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第11章 力量訓練的生物學原理 (哈里篇)

有氧鍛煉主要涉及肌肉的忍耐能力。力量訓練主要涉及肌肉提供力量的能力。令人吃驚的是,作為實際力量,它與一種特殊的神經協調形式有關。這一點很重要。力量訓練可以導致肌肉生長,這很重要,但它的背後隱藏著能夠改變你的物質生活的協調能力的增長。這不是手眼協調,而是細小的肌肉通過連接大腦和身體的精密神經網絡進行的協調。

通常,我們沒有意識到當我們變老時神經的衰退,但它是我們關節磨損、肌肉鬆弛以及身體警覺性和力量開始衰退的主要原因。而且,它可以通過力量訓練得到逆轉。

我可以通過例子更好地說明這一原理,所以,讓我們看看當你邁步走上一級台階時發生了什麼。這聽上去可能很簡單,但在我進入醫學院的第一年,我聽過一堂兩個小時的講座,講座的內容是吞下一口食物所需要的神經協調。

簡單的一步

考慮你的膝蓋在簡單的行走中發揮了多少作用:你的每一步都會讓膝蓋承受一定的彎曲和震動。現在,想像你站在一段台階的底部,然後以緩慢的動作爬上台階,每次兩級。注意每上一級台階最開始時大腿和小腿肚子的用力收縮,這種收縮的第一個結果是在你實際移動之前將你的膝關節拉成一種非常緊張的狀態。

你可能認為這只是同時拉緊所有肌肉的結果。這是一個因素,但還有一個同樣重要的因素,那就是每一塊肌肉恰好收縮到正確的程度,使你的關節達到完美的狀態,能夠去做你所需要做的「機械任務」。技工會把汽車上的風扇皮帶拉到指定的拉伸狀態,然後將其固定住。你的身體遠比汽車複雜,你每邁一步都可以將「風扇皮帶」調整到具有最大的效率和安全性的位置上。每次邁步之前,每個關節都會被自動預拉伸到剛好合適的位置。

現在,用兩隻手把這本書舉到你的面前,然後慢慢站起來。留意整個運動過程中你的肌肉對於力量的精確傳遞。它涉及你的下背、臀部、大腿、小腿肚子和腳部的主要肌肉群,以及脊柱、軀幹、肩膀、腹部和骨盆的一系列具有穩定作用的次要肌肉群。認真而緩慢地從你的椅子上站起來,同時注意從頭頂到腳趾參與這一運動的肌肉。

平均每天,你都會經歷幾萬次這種協調週期。每邁一步,每做一次協調運動,你都會動用數千條神經纖維,它們共同構成了一個神經網絡。你的身體裡有幾百萬個潛在神經網絡。每走一步,你都會在它們之間進行切換。你的身體會生長,你的大腦會不斷以最細微的方式對每個網絡進行學習。你必須這樣做,因為 C-6 隱藏在幕後,它每天都在幫助你一點一點地忘掉所有這些事情。

當你的肌肉、大腦接口和控制性脊髓反射弧由於多年相對缺乏運動的生活狀態而變得鬆弛和虛弱時,你就會遇到問題。日常生活中的偶然性運動不足以開啟用於生長的 C-10。對於你的物理大腦來說,擋在椅子和桌子之間是一項微不足道的、具有侮辱性的任務。在幾十年的時間裡,物理大腦的大部分區域故意進入睡眠狀態,以示抗議。還記得 C-10 的門檻嗎?只有付出大量努力,你才能越過這道門檻,分泌出足夠的 C-6,以觸發 C-10 的生成。在這個門檻以下,你只有用於慢性衰退的 C-6。你需要進行力量訓練,以便越過力量和協調性的門檻,將 C-10 引入到你的神經網絡之中,引入到你的肌肉組織之中,引入到你的關節和肌腱之中。

有氧鍛煉可以帶你越過耐力、循環和長壽的門檻,但在力量和神經協調方面,你需要力量訓練。僅僅在平地上邁出一步的輕鬆運動不會開啟 C-10。爬上幾級台階也不會。不過,持續攀登台階、直到你感覺兩條腿在燃燒的行為可以開啟 C-10。提舉力量器械、直到你無法再次將其舉起來的行為……可以真正開啟 C-10。

