翻譯:六樓老王
超負荷原則
超負荷原則是僅次於專項性原則的訓練原則。專項性原則指導著超負荷原則,你可以把 "超負荷 "看作是火箭,而 "專項性 "則是制導系統。沒有制導系統,世界上最先進的火箭也沒有用--它可以發射,但目的地將是一個驚喜。另一方面,如果沒有火箭,再好的制導系統也做不了什麼,這就是超負荷的作用。
超負荷訓練原則:為了提高成績,訓練必須對目標系統或組織有足夠的挑戰性,以刺激適應。超負荷原則有兩個重要組成部分:急性超負荷和漸進式超負荷。
急性超負荷:任何單獨的訓練課都必須提供一個刺激,使其達到能夠啟動生理適應的閾值,以支持提高成績。
漸進式超負荷:訓練必須逐漸變得更具挑戰性(在容量、負荷、頻率、持續時間等方面),以便保持刺激適應。
請注意,體育科學對 "超負荷 "的定義與普通的說法有點不同。"超負荷 "意味著高於最大負荷,但這對訓練來說是不需要的(或不可能的)。超負荷也可以解釋為使用比以前更多的 "負荷",但這實際上也不是超負荷的要求。比上次更多的 "負荷 "可能是一個更恰當的描述。根據不同的系統和具體的適應情況,在許多情況下,達到最大能力的90%左右,似乎可以提供一個強有力的刺激。在其他情況下,需要的遠遠少於這個數字。因此,你不必在訓練中達到最大輸出量來實現超負荷,但你確實需要逐步挑戰你的生理機能,以觸發適應性變化。
肌肥大的超負荷決定了訓練必須有足夠的、連續的挑戰性,以啟動肌肉生長。訓練足以啟動變化的點被稱為 "刺激閾值"。這個閾值通常通過各種變量的組合來實現。在肌肥大的背景下,達到刺激閾值意味著提供足夠的容量、負荷和頻率來啟動肌肉生長。只要每個變量的數值範圍是有效的,它們結合在一起就能促生變化。這方面的一個例子是,一個給定的重複次數和負荷範圍可以產生肌肥大,但是在較輕的有效重量範圍內,將需要更多的重複次數來維持足夠的刺激,反之亦然。
身體適應能力的一個特點是,隨著你的身體狀況越來越好,刺激閾值會發生變化,而 "足夠 "的容量、負荷和頻率會增加。例如,如果你的槓鈴彎舉10次一組的負荷刺激閾值在90到110磅之間,那麼你將在很長一段時間進行100磅的刺激性訓練。隨著你變得更大更強壯,你的閾值會慢慢向上移動,一旦閾值爬升到101和121磅之間,使用100磅每組10次的負荷將不再對你的肱二頭肌有刺激性。這時必須將重量增加到新的範圍內,以便繼續增長。
因為刺激閾值是一個範圍,而不是一個精確的數值,在範圍的不同區域訓練會有不同的結果。這並不意味著你應該完全在這個範圍的最頂點進行訓練,因為產生的疲勞會使這種訓練在幾周甚至幾天內無法持續。刺激和疲勞的最佳權衡可能發生在刺激範圍的中間位置,但從範圍的低端到高端的逐漸提升可能是最有意義的。在幾乎所有的適應性系統中,包括肌肉系統,刺激的增加導致適應的增加,直到某個點,增加更多的刺激開始產生漸進的適應(圖2.1)。穩健收益首次開始的拐點是刺激閾值。從這個閾值到系統的最大容量是刺激範圍。如果我們在接近刺激閾值的地方開始訓練,隨著時間的推移,我們可以在刺激範圍內獲得越來越好的增長。為了獲得最佳遞進,訓練不僅要在刺激範圍內"足夠困難"(急性超負荷),而且要隨著時間的推移慢慢地、穩定地變得更加困難(漸進式超負荷)。
圖2.1: 刺激與肌肉生長的S型曲線關係
在刺激閾值之前,肌肉的增長是最小的,但在刺激閾值之後,隨著刺激幅度的增加,在一段時間內會出現大幅增長。隨著刺激繼續增加,增長速度最終會減慢,在某一點上(A),曲線變平,刺激的進一步增加不再引起更多的增長。
