到35岁呈倒“U”型变化，9岁前Ⅰ型纤维的百分率显著增加，19岁后则显著减少；青春期男性的Ⅰ型纤维百分率比青春期女性的高，青春期女性的Ⅱ型纤维百分率比青春期男性的高，但20-29岁年龄段女性的Ⅰ型纤维百分率比男性高，Ⅱ型纤维在青春期后期达到成年人的百分率。

表1 肌纤维类型的主要特征

1.2肌肉的体积

肌肉的绝对力量与该肌肉的生理横断面积呈正相关，而肌肉的生理横断面积由肌纤维的数量和大小决定。肌纤维数量的增加是指肌纤维在运动训练中表现出的肌纤维分裂或生成现象，增加的是肌肉中的蛋白质，主要表现为肌凝蛋白的增加，其含量的增加可以使肌肉收缩的力量和速度得到提高；肌纤维的大小表现为肌纤维的增粗，当运动时，通过肌肉不断收缩与放松，促使毛细血管增加，结缔组织变厚，能量储备增加，横断面也随之增大。

对于青少年来说，肌纤维的大小从童年早期到青春期是呈线性、连续增加的。男性的平均肌纤维面积一直增长到25岁，男女肌纤维直径在16岁时达到峰值。青春期男性的平均肌纤维面积和增长速度比女性大，女性平均增长约3.5倍，男性平均增长约4.5倍，且男性的Ⅱ型纤维尤其是Ⅱb型纤维的大小增加更多。下肢肌纤维面积增长约20倍，而上肢肌纤维面积在同时期增加7-12倍。

1.3肌肉长度和收缩速度

肌肉在收缩时的初长度与肌纤维中每个肌节的长度有关，肌肉收缩产生的张力大小很大程度上取决于活化的横桥数目。肌肉收缩前初长度的增加可以通过运动训练来达到。在训练中通过增加用力距离来改进技术动作并积极发展身体各部位关节的柔韧性来增加肌肉收缩前的初长度，使粗肌丝和细肌丝处于最佳叠加状态，使得肌凝蛋白丝和肌纤蛋白丝发生横桥数目最多，致使肌肉的张力最大。

肌肉收缩速度与肌肉力量存在一定的关系，当肌肉做向心收缩的速度线性增加的时，肌肉力量表现出非线性下降，而肌肉做离心收缩的速度线性增加时，肌肉力量表现出相应的增加。

2.肌肉神经系统的解剖学基础

肌肉力量并不完全由肌肉的性质决定，神经控制能力也起着很大的关系，神经肌肉系统的抑制机能及自生抑制可以有效的阻止肌肉力量超出骨骼和关联组织的承受范围，力量训练反过来又可以减低或抵消机体的自生抑制机制以保证肌肉能够产生更大的力量。而神经肌肉系统对肌肉力量的影响主要表现在牵张反射、腱梭、中枢神经系统的机能状态和肌肉工作的协调能力四个方面。

力量训练可使运动中枢产生强而集中的兴奋过程，发放高频率兴奋冲动，募集更多的运动单位参与工作。运动单位的招募形式分为两类，一是由激发频率作为归类向度，通过增加激活频率，把多次牵拉叠加以产生较大的力量；另一种是由运动单位被激活的数量作为归类向度，募集的运动单位越多，则产生的力量越大。当动员的运动单位数量不变时，中枢神经系统发出的神经冲动越高，肌肉收缩力量越大。因此，肌肉收缩的最佳效果是由神经冲动的合理频率的提高，即运动兴奋性提高，而引起调动肌肉工作能力的较多肾上腺素、去甲肾上腺素、乙酰胆碱及其生理活性物质的释放，使力量增大的。因此，中枢神经系统的功能状态可以直接影响肌肉的力量，并对力量素质的发展和发挥起着极为重要的作用。

3.肌肉力量训练的生物化学基础

ATP是一种存在于细胞内（胞浆和核浆内）、由自身合成并课迅速分解被直接利用的一种自由存在的化学能形式，提供肌肉收缩的能量而产生人体动作。ATP在人体中的贮量极其有限，远不能满足身体活动的需要。所以，必须边分解、边合成，才能不断的供应肌肉活动的需要。ATP再合成所需的能量来自三条途径：（1）磷酸原系统； （2）糖酵解系统 （3）有氧系统。见图1

5.小结

生理学是肌肉量训练的微观理论基础，可以较深层次的认识肌肉的内部构造、类型和特点；肌肉神经系统的解剖学将应激反射性原理引入肌肉力量训练，解释了肌肉运动的神经机制原理；生物化学的能量学理论基础结合能量低些的特点解释了肌肉在不同强度下共作的机理；生物力学则将数学和物理学的知识引入肌肉力量训练中，便于数学化、精确化、科学化的解析肌肉动作技术，探寻最合理、最有效的动作方法。

参考文献

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