大腦和身體之間的連接

力量訓練可以在你的身體和大腦之間建立密切的聯繫。看待這個問題最簡單的方式是自上而下,從你的大腦和神經系統開始考慮。你的物理大腦——負責管理身體的極為複雜的大腦——將來自身體的幾百萬條消息集合在一起,並且通過向下發出的所有神經衝動對其進行協調,讓你的肌肉移動起來,抵抗阻力。創建協調和力量的神經衝動在你的神經回路中燃燒出一條路徑。每當你使用它們時,你就會直接加強物理大腦的平衡、力量和肌肉協調中心。這些路徑會變得更寬,更平滑,速度更快。

過去 30 年,運動員群體開始意識到力量訓練的好處。有趣的是,最大的進步不是出現在推鉛球和舉重等力量項目上,而是出現在花樣滑冰和滑雪等協調項目上,這些項目需要優雅、技巧和協調性。這種進步在很大程度上來自協調性和肌肉整合度的提高,以及通過力量訓練得到加強的用於跳躍和落地的肌肉力量,同樣的道理也適用於你。你的身體裡仍然擁有穿著冰鞋進行三級跳的回路,或者穿過球場擊出大力反手球的回路(這一點更加現實)。不過,這些回路永遠隱藏在了你的身體裡。實際上,我們大多數人上一次充分使用這些神經連接還是在四年級的課間休息期間。

持續的力量訓練可以將你的神經連接從冬眠狀態喚醒,從而改變所有這些事情。例如,在平地行走過程中,你可能感覺自己對每塊肌肉進行了 100% 的收縮,但你只用到了這些肌肉中 10% 的細胞。這些細胞均勻地分佈在每一塊肌肉的所有部位,因此雖然這些肌肉的每一個部位都在移動,但是仍然有 90% 的細胞處於休息狀態——它們都在「打醬油」。在更加努力的鍛煉中,你可以使用更多的細胞。如果攀爬真正的高山或者長長的台階,你可能會在某一步使用 30% 的肌肉細胞。如果提舉你能夠舉起的最沉重的器械,你甚至有可能同時使用一半的肌肉細胞,但也僅此而已。

選擇激活哪些肌肉細胞以及收縮到何種程度的能力為我們帶來了驚人的身體潛能。要想穿過網球場擊出正手球,你需要對擊球的方向、弧度、旋轉和力量做出精妙的協調——這意味著你的腿部和胳膊上的每一塊肌肉需要同時扮演好自己的角色。幾十萬個神經細胞需要控制幾億個肌肉細胞。這是持續幾分之一秒的大型交響樂,而它僅僅是為了將球擊到球網另一側。這就是我們之前談論的神經信息超級高速公路——每一天的每一分鐘都在你的身體裡飛馳的幾十億個神經信號。

慢抽搐,快抽搐

控制肌肉的神經包含數千個細胞,每個細胞又會進一步分裂成數百個細微的分支。每個分支——僅僅一個——會進入一個肌肉細胞。大腿部位巨大的肌肉中有超過一百萬個肌肉細胞,可能還有一萬個神經細胞,這些神經細胞被捆紮成兩三個主神經,控制著所有的肌肉細胞。

這部分內容涉及了一些具體的知識,但是請堅持看下去。你有兩類肌肉細胞,分別負責力量和耐力,它們是不同的。這一點很重要,因此我要重複一遍。你的肌肉中擁有力量細胞和耐力細胞,它們是不同的。

肌肉耐力細胞被稱為慢抽搐細胞,它們擁有較多的線粒體、較大的耐力以及較小的力量;肌肉力量細胞被稱為快抽搐細胞,它們擁有較少的線粒體、較小的耐力以及更大的力量。每個神經細胞將所有觸手伸向力量細胞或者耐力細胞,但它永遠不會同時伸向兩種細胞。這意味著每個神經細胞只能發送力量或耐力信號。記住,在你的某個部位,比如大腿,每個神經細胞擁有數千個細微的分支,伸向數千個肌肉細胞,這些細胞要麼全是力量細胞,要麼全是耐力細胞。大腿前方巨大的四頭肌肌肉擁有超過一百萬個肌肉細胞。控制它的巨大神經擁有大約一萬個神經細胞。每個神經細胞控制著幾千個肌肉細胞,這些肌肉細胞叫做運動單元,它們與電動機組有些類似。