總結一下肌肥大訓練的超負荷原則:如果你想獲得最有效的肌肉增長,訓練必須具有挑戰性,而且隨著時間的推移必須變得更加困難。
當然,僅僅是困難並不能促使肌肉生長。為了增長肌肉,肌肥大訓練仍然必須符合專項性原則,它必須在導致肌肉增長的方面具有挑戰性。
了解我們訓練中刺激肌肉生長的變量對於制定肌肥大訓練計劃至關重要。在細胞層面上有三個可以被測量到與肌肉生長相關聯的肌肥大刺激因素。以下是發生在肌肉組織本身對訓練的反應,並對肌肥大有預測作用:
雖然張力、代謝物積累和細胞腫脹是肌肥大信號級聯的啟動器,但看看產生它們的訓練變量或它們本身與肌肉生長的相關性是有幫助的。評估其他可能影響肌肥大的因素也很有幫助。下面是一份與肌肉生長相關的細胞和訓練水平因素的清單。這些變量中有許多是相互作用的,有些甚至會產生其他變量,它們可以按其對肌肥大的相對重要性進行排序:
1.張力
2.容量
3.力竭程度
4.動作幅度(ROM)
5.代謝物的積累
6.細胞腫脹
7.心肌連接
8.動作速度
9.肌肉損傷
再說一遍,上面的列表是按照這些刺激因素的重要性排列的。也就是說,最前面的那些因素應該是大多數肌肥大計劃的優先考慮因素。讓我們深入了解一下這些刺激肌肉生長因素中的每一個。
張力--在肌肉中產生的力量,可以刺激肌肉生長。肌肉細胞有張力受體--檢測和測量通過組織的力的分子機器。在檢測到力的範圍內,這些受體啟動下遊的分子級聯,激活肌肉生長機制1。在一個很廣的力值範圍內,檢測到的張力越大,肌肉生長受到的刺激就越大。
在太空人和躺在醫院病床上的人(他們的肌肉幾乎沒有經歷過張力)2中看到的大量肌肉損失證明了張力的重要性。即使是走路產生的張力也是一種肌肥大的刺激,只是程度很小,它只能讓你有足夠的力量來走路。同樣,日常生活中的活動也會產生足夠的張力來維持這些活動所需的肌肉。要長出比 "日常生活活動 "更大的肌肉,你需要在訓練中定期提供 "比日常力量更大 "的刺激。
不同的力量水平是由骨骼肌中不同類型的運動單元管理的。一個運動單元含有一組肌肉細胞和刺激其收縮的運動神經元3。在一個運動單元中,可以有從幾個到幾千個與一個運動神經元相關的肌肉細胞。小的運動單元有較少、較小的肌肉細胞,往往進行"慢速收縮",因此較弱,但更耐疲勞。較大的運動單元有更多、更大的肌肉細胞,往往進行 "快速收縮",因此更強壯,但更容易疲勞4。
亨尼曼的大小原則指出,執行一項運動任務所需的力量越大,該任務就會募集更多、更大的肌肉纖維,因此較大的運動單位往往對較重的負荷反應更大5,6。如果你舉起一個很輕的物體,比方說一支鉛筆,你將只激活一小部分運動單元,而其中大部分將是具有慢速收縮細胞的小運動單元。反覆舉起鉛筆將在這些被激活的肌肉中產生力量,並導致它們的增長。然而,收縮較慢的肌肉比較小並且不容易增長。這意味著僅僅舉起鉛筆實際上會刺激你的肱二頭肌增長,但這是一個荒謬的微小量:小到足以被肌肉組織的自然周轉率所抵消。如果你舉起一個更重的物體,比方說10磅的啞鈴,需要更多、更大的運動單元,使更多容易生長的肌肉纖維處於緊張狀態。如果你經常用10磅的啞鈴訓練,你肯定會比只用鉛筆訓練的人肌肉更發達。
舉起更重的東西所產生的更大運動單元的力的增加,導致肌肉增長的指數級增加。換句話說,雖然舉起你1RM(單次最大重量或你能舉起的最大重量)的10%的重量可能會導致每次重複的微小增長,但舉起你1RM的70%的重量(重七倍)會導致遠遠超過七倍的增長7。
