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為甚麼我們做無氧運動時,短時間就會覺得肌肉疲勞?

相信我們大多數人在開始做彎舉、深蹲等無氧運動時,一開始都會感覺很輕鬆。

但隨著次數的增加,我們每次舉起和下蹲所需的力量就越來越大,

直到我們負責舉重和腿部深蹲的肌肉無法收縮,不能繼續重覆做這個動作為止。

要了解當時的我們在無氧運動的情怳下會能量耗盡、會感到疲憊,

我們必須先了解人體是如何儲存、釋放和交換能量的。

我們運動時的主要燃料為 Adenosine triphosphate (ATP),也是我們人體代謝系統的能量來源。

這些能量基本上是來自食物的吸收、分解,而我們肌肉收縮所需的能量則是透過 ATP 的分解而釋放出來的。

我們身體本身會藉由分解體內 Phosphocreatine (PC) 釋放出的能量。

在無氧情怳下,PC 與二磷酸腺苷 (ADP) 重新合成 ATP,並儲存於我們的肌肉內。

這個能量系統稱之為 ATP-PC (磷酸肌胺酸系統)。

然而,我們的肌肉只能儲存有限量的 ATP,僅夠維持運動後的最初幾秒鐘。

如果運動持續,ATP 就必須被重新合成。

如是者,我們的身體除了透過 ATP-PC 產生能量外,我們還會靠以下能量系統來生成 ATP。

1. 無氧途徑 – Anaerobic Glycolysis (無氧糖酵分解) ;Lactate System (乳酸系統)

身體會代謝儲存在肌肉中的糖,在無氧氣情怳下利用碳水化合物來合成 ATP 和其他能量代謝物如乳酸 (lactic) 或 丙酮酸 (pyruvate),並迅速為我們提供能量。

當我們重複該組動作約 10 秒至 2 分鐘時,此能量系統運作最佳,此後 ATP 會持續穩定地合成。

P.S. 許多人認為乳酸 (lactic acid) 是激烈運動後的「不良」代謝產物,也會為我們帶來肌肉痠痛。

事實上,我們人體並沒有可感知乳酸的痛覺感受器,而乳酸本身就會在粒線體中氧化後還會繼續產生能量,例如乳酸鹽 (lactate)。

當快縮肌的粒線體來不及氧化乳酸時,就需要將當快縮肌中的乳酸排出來,讓慢縮肌吸收、代謝。

如果收縮的肌肉組織也來不及處理,乳酸就會進入血液供其他器官利用,或在肝臟和腎臟轉化為葡萄糖。

2. 有氧途徑 – Aerobic System (有氧系統)

我們的身體透過代謝我們所攝取的碳水化合物、脂肪與蛋白質,產生乙醯輔酶 A (Acetyl CoA),

在粒線體中進入檸檬酸循環 (Citric Acid Cycle) 以產生 ATP,緩慢地為我們提供能量。

當我們重複動作約 2 分鐘時,此能量系統的效果最佳,適合馬拉松、公路單車等長期持續的運動。

以上提及的三種能量系統在我們身體內並非單獨運作及交互輪替,而是在同一時間上有不同程度的參與。

最主要是我們重複該組動作兩分鐘後,我們的能量系統就會慢慢的由無氧系統(ATP-PC / 乳酸系統)轉變為有氧系統為主導。

從能源系統上,我們可以看到我們身體如何產生力量來運作。

不過,要講到我們為何會出現力竭的情怳,

我們需要仔細了解我們肌肉如何接收大腦的訊號而進行肌肉收縮。

我們大腦的神經訊號會透過稱為運動神經元的細長細胞在幾分之一秒內從大腦傳遞到肌肉。

運動神經元與肌肉細胞之間有一個微小的間隙。

在間隙的一側,運動神經元含有一種稱為乙醯膽鹼的神經傳導物質。

另一側,帶電粒子或離子排列在肌肉細胞膜上:鉀在裏面,鈉在外面。

當我們肌肉接收到大腦的訊號時,

運動神經元會釋放乙醯膽鹼,觸發肌肉細胞膜上的孔隙打開。

鈉會流入肌肉細胞,鉀會流出。

這些帶電粒子的流動就是肌肉收縮的關鍵步驟。

電荷的變化會產生一種稱為動作電位的電訊號,

該訊號會透過肌肉細胞傳播,刺激肌肉細胞內的鈣離子在肌肉內釋放。

大量的鈣離子使肌肉纖維中埋藏的蛋白質相互鎖定、相互嚙合,從而使肌肉收縮,肌肉拉緊。

當中,推動肌肉收縮的能量就是來自於 ATP,

雖然肌肉細胞會在我們運動時消耗 ATP,

有些離子會從肌肉細胞膜上漂移而去,留下越來越小的離子群在肌肉細胞膜內,

但同時因為我們的身體會合成更多的 ATP 和能量代謝物(如乳酸) ,

ATP 和能量代謝物依然可以幫助「鉀」泵回肌肉細胞膜,從而重置兩側鈉和鉀的平衡。

不過,我們一般進行無氧運動時,

我們都需要在短時間之內,用最大的努力去完成動作。

當我們在重複肌肉收縮的情怳下,

肌肉細胞膜附近未必有足夠的鉀、鈉或鈣離子,讓該部位的肌肉細胞產生肌肉收縮所需的動作電位。

就算我們的大腦發出訊號,我們也無法繼續動作,只可以停下來休息。

直至鉀、鈉或鈣離子逐步流回需要的區域,在整個肌肉中得到補充,

有時還需要活性鈉泵和鉀泵的幫助,肌肉疲勞才會消退,我們才可以繼續下一組動作。

所以,我們在進行跳躍、短跑、重量訓練、高強度間歇訓練等無氧運動時,

我們需要更加關注自己是否有足夠的力量來完成動作,

並給自己設定合適的間歇休息時間,讓身體有足夠的力量支撐我們的訓練。

假若訓練當天我們的狀態不佳,

我們可以降低運動強度或縮短訓練時間,給身體足夠的時間恢復。

無氧訓練的目的是讓我們增強肌力、肌肉質量、提升代謝速率等等。

千萬不要因為太著重訓練肌肉的效果或運動表現而讓自己太過操勞、疲憊啊。

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