肌肉生长、力量提升与肌肉恢复的科学
Science of Muscle Growth, Increasing Strength & Muscular Recovery
In-depth read · Key ideas, reasoning, and examples, organized by topic.
§01为何肌肉的意义不止于体积
本期是“技能与运动表现”系列月度节目的第四期,也是最后一期。前几期介绍了基于神经科学的工具,用于加快减脂和学习技能,包括弹钢琴之类的运动技能。主持人自我介绍为安德鲁·休伯曼(Andrew Huberman),斯坦福大学医学院神经生物学与眼科学教授,他说本期的主题是肌肉。他认为肌肉对运动表现、日常生活和长寿都很重要。他说会谈到肌肥大,但主要话题是肌肉与神经系统的关系。
你之所以拥有大脑,根本原因就是为了能够运动。
主持人列举了肌肉承担的几项职能。大脑可以驱动不同速度和持续时间的动作。训练可以让肌肉举起更重的负荷,或带我们走得更远(耐力),也能让动作更流畅、更快、更柔韧。肌肉对代谢也很重要:主持人说,拥有更多肌肉、质量更好的肌肉会提高代谢,并与更好的健康状况相伴。他还说,跳跃能力以及快速站起或从地上起身的能力是“衰老和生物学衰老最具预测性的指标之一”,并把这一点与大脑和肌肉之间的联系挂钩。他提出这一说法时没有引用具体研究。
姿势被特别提出,主持人认为人们对它“谈得不够”。他把姿势与呼吸联系起来,甚至与一个人感到清醒还是困倦联系起来。他说代谢、运动、姿势和外观彼此关联。姿势改变时,外观和动作也会随之改变。据称,无论肌肉是否变大,更好的肌肉质量都会影响免疫系统和其他器官,也会影响神经系统和肌肉系统。
计划的结构是先用大约十分钟讲机制:神经元如何控制肌肉,以及肌肉如何利用能量。之后是关于力量、肌肥大、耐力、姿势和动作的方案。他还预告了营养方面的主题,包括一种氨基酸,他说当它在血液中出现得足够频繁、浓度足够高时,有助于增肌和改善肌肉;此外还有训练方案和补剂。恢复被定位为真正产生进步的阶段:“这些都不是在训练中发生的,而是在训练之后发生的。”他指出,人们常常不清楚如何优化恢复以及如何衡量恢复。
§02减脂一期回顾与通知
进入正题之前,主持人回顾了上一期。上一期讲了寒颤引发的减脂、NEAT(非运动性活动产热)以及利用寒冷促进减脂。其中描述的方案是:进入某种形式的寒冷环境(冰浴、冷水淋浴、河流或海洋),直到开始发抖,然后出来,不要抱臂或蜷缩,在持续发抖的同时让寒冷从身体上蒸发掉,然后再回到寒冷中。他说在 thecoldplunge.com 的 protocols 标签下可以免费获取图解版。他还请听众订阅 YouTube 频道,作为不花钱支持播客的方式。
§03神经控制的三个节点
主持人认为,肌肉几乎参与一切:说话、坐、站、举物、呼吸、行走以及各种技能。因此真正的主题是控制肌肉的东西,也就是神经系统。他描述了三个主要的控制节点:
运动皮层中的上运动神经元,驱动有意识的动作,比如决定拿起一支笔再放下。 脊髓中的下运动神经元,向肌肉发出轴突,通过向肌肉释放乙酰胆碱使其收缩。主持人称,在神经肌肉系统中,这种释放是“肌肉能够收缩的方式,唯一的方式”。 脊髓中的中枢模式发生器(CPG),产生行走等有节律的反射性动作。当一个动作变为有意识的动作时,来自上运动神经元的自上而下的控制就会接管。
主持人指出,乙酰胆碱在大脑中也有作用,他说它对专注很重要,并能为神经可塑性把关。从这个简单的系统出发,他对肌肥大得出一个很强的结论:肌肉生长由神经系统控制,而不只是由肌肉内部的过程控制。他说耐力、柔韧性、柔软度和爆发力也是如此。于是实际问题就变成了针对系统的哪一部分:上运动神经元、CPG、下运动神经元,还是三者都要。