現在,我們可以考察你的具體移動方式。你的大腦可以激活這些運動單元的任意組合,以執行特定的移動。你的物理大腦在每塊肌肉的幾千個運動單元之間做出的迅速選擇使你獲得了跳舞、旋轉、跳躍或者扭動腳趾的能力。每走一步,你只激活了一部分神經細胞,但對每塊肌肉來說,這些細胞經過了非常仔細的選擇。想到所有這些事情,想到你的物理大腦為了讓你站立甚至跳舞而在一瞬間做出的幾百萬個決定,你會感到有些畏懼。幸運的是,你不需要考慮這件事;你可以將其視作理所當然的事情。理解這個原理是至關重要的。不過,如果你能照顧好這個過程,那麼你在許多年的時間裡都不需要為這件事而擔心。

克裡斯將滑雪稱為力量運動,這當然是正確的,但滑雪也是一項具有協調性的力量運動,這一點同樣重要。力量訓練使力量和協調性成為可能,並將它們以「完整組件包」的形式提供給訓練者,使克裡斯能夠在 70 歲的時候在滑雪場上獲得良好的表現,並且可以使你在任何年齡段過上良好的生活。

讓我們在這種背景知識的基礎上考察力量訓練與耐力鍛煉的對比。當你走路時,你的身體主要使用耐力單元,並且對它們進行輪換,使每個單元在前進過程中獲得一個休息期,這意味著每個單元只能得到你認為你在為它提供的鍛煉的一小部分。這當然沒有達到足夠的壓力,無法生成強大的再生性 C-10。

當你開始奔跑時,每跑一步,你的身體會使用更多的耐力單元。現在,每個單元可能每三步就會被使用一次,這種壓力足以觸發高水平的 C-6,然後觸發 C-10。如果你在往山上跑,而且你的努力程度超出了耐力單元的能力,你的身體就會將力量單元添加進來。你跑得越久,耐力單元獲得的休息時間就越少。你越是用力,力量單元獲得的休息就越少。在某個時候,它們的休息時間將會低於恢復週期。它們會疲勞,這種疲勞會對它們造成破壞。將它們帶進疲勞模式會開啟大量 C-6——這種良好的鍛煉壓力也會開啟 C-10。

健康峰值:誰需要呢?

你不會通過力量訓練打造新的肌肉細胞;實際上,不管怎樣,當你年紀變大時,你的肌肉細胞都會緩慢而持續地變少。相反,你所做的是在每個現有細胞內部打造新的肌肉物質:蛋白質,各種材質——簡而言之,就是打造紅肉。這些剩餘細胞有著不同尋常的增長潛力:它們當然足以使你在漫長的人生中餘下的時光裡保持強壯和健康。

換一種說法,你可能會在人生旅途中失去一半的肌肉細胞,失去一半的健康峰值,然後仍然在 80 歲時表現得比 20 歲時更強壯。而且,你何曾達到過你的健康峰值?除了奧運選手和海豹突擊隊成員,沒有人能夠做到這一點。目前,男子 60 歲仰臥推舉紀錄是 198 公斤。年輕男子的世界紀錄是 315 公斤。這兩個數字都使我感到害怕,但它們說明了一個重要事實。峰值表現隨著年齡的增長而下降。能夠在 20 歲實現 315 公斤仰臥推舉的傢伙到了 60 歲,只能推舉 198 公斤。這是 40% 的最大力量降幅。

聽上去很可怕?實際上,這並不可怕。畢竟,你不需要太多力量。那個 60 歲的人可以在仰臥狀態下將你的冰箱以及站在冰箱上的你一齊舉起來。他失去了 40% 的肌肉細胞,但是你瞧,他用剩下的細胞完成了多大的壯舉!順便說一句,85 歲以上的仰臥推舉世界紀錄是 79 公斤。這仍然超過了我們大多數人的能力範圍。

順便說一句,這就是你在進行有氧鍛煉時需要出汗的原因;在強度較低時,耐力細胞的輪換程度很高,不會疲勞。這也是你需要通過重量訓練努力達到肌肉疲勞點(令我們大多數人討厭的、我們在自願情況下會避開的肌肉灼燒感)的原因。