因為最能促進增長的運動單元只有在非常大的力量要求或其他一些特殊條件下才會被激活,所以你必須舉起一定的重量,以創造足夠的張力來實現良好的增長8-11。張力也有其局限性--在負荷範圍的最重一端訓練也不是增長的最佳選擇。太重的負荷,儘管產生了大量的張力,但卻積累了大量的疲勞,並無法達到足夠的容量,這是我們下一個重要的肌肥大刺激因素12。
張力是訓練引起肌肉增長的最主要刺激因素,但如果我們不考慮其他因素而將這一想法發揮到極致,我們可能會得出結論:做1RM的舉重應該產生最大的肌肉增長。經驗和數據表明,情況不可能是這樣的13。非常低的運動量、高負荷的項目往往在初級訓練者中產生很少的肌肥大,而在中級和高級訓練者中往往根本就沒有。事實證明,儘管低重複的大重量組產生了非常大的張力,但由於較少的重複次數,肌肉受張力刺激的持續時間受到了限制12,14,15。
為了最大限度地增長,肌肉需要在張力的壓力下持續更長的時間,這不是單次重複所能提供的,無論負荷有多大。張力、容量和肌肥大之間的關係有一個很好的比喻,就是蒼白的皮膚暴露在陽光下變黑的程度。陽光越強,最終曬得越黑,就像重量越重,刺激的增長越多。如果沒有足夠的陽光或沒有足夠的負荷,再多的暴露也不會曬黑或增長肌肉。同樣,即使是在赤道附近的正午陽光下,僅僅幾秒鐘也不足以刺激膚色的明顯變化,就像好比無論重量有多大,短短的一次重複都不足以刺激肌肉的明顯增長。你在陽光下花多少時間決定了你會曬多黑,同樣,你花多少時間舉起重量將決定你的肌肉增長多少。
請注意,在這個比喻中,暴露的峰值幅度絕對還是很重要的。畢竟,大多數人不會因為在日出或日落的光線下呆上幾個小時而曬黑,就像你不會因為連續幾個小時舉起1RM的10%而變得很有肌肉。在一個理想的張力範圍內,保證有足夠的時間承受這種張力,以促進最佳增長13。在張力值的有效範圍內,運動量可能會產生更大的差異。你可以通過繪製曲線直觀地看到張力(用 "負荷 "一詞來表示,因為負荷是阻力訓練中產生張力的原因)和產生張力的時間(量)的關係。細胞的機械感受器按照負荷的比例發送信號,但這種信號輸出的持續時間也決定了信息的接收程度,從而決定了肌肉增長的程度。
你可以通過增加張力(通過增加負荷)、增加施加張力的持續時間(容量)或兩者的某種組合來獲得更多的增長。簡單地說,要使肌肉增長更多,你需要舉得更重(到一定程度),做更多的總組數和次數(到一定程度),或兩者的某些組合。不同的纖維類型可能對不同程度和不同持續時間的張力反應更好。目前的一些研究以及運動員和教練員的經驗表明,快速收縮的肌肉纖維對較重的訓練更有反應,較慢的收縮纖維對較輕的訓練更有反應16,17。這是有道理的,因為慢速收縮的纖維更耐疲勞,因此需要更長的刺激時間來充分激活生長過程。較重的負荷增加了張力,可以激活更多的肌纖維,但重量越大,可重複的次數就越少,張力的持續時間也越短。因此,高次數,較輕的負荷可能會對慢肌纖維提供更好的刺激,但對快肌纖維的刺激有限。而較重的負荷可能會更好地激活快肌纖維(由於張力水平),但對慢肌纖維的增長刺激有限18,19。
有些讀者可能會注意到,儘管我們把這一節的標題定為 "容量",但實際上我們描述的是一個被許多人稱為 "張力應用時間 "的概念。應用張力的時間是評估生長刺激的一個有用的方法,但它有明顯的局限性,使用容量的概念更適合於討論肌肥大。通過容量來判斷肌肉在張力下的持續時間,對於肌肥大訓練計劃的設計更實用,正如我們在後面討論的容量地標。