所以你可以抛开“肌肉有记忆”或“肌肉生长只是对肌肉内部发生的某种过程的反应”这种想法;真正造成肌肥大的是神经与肌肉之间的连接。
作为历史背景,主持人引用了诺贝尔奖得主谢灵顿(Sherrington)的说法,谢灵顿把运动称为“最后的共同通路”。他提出,运动是人类大脑如此之大的原因之一,“也许是最主要的原因”。他认为,大脑的大部分“地盘”用于视觉和运动,而不是思考或创造力。他说其他动物也有神经肌肉接头和中枢模式发生器,但缺乏能如此精确地指挥肌肉的上运动神经元。本节中这些比较性的说法没有给出具体证据。
§04屈肌、伸肌与交互抑制
任何动作,无论是举重、瑜伽体式还是拿起一支笔,都涉及屈肌和伸肌。肱二头肌(屈肌)和肱三头肌(伸肌)是一对拮抗肌,使肢体朝相反方向运动。把手腕移向肩膀是屈曲,移离肩膀是伸展。主持人说,神经与肌肉之间的连接方式意味着,当乙酰胆碱激活肱二头肌时,肱三头肌受到抑制,反之亦然。他补充说:“有一些方法可以绕过这一点,但这是典型的作用方式。”
躯干和腿部也遵循同样的模式。腹肌等肌肉使脊柱屈曲,让下巴朝腰部靠近。下背部的伸肌让下巴向后仰向天花板。腘绳肌把脚跟向臀肌方向抬起,股四头肌则是与之相对的伸肌。身体中也存在稳定肌,但主持人把这种相互对应的安排(也称为交互抑制)描述为大多数肢体动作的典型方式。他把这作为神经肌肉生理学最简单的形式来介绍,然后转向代谢。
§05肌肉如何产生能量
减脂那一期以 ATP 收尾,主持人称 ATP 为体内能量生产的“瓶颈和最后的共同通路”。他说,肌肉通常不以脂肪为燃料,而是依靠糖酵解,即糖原和葡萄糖的分解。他把储存在肌肉中的葡萄糖描述为有“六个碳和六个水”,它被分解为两个三碳的丙酮酸分子。这一步只产生少量 ATP。
氧气是关键变量。氧气充足时,丙酮酸进入线粒体,在那里电子传递链和柠檬酸循环会产生“28 到 30 个 ATP,这是很多的 ATP”。主持人由此得出结论:肌肉在代谢上很“昂贵”。与脂肪、骨骼以及除大脑之外几乎所有其他组织相比,肌肉的代谢需求最高。他说,这就是为什么肌肉相对脂肪更多的人可以吃得更多,表现得“更像一个火炉”。
§06重新认识灼烧感:乳酸盐作为缓冲剂与燃料
接着,主持人讨论了一种关于高强度工作肌肉中灼烧感的常见看法,比如提着很重的购物袋或剧烈运动时感到的那种灼烧。他指的是肌肉内部缺氧,而不是环境缺氧。当肌肉工作强度过大或时间过长而缺乏氧气时,丙酮酸会结合氢,变成乳酸盐(lactate)。
所以,信不信由你,人类并不产生乳酸(lactic acid)。那是另一个物种;我们产生的是乳酸盐(lactate)。
他否定了乳酸盐导致灼烧感或限制运动表现的观点(“你猜怎么着?这根本不是真的。”),并说乳酸盐有三种功能。第一,它缓冲酸性:灼烧感是酸性造成的,而乳酸盐的存在是“为了抑制灼烧感,抑制酸性”,与流行观点正好相反。第二,它是燃料:乳酸盐被运送到肌肉中正在工作的区域,使收缩在没有氧气的情况下也能继续。第三,它作为一种激素信号发挥作用,这一点接下来会讲到。
§0710% 方案与作为激素信号的乳酸盐
这一部分的主要实践建议适用于任何类型的运动,包括力量训练、跑步、骑车和游泳:大约 10% 的时间,要训练到足以感受到灼烧感的强度。给出的理由是,到达灼烧部位的乳酸盐会作为激素信号作用于其他器官。主持人给出了激素的一般定义,即在一个地方释放、经过传输后影响其他器官的化学物质,并说乳酸盐可以向心脏、肝脏和大脑发出积极信号。他说这些效应“不只存在于那些时刻,也存在于随后的一段时间里”。
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