當你僱用個人教練時,他最終會確保你提舉足夠的重量,以便通過循環練習超越力量細胞的備用能力。比如連續使用力量細胞 10 次或 12 次,然後重複這一過程。如果方法得當,你就會耗盡它們的能量,然後強迫它們繼續收縮幾次。這才是重要的部分,是你故意破壞肌肉細胞的方式。不是破壞肌肉,而是破壞肌肉細胞。而且,你會故意破壞許多細胞。用電子顯微鏡拍攝的健美運動員肌肉照片顯示,在一次鍛煉以後,這些肌肉在細胞水平上會受到大量破壞。這很好,它正是你的身體所需要的事情。許多 C-6,許多炎症,然後是許多修復和生長。你的肌肉會顫抖,產生灼燒感,這並不好玩,但在你的體內,你會強迫大腦激活所有的力量單元。如果進行三組這樣的練習,你就會強迫你的身體破壞所有的力量單元,而這又會強迫你的身體修復所有的力量單元。生長,力量——然後是年輕。

這就是你不應該每週進行 6 天力量訓練的原因。如果你按照正確的方式每週進行 6 天力量訓練,你就會造成一些真正的破壞。耐力單元可以在一個晚上的時間裡從有氧鍛煉中恢復過來,但你的力量單元在鍛煉過後需要進入 48 小時的修復週期。每週 2 天的力量訓練已經足夠了。每週 3 天是最大值。

採取正確的方法

順便說一句,有一件事情你應該非常非常小心,「通過耗盡肌肉細胞的力量對其進行破壞」與「通過使肌肉或關節超載對其進行破壞」是不同的。你可能很想使用沉重的力量器械,以便用更少的重複次數耗盡肌肉細胞的力量。這是因為,坦白地說,這種重複會使人感到疼痛。這是一種很不舒服的感覺。同 12 次或 15 次重複相比,8 次重複要更容易忍受。不過,你並不年輕。你明年將會更年輕,但你明年並不年輕。你的教練幾乎一定比你年輕,他可能無法通過自己的骨骼理解這一點。所以,你需要負起責任,別讓自己受傷。還有,當你的身體變得更好、更加強壯時,你的大腦將發出指令,在鍛煉過程中分泌更多的腎上腺素。你會開始享受力量器械,並且期待著前往健身房。這件事的負面效應是,力量訓練產生的腎上腺素將會激活你在其他男性面前炫耀自己、努力接近自身表現峰值的原始衝動,而這會對你造成傷害。不要這樣做。

平衡行為

現在,我們應該考慮一下你的大腦和一個叫做「本體感受」的概念。本體感受是一種看似簡單的概念,指的是你需要隨時知道自己身體的不同部位在什麼地方。這是我們站立和移動的基礎。我們像直立的梯子一樣用兩條腿站立,不需要倚靠任何事物。對我們來說,這是一種驚人的壯舉。試著讓一架梯子保持直立狀態。你需要不停地調整,以免梯子倒下來。我們的身體也是一樣的道理。這還是最簡單的任務。試著舉起一架梯子,使之保持直立,並在這種狀態下在院子裡奔跑。試著在保持梯子直立的情況下旋轉身體並將球拋向一壘。試著去做那些我們在兩條腿站立時一直在做的令人吃驚的事情。然後,試著在金雞獨立的情況下去做這些事情。

你的身體精確地知道你的四肢每一秒在空間裡的位置,因為每個肌肉、肌腱、韌帶和關節都有數千條神經纖維通過脊髓與大腦相連。這些纖維在每一天的每個時刻都在發送關於收縮、力量、肌張力、方向、位置和運動的各種細微信號。閉上你的眼睛,將注意力放在你的食指上。你可以自動知道它的精確位置,誤差不超過幾毫米;同樣的事情也適用於你的大腳趾或左肘。閉著眼睛,迅速想一想你的每個身體部位目前在哪裡。你的大腦每時每刻都在小心地跟蹤著你的每一個肌肉和關節的位置,以備不時之需。你的大腦一天需要發送幾百萬個信號,而這僅僅是為了使你保持直立並且知道自己站在哪裡。