在研究了張力和容量的相對影響後,我們可以看到,對於最大限度的肌肥大來說,需要有一個張力和容量的範圍來實現最佳的增長。肌肥大的下一個刺激因素可能部分地解釋了這兩者之間的關係。
力竭程度是衡量你在一次舉起重量中離失敗有多遠,或者相對於你目前的能力,舉起重量對你來說有多難。回顧一下,超負荷要求訓練有足夠的挑戰性--力竭程度是衡量肌肥大訓練挑戰程度的一種手段。在非常接近力竭時,幾乎所有的運動單元都被激活並產生力量20-22。力竭程度使得更大範圍的張力和容量都對肌肥大有效(刺激的不同肌纖維類型反應)23。簡單地說,由於力竭程度的相似性,更多的容量帶來的刺激可以在一定程度上彌補由於張力較小造成的刺激缺乏,反之亦然13。換句話說,在一定範圍內,增加負荷可以在較低的容量下產生足夠的挑戰性以滿足超負荷的要求,反之亦然。
一個運動單位可以被刺激增長,要麼是因為整個肌肉所承受的張力較大,要麼是因為容量較大以至於當一部分肌纖維疲勞時,有其它肌纖維必須接替已經疲勞的肌纖維。例如,在舉起30RM的前20個動作時,你的較小、較慢的運動單元可能不需要任何幫助,但在最後10個動作時,它們會非常疲勞,為了繼續舉起重量,最大和最快速的運動單元必須開啟,以保持動作的進行11,22。同樣,極重的負荷在許多纖維上產生如此大的張力,即使是較低的次數,也會刺激慢肌纖維增長8,9。
如果你僅僅根據我們目前所涉及的內容來制定訓練計劃,你可以非常合理地完全採用等長訓練。如果張力是最重要的,而且產生張力的時間也是最重要的,那麼為什麼不通過設置一個半蹲高度的槓鈴,把你深蹲1RM110%的重量放在上面,然後儘可能地用力推,從而保持不動,這不就結合了迄今為止討論過的肌肥大訓練的主要原則?
等長訓練已被廣泛證明在動物模型和康復環境中能產生強大的肌肥大作用24,25。不幸的是,動物模型和康復環境與健康人相比,結果往往有很大的不同,等長訓練也是如此。對人類部分動作幅度和全部動作幅度(ROM)對肌肥大的影響的實驗研究幾乎都是傾向於更全面的動作幅度效果更好,這也間接地表明等長訓練的刺激性較小26。這可能對更多的訓練人群來說尤其如此--初學者可能從單純的等長訓練中獲得一些增長,但高級訓練者則很少。(大多數的ROM研究是在相同容量下進行的,這意味著兩組的 "施加張力的時間 "是相同的,ROM是與差異相關的變量)。還有一些其他的原因,僅靠等長訓練可能是不理想的:
不同的運動單元在不同的動作幅度被激活27-29。有的在整個動作幅度內被激活,有的在拉伸位置被激活,有的在收縮位置被激活,還有的在兩者之間的不同點被激活。等長訓練每次只能刺激其中的一部分。為了刺激儘可能多的單位,應該儘可能多地訓練整個動作幅度。
在張力狀態拉伸肌肉似乎也是一種肌肉生長刺激因素25,30-32。如果做完整的動作幅度,你既可以通過正常的張力也可以通過拉伸狀態下的張力來刺激肌肉生長。有充分的理由相信,在張力狀態下的拉伸提供了一種不同於非拉伸狀態下張力的肌肥大效果(增加肌肉的長度,而不僅僅是寬度)。
向心或離心訓練所增長的肌肉量大致相當,但似乎通過不同的下遊途徑來刺激這種增長33,34。因此,單純的等長訓練可能並不能充分刺激這兩種獨特的途徑。同時進行向心和離心訓練並獲得各jife自好處的最好方法是進行全部幅度動作的訓練。
這些見解並不意味著部分幅度動作或等長訓練的方法是完全沒有價值的。在某些情況下,部分幅度可以優先刺激一個肌肉或肌肉群中的某些區域35,36。即使是等長訓練,也可以優先針對某些肌肉或肌肉的某些部分,而全幅度動作則不能。
