拉长-缩短周期
不同的肌肉收缩形式、神经参与以及结缔组织的弹性,促成了有效的快速伸缩复合运动,通过讨论拉长-缩短周期(SSC)可以更好地解释这一现象。当肌肉-肌腱联合体快速伸展(如进行快速的离心运动)时,神经系统会做出反应,调动大量肌肉纤维,释放出更大的力量来逆转动作的方向(Komi,1984)。肌肉-肌腱联合体通过肌梭(肌肉上的特定感觉器官)来感受自身的快速伸展(见图1.2)。肌梭监控肌肉的伸展以及伸展速度,并以肌肉的有力向心收缩来作为回应。这些对肌肉伸展的内在反应机制确保运动员不需要多加考虑就能产生强有力的肌肉收缩,最终产生爆发力。在伸展-收缩循环过程中出现的反应机制分别是牵张反射、肌腱弹性、激活后增强效应(Fukutani et al.,2015)。有关这些不同的机制在拉长-缩短周期中的作用,人们曾进行了很多讨论,但少有一致意见(Komi,2000)。
图1.2 肌腹中的肌梭纤维
牵张反射也被称作肌肉伸张反射,是拉长-缩短周期和快速伸缩复合运动中产生力量的关键机制。尽管快速伸缩复合训练动作中的大部分力量是肌肉和肌腱通过其弹性特征释放出来的基本弹性力量,但其原理和橡皮筋类似,即牵张反射引起肌肉纤维的快速募集,对最后力量输出做出了很大贡献。实际上,已有研究表明,肌肉的快速伸展会导致快收缩型肌肉纤维的选择性激活和慢收缩型肌肉纤维的失活(Nardone and Schieppati,1988)。当医生在办公室用橡胶锤对其病人进行肌肉反射测试时,发生的就是牵张反射。快速轻拍健康的人的髌骨肌腱,通常会使股四头肌缩短,膝关节伸展。肌梭对脊髓发出的信号会引发对股四头肌的快速募集,信号传播速度大约为100m/s(Radcliffe and Farentinos,1985)。牵张反射主要是为了监控肌肉拉伸的程度,从而起到安全警戒的作用,防止肌肉过度拉伸和损伤。这种自主反应会在短时间内调动特定肌肉中的大量肌肉纤维,确保肌肉在开始收缩之前的拉伸程度在一个相对安全的范围之内。虽然可以将其视为一种身体自主调节的安全措施,但教练和运动学家已然发现,训练该反应能力也有益于提高运动员的运动能力。
在快速伸缩复合运动中,运动学家通常会用缓冲阶段或过渡阶段来描述肌肉从开始进行离心收缩到进行向心收缩之前的整个阶段。过渡阶段就是为跳跃等爆发力动作做准备的阶段。对于一个跳远运动员来说,过渡阶段是指从踏上起跳板直到开始起跳(此时运动员的重心会越过起跳脚)的这段时间。对于跳高或跳远运动员来说,要避免过长的触地时间,因为这会造成爆发力的显著丧失。触地时间较长不仅会消耗弹性势能对跳跃的贡献,还会限制牵张反射的激活潜力以及随之产生的向心收缩力。因此,运动员想做出有力的快速伸缩复合动作,最好能缩短触地时间(Wilson et al.,1991)。触地阶段施加力的程度将决定肌肉向心收缩时产生的力值,特别是训练有素的运动员。