力量訓練會作用於這些信號。當你用力拉動一條肌肉時,你向大腦發出了一個響亮的信號。還記得當你拉緊身體關節時你對「風扇皮帶」的調整嗎?這對你的身體來說是一件很重要的事情。如果你的大腦出現片刻的鬆懈,導致你沒有做出瞬間的調整,那麼你可能會受傷。你會拉傷肌肉,扭傷腳踝,或者摔斷一條腿。在大自然中,你可能會因為一處輕傷而死去。由於扭傷腳踝而臥倒兩個星期的耐力捕食者可能永遠不會回來。所以,力量訓練向你的大腦發送的信號是響亮而重要的,它們是「頭等新聞」。而且,它們會導致生長——先是通過在神經網絡森林中燒出最直接的路徑實現信號通道本身的生長,然後是肌肉、肌腱、韌帶和關節的直接生長。伴隨著這種生長,你的大腦和身體之間出現了新的融合。它們總是融合在一起的;我們只是忘記了這一點。這就是你將它們重新連接起來的方式。這是一種不含比喻意義的、物理上的重新連接,是你可以在顯微鏡下看到的神經纖維,是你可以在磁共振掃瞄中看到的大腦化學物質,是你可以在實驗室裡測量到的反應時間。它意味著你可以更好地滑雪,感覺自己變得更好,更加強壯。

它也意味著你不會摔倒。正像克裡斯說過的那樣,當你的年紀變大時,你會變得非常容易摔倒,除非你能保持非常好的身體狀態。這是一個重要的公共健康問題,因為你會摔得更厲害,對自己造成更大的傷害。到了晚上,C-6 會發出嘶嘶聲,甚至沸騰起來。人們對摔跤問題進行了仔細研究。結果表明,當你年紀變大時,你的踉蹌頻率並沒有提高;換句話說,你的踉蹌次數和你 20 歲時相同。不過,你現在更容易摔在人行道上,而不是輕鬆地恢復平衡。原因有兩點:首先,你的本體感受慢了至關重要的一點點時間,你的大腦意識到你即將摔倒的時間慢了若干分之一秒,在這若干分之一秒裡,你的動量和重力對你造成了不可挽回的影響;其次,從踉蹌中恢復回來是需要力量的,你的腳趾停在人行道上,但你的身體還在前進,並以一種符合牛頓力學的方式以越來越大的速度和動量朝地面移動,當你的腿動起來的時候,你的整個身體正在以越來越快的速度向前方和下方移動,這時你的兩條腿需要擁有足以阻止身體動量的力量,否則你就會摔倒。

類固醇、營養補充劑和萬靈油

我們認為你是一個聰明的傢伙。不過,人類總是有一種尋找捷徑的不利傾向。類固醇幾乎不會為普通運動員帶來任何益處,它們只會提高肌肉的保水力,使肌肉變得更大——但不一定會變得非常強壯。類固醇可能造成的副作用包括前列腺癌、人格變化(不是變好)、痤瘡、脫髮以及……陽痿。

營養補充劑作為另一種速效奇跡,在任何可靠的科學研究中都沒有取得任何效果。這既包括力量訓練方面的片劑,也包括維持青春的片劑。由營養補充劑製造商資助的許多非正規研究顯示,這些補充劑取得了驚人的效果。不過,不管某人多麼認真地看著你的眼睛做出承諾,維生素、營養補充劑、激素和特別蛋白質粉都不會起到任何作用。

我們的建議是每天補充多種維生素,飲用大量自來水,合理膳食,以自然的方式使用你的身體。

力量訓練為你提供了對抗重力、站穩雙腳的力量。即使你真的摔倒,強大的反應能力和強壯的肌肉也可以將正面碰撞轉變成更加柔和的衝擊。肌肉的協調行動可以減小衝擊力,就像汽車裡的撞擊緩衝區一樣。如果你很強壯,你可以降低摔倒次數,並以更好的方式摔倒,極大地降低嚴重受傷的可能性。

除了摔跤問題,力量訓練還可以降低你在所有鍛煉形式中受傷的可能性。這主要是因為力量訓練可以提高你的本體感受反應速度。另一個原因是,力量訓練可以加強你的肌腱、韌帶和關節。肌腱和韌帶屬於活體組織,但是當你年紀變大時,它們的生長速度會變慢。當你用力拉動肌腱時,你可以加強神經連接,使肌腱朝著骨骼的方向出現進一步的細微生長,加強二者的連接性,使其變得更加難以受傷。