肌纖維的科學2: 肌肉動作的類型

延續上一篇系列文章：肌纖維的科學1: 肌肉收縮 的內容，這次要往更深入的肌肉動作邁進，以肌纖維的收縮機制為背景，延伸出的肌肉動作類型，這也是相當重要的背景知識喔。

一條正在抵抗阻力的肌肉會因阻力大小有三種不同的動作類型，肌肉可能成功抵抗阻力而縮短、也可能被優勢阻力拉長肌肉、維持肌肉長度跟阻力拉鋸；這些肌肉動作類型能分別被稱為向心收縮、離心收縮、等長收縮 {圖1.}。

圖1. 肌肉動作類型 肌肉動作類型主要有三種，分別是(a)向心收縮、(b)離心收縮、(c)等長收縮。

1. {圖1. a} 向心收縮發生於外在阻力小於肌肉主動用力時，此時肌肉長度會縮短；更確切是肌肉主動收縮並使肌肉縮短的收縮形式，也是大家心目中最像肌肉「收縮」的收縮方式。
   例: 深蹲時，從下蹲的底部到站立。(股四頭肌縮短)
   .
2. {圖1. b} 離心收縮 發生於外在阻力強於肌肉主動力量，此時肌肉會受到阻力的牽引而被拉長；這時肌肉依舊是有在主動用力的，也因為肌肉有在出力，才能讓身體或是承受阻力的肢體不會像自由落體般被拉動，因此離心收縮是身體非常重要的煞車減速的運動方式。
   例: 深蹲時，從動作剛開始的站立到下蹲至底的過程。(股四頭肌拉長)
   .
3. {圖1. c} 等長收縮 發生在肌肉主動力量等於外在阻力時，此時肌肉長度不變；肌肉有再主動用力，肌節中的橫橋也有持續在搭起和循環(cycling)，只是肌肉外在沒長度變化而已。
   例: 深蹲時，身體停在大腿未低於水平的高度不動一陣子。(股四頭肌長度不變)

 

 

接著用實例來探討{圖2.}中的兩個動作，左邊是瑜珈拜日式的動作，而右邊是簡單的髖關節鉸鏈(hip hinge movement)動作，大家來想看看若起始姿勢是直直站立的狀態，那要做出這兩個動作分別會由哪個肌肉主導，並且是用什麼肌肉動作形式在收縮的呢?

圖2. 大家來思考看看從站立到做出(a)和(b)兩個動作的過程分別是何肌肉在作用? 是向心還是離心收縮?

{圖2. a}是腹直肌主導的動作喔! 在身體往後仰並移動到圖片位置時腹直肌是離心收縮的狀態。
{圖2. b}在動作過程中則是由臀部與大腿後側肌肉共同在做離心收縮，是個髖關節主導的動作。

 

離心與向心收縮一定都會同時出現在重量訓練或是日常生活中，舉凡上下樓梯就有滿滿的故事，而做重量訓練時也都包含著這些過程，鮮有自由重量訓練(free weight exercise)能省略掉其中一個步驟，可是動作執行的順序倒不會一直都是以特定肌肉動作先(例: 先離心->向心 or 先向心->離心)，例如前面提到的蹲舉動作{圖3.}，就是先由離心階段蹲至底部後，才由主要作用肌－股四頭肌進行向心收縮到站起。

圖3. Ilya Ilyin做270公斤的頸前蹲舉 如圖所示。

 

臥推也是與蹲舉有著類似肌肉動作順序的運動{圖4.}，從臥推架起槓後，在動作最高點由主要作用肌－胸大肌執行離心收縮緩慢將槓鈴放到動作最低點，到達最低點後則是向心收縮將槓鈴推至最高點。

圖4. Ryback做100公斤的臥推 如圖所示，雖然在過程中Mark Henry有幫忙給予變動阻力，可是依舊是個不錯的臥推。

 

硬舉與上述兩個動作有明顯不同的動作順序{圖５.}，將槓鈴從地面抬起是主要作用肌做向心收縮，而從動作最高點將槓鈴緩慢下放至地面則是離心收縮。 我們在這提到的主要作用肌，當然是指動作中出力比例最高的肌肉，其他也有出力的協同肌肉、拮抗肌、穩定肌也都有自己的收縮動作形式，大家有興趣的話可以自行依照此篇的大概知識自行分析喔。

圖5. John Cena做273公斤的硬舉 如圖所示。

 

大眾時常會對這三種肌肉動作形式產生誤解，最常聽到的是動作時，遠端肢體的肌肉往心臟靠近叫做向心收縮，而遠離心臟叫做離心!? 這當然是錯誤的，每條肌肉都會在動作中有自己的收縮方式，大家往往只會針對主要作用肌講解，大家務必要注意，任何肌肉動作類型都是有自己的意義在的!

上述這三種肌肉動作類型位於如何設計訓練處方的核心地位，他們看似分別獨立，實際上是連貫的。 向心、離心收縮的意義可以只是我們在做一個動作時，主要作用肌被拉長或是縮短這麼簡單；然而，向心和離心收縮的作用機制在力量生成、動作速度、耗能多寡是有很大差異的，這能更進一步的衍伸出我接下來要講的概念－收縮力量-速度的關係，留待下一篇。
參考資料:

1. Kraemer WJ, Fleck SJ, Deschenes MR. (2011). Exercise Physiology: Integrating Theory and Application, 1st ed. Philadelphia Wolters Kluwer/Lippincott Williams & Wilkins Health, USA.
2. Neumann DA. (2009). Kinesiology of the Musculoskeletal System: Foundations for Rehabilitation. 2^nd ed.
3. Mansfield PJ, and Neumann DA. (2013). Essentials of Kinesiology for the Physical Therapist Assistant. 2^nd ed.
4. Young KA, Wise JA, DeSaixP, Kruse DH, Poe B, Johnson E, Johnson JE, Korol O, Betts JG, Womble (2013). Anatomy and Physiology, 1^st ed. OpenStax College (Open Educational Resources). {圖1.}

 

上一篇：肌纖維的科學1: 肌肉收縮
https://barbendstrengthcenter.wordpress.com/2018/07/03/%E8%82%8C%E7%BA%96%E7%B6%AD%E7%9A%84%E7%A7%91%E5%AD%B81-%E8%82%8C%E8%82%89%E6%94%B6%E7%B8%AE/

 

這邊是「彎槓訓練營」，我的目標是以平易近人的口吻將科學知識傳達給大眾，我會對複雜的科學內容做出省略，卻不會刪剪掉或破壞整體脈絡，期待能讓各位讀者從文章的內容學到終身受用的知識。
還請大家多多支持，有問題歡迎留言提問!

粉絲頁連結：(若喜歡這邊，請不要吝嗇你的讚)
https://www.facebook.com/weightliftinginbbsc/?eid=ARAFG6swsUkIBIlBczAsLqS1jZR18oYnJPZVyUoizwWc1dnG01l4T5gnyFqBkZPK_8qxbBtWmwOuAU2x