生命的禮物

（2008）8月，來自世界各國最優秀的運動員聚集北京，經過了兩個多禮拜的精彩競賽，第29屆奧運於8月底圓滿落幕。這些來自世界各國最優秀的運動員，齊聚北京展現人體力量、速度與耐力的極限，例如舉重選手可以瞬間爆發出強大肌力，挺舉起重達200多公斤的槓鈴；短跑選手不到10秒即可衝破百米抵達終點；長跑選手則與對手較量長時間的續航力。瞬間爆發型與耐力型選手的肌肉有何不同？肌肉大小是否決定了體能的持久程度，或是速度上零點零幾秒的差距？

爆發力與耐力先天註定

　在解開謎團之前，先認識人體肌肉的構造。肌肉分為平滑肌、心肌與骨骼肌三種，負責肢體運動與維持身體姿態的是骨骼肌。人體約有700餘塊骨骼肌，都是以兩端的肌腱附著在不同的骨骼上，藉由收縮來完成動作，每一塊骨骼肌是由多條肌束組成（見下圖），肌束裡有好幾條圓柱狀的肌纖維（即肌肉細胞），肌纖維裡還充滿更小的肌原纖維（myofibril），它又是由一排排稱為肌節（sarcomere）的可收縮單元組成。當肌節集體變短時，肌纖維就會收縮，牽動骨骼而產生動作。

　肌肉收縮時，並非同一塊骨骼肌的所有肌纖維同時收縮，運動神經會依照動作所需，控制收縮的肌纖維數量與類別。肌纖維可分為慢縮纖維（slow-twitch fiber）與快縮纖維（fast-twitch fiber）兩種，慢縮纖維收縮速度慢，產生拉力小，但不易疲勞，一般走路用到的絕大部份是慢縮纖維；快縮纖維收縮速度快，可瞬間產生大肌力，但容易疲勞，短距離衝刺、瞬間用力投擲鉛球時，使用到較多的快縮纖維。

　人體在速度與耐力表現上的差異，與兩種纖維的組成比例有關，一般天生擅長做耐力型運動的選手，慢縮纖維的比例較普通人高；而天生爆發力好，例如擅長瞬間衝刺或彈跳的選手，某些部位的快縮纖維比例會比較高。台灣師範大學運動科學研究所教授謝伸裕指出，人體每塊肌肉的肌纖維類別組成比例不同，每個人肌纖維類別比例也都不相同，這完全受遺傳控制，不會因為後天訓練而改變。

後天訓練，超越極限

　天生的肌纖維組成比例雖然會影響運動表現，但是藉由後天訓練，仍可改變肌肉大小，提高運動成績。一般選手都是藉由超負荷訓練，破壞體內環境的恆定，使心跳加速、呼吸急促、體溫上升、能量消耗、血糖下降等，身體為了維持恆定，會做些改變以適應變化，肌肉變粗便是其中一種適應方式。運動所造成的肌肉粗壯，並非肌纖維數量增多，而是變粗，原因是超負荷訓練促使肌纖維內的肌原纖維增加、粒線體數目增多且體積變大、細胞內的代謝物質變多等。

　超負荷訓練也容易造成肌纖維拉傷，肌纖維一旦受傷，便會釋出化學信號，啟動修補肌纖維外膜與增加肌原纖維的機制。修補的材料與增加的肌原纖維都是一些蛋白質，主要由肌纖維附近的衛星細胞（satellite cell）製造。當肌纖維受傷，衛星細胞會開始分化，並移至受損部位進行修復與增加肌原纖維，而修復後的肌纖維會較原來的肌纖維更粗壯，同樣也會使肌肉變粗（見下圖）。

　肌力是某一部位肌肉或肌群一次能發揮的最大力量，而爆發力是單位時間內能產生的最大肌力。肌肉變粗的好處是肌纖維截面積增加，所能承受負重或產生的張力會變大，因而增加肌力與爆發力。此外，肌原纖維增多，運動神經元能控制的收縮單位變多，也能提高肌力。肌肉的張力若達到最大張力的75%，並持續運動，粗壯程度就會相當明顯，這也是為什麼選手需要超越自己的肌力水準，而不斷持續訓練。

　不過肌肉變粗不一定能提高肌耐力，謝伸裕指出，肌耐力是某一部位肌肉或肌群做反覆收縮動作，或是肌肉維持某一固定用力狀態的持久時間，與心肺功能也有關係，因此必須藉由耐力訓練，配合呼吸調整做有氧訓練，增加心肺功能，才能發揮肌耐力。

　由於肌肉越大，消耗的能量會越多，如果肌肉練得過大，負荷重量增加，選手反而容易疲勞，也同時讓兩關節間的活動範圍變小，甚至影響柔軟度。因此體能教練必須精心計算，才能適當的訓練肌肉，讓選手在競技場上有最突出的表現。各國頂尖選手在奧運的殿堂挑戰速度、力量與耐力的極限，他們精湛的表現，都是辛苦鍛鍊時的汗水所累積而來。