等長收縮可以在全幅度動作中發揮作用。例如,划船動作中的峰值收縮。雖然 "一觸即發 "的划船方式對整個背部的肌肥大很有幫助,但當肘部位於身體中線之後時,通過等長收縮的部分ROM訓練,可能會對肩胛骨牽引器(菱形肌和中線)產生特殊的好處(圖2.2)。這樣的訓練需要較低的重量,以使你能保持肩胛骨完全回縮一秒鐘或更長時間。這樣輕的重量可以做完整的ROM,但由於這種負荷對剩餘動作的刺激性大大不足,因此,只將等長收縮限制在ROM的上半部分可能更有意義,可以保存一些精力。雖然這種動態描述了少數訓練情況,但它值得理解。
圖2.2:頂峰收縮划船
一個划船動作限制在其全部動作幅度的上半部分,在收縮的高峰期有一個停頓,以針對肩胛骨縮回器。
與張力和動作幅度有關的容量
容量可以被定義為舉起的重量、舉起的動作幅度和舉起的總次數的乘積。由於容量考慮到了動作幅度(通過整合負荷在運動中移動的距離),並且由於動作幅度是肌肥大的一個重要考慮因素,使用容量作為 "施加張力刺激總量 "的標誌,可能至少和使用施加張力的時間一樣好。事實上,應用張力的時間只能衡量 "應用張力的劑量",而容量可以衡量劑量和ROM,假設大多數人使用全ROM,容量可能是更好的衡量標準。此外,容量在現實世界中的適用性要大得多。大多數認真訓練的人都會記錄他們的組數和次數,但是很少有人會真正測量每組的持續時間。在安排訓練計劃時以容量(組數和次數)作為參考標準是比較容易應用的。今後,我們將使用容量作為應用張力刺激量的代表,除非有特別的理由,否則不使用應用張力的時間。
鈣是隨著肌肉收縮而釋放的一系列離子和分子中的第一個,被稱為 "代謝物 "37。隨著肌肉產生越來越多的力量,它們越來越依賴無氧能源系統,與有氧系統不同,無氧能源系統會產生快速積累的副產品38,39。這個過程增加了肌肉細胞中的代謝物--其中一些是酸性的,會刺激產生這些代謝物的肌肉,這就是訓練時 "灼熱 "感的來源。越來越多的研究表明一些代謝物(特別是乳酸)在觸發肌肉生長方面有直接作用38,40-42。
肌肉的生長可能與存在的代謝物的數量和它們存在的時間成比例。雖然這種肌肉增長途徑可能無法與張力主導的途徑相比,但它確實可能產生有效的肌肥大。此外,在某些代謝物存在的情況下,張力主導的肌肉生長途徑還會得到促進,從而使代謝物具有間接的促進肌肉生長的作用38。由於更多的代謝物是在接近力竭時產生的,這就更加支持了力竭程度的重要性38。
對細胞生理學的直接研究表明,肌肉細胞的腫脹實際上本身就刺激了肌肉的生長,這對快肌纖維的肌肉細胞來說可能尤其如此43-46。這意味著歷代健美運動員所推崇的 "泵感 "的經驗實際上在某種程度上是對刺激肌肉生長的直接觀察。這並不意味著訓練中缺乏泵感意味著缺乏肌肉生長刺激(低重複的重訓不會產生很多泵感,但可以促進一些生長),但這確實意味著泵感本身可以被尋求。雖然泵感的主要原因可能是反應性高血壓(其中肌肉收縮引發該肌肉的血流增加),但代謝物的積累也會引發泵感的效應--這意味著許多靠刺激代謝物積累來促進肌肉生長的同類訓練也可能引起泵感,從而刺激細胞腫脹導致肌肉生長47,48。
心肌連接通常是指在運動過程中對目標肌肉工作的簡單意識--例如,在腿屈伸時專注於彎曲和對離心階段的控制,感受每一種感覺,並嘗試收縮每一根肌纖維,而不只是做動作49-54。為了本書的目的,我們將使用心肌連接這個術語來指代對有效刺激更全面的感知。因為訓練的目的是為了刺激肌肉,所以感知反饋需要對應於刺激的可能性,而不僅僅是肌肉的激活。
當目標肌肉在接近其最大能力的情況下被激活時,我們可以確定它在訓練中受到了刺激。在較重的訓練中,心肌連接的特點是感覺到目標肌肉的高張力。負荷範圍的另一端(較輕的重量和較多的次數)應該在每組工作結束時引起目標肌肉中代謝物積累的痛苦灼熱。實際上,我們對心肌連接的定義(這將在本書的其餘部分持續存在)可以被看作是一種對於前幾個更重要的訓練刺激因素效果是否良好的衡量手段。良好的心肌連接可以保證訓練者的張力、容量和代謝物刺激因素被施加到目標肌肉上。
動作速度是指你在訓練中完成動作的速度。具體來說,就是在運動的三個不同階段中的每一個階段所花費的時間:離心期、過渡期(離心期和向心期之間的過渡)和向心期。重要的是,所有這些階段至少需要得到控制。為了安全和持續刺激肌肉,幾乎不可能在動作的頂部或底部完全放鬆,也不可能在離心時讓重量自由落體。如果最大限度的肌肉增長是你的目標,你可以忘掉跳水式深蹲和彈胸式臥推。在可控制的運動範圍內,有各種速度選擇,可以為不同的目的加以利用55。有控制的但有爆發力的運動可能會更多地刺激快肌纖維,而較慢的運動可能會更好地刺激較小的運動單元。各種節奏選擇的好處將在本章後面的刺激範圍討論中深入討論。
肌肉損傷是否是產生肌肥大的原因,還是只是由導致肌肉生長的其他因素引起的,目前仍不清楚46,56。無論是哪種情況,造成多少損傷和實現多少增長之間的相關關係似乎是一個倒U形曲線(圖2.3)。雖然訓練得太少以至於沒有損傷,可能對增長沒有足夠的刺激,但為最大的損傷而訓練也幾乎肯定是個壞主意。恢復和適應在某種程度上是相互競爭的,因為它們使用的是同一個有限的資源庫56,57。如果訓練的破壞性太大,以至於恢復幾乎消耗了所有的資源,那麼就不可能發生實際的適應(肌肉增長)。
圖 2.3: 酸痛與肌肉增長的關係
有效的訓練並不總是導致酸痛(A),但導致一些酸痛的訓練可能會造成更多的增長(B)。因為恢復和適應使用重疊的資源,所以非常酸痛可能會導致不太理想的增長(C)。劇烈的酸痛可以證明已經發生了足夠的損害,導致肌肉的損失(D)。
在任何情況下,損傷仍然是刺激因素有效性的一個明顯的代表。如果你的在訓練中表現沒有遞減,沒有變得越來越疲勞,訓練後的肌肉酸痛為零,那麼你的訓練強度可能不足以獲得最佳收益。另一方面,如果你訓練得很辛苦,以至於一周內都很疲憊,那麼你可能在恢復上花費了更多的資源,而在實際的肌肉增長上花費的資源卻很少57。在訓練當天出現一些疲勞和緊繃感,然後持續幾天感覺到DOMS,這樣的訓練可能是最合適的。
通過舉起重量,你實現了最直接的張力刺激肌肉增長機制,研究表明這些反應被代謝物的產生所放大。代謝物也可能觸發它們自己的肌肉增長途徑--當你接近力竭的時候就更容易觸發。此外,代謝物的積累將水分帶入肌肉細胞,有助於細胞腫脹,從而增加其自身的肌肥大刺激。這種細胞腫脹效應也是由反覆收縮產生的血流增加和液體位移效應產生的。更大的動作幅度通過張力下的肌肉拉伸和延長施加張力的時間來促進增長刺激。引起最佳增長的各種肌肥大刺激的確切組合和比例並不完全清楚。正如我們所看到的,一些肌肥大的刺激因素會誘發其他的刺激因素,一些與相同的訓練方法共同變化,一些會提高其他刺激因素的效果等等。這使得訓練、刺激因素和增長之間的關係更加複雜。不要被這些嚇到,讓我們在現實中把知道的東西有效地利用起來。
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