智慧健身 提升训练效率的健身科学

智慧健身：提升训练效率的健身科学

【英】皮特·麦考尔　著

张雨熙　译

人民邮电出版社

北京

图书在版编目（CIP）数据

智慧健身：提升训练效率的健身科学/【英】皮特·麦考尔（Pete McCall）著；张雨熙译.一北京：人民邮电出版社，2020.10

ISBN　978-7-115-54179-6

Ⅰ.①智… Ⅱ.①皮… ②张… Ⅲ. ①健身运动—运动训练 Ⅳ. ①G883.2

中国版本图书馆CIP数据核字（2020）第094270号

定价：128.00元

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内容提要

要想快速获得并长期保持训练效果，以科学的方法进行智慧健身比努力健身更重要。本书作者基于多年的研究和实践经验，为训练者提供了使用自身体重或借助一种器械进行高效健身的方法。在书中，作者首先从科学层面上阐述了运动如何影响人体，帮助训练者掌握必要的运动解剖学、力学和生理学知识；然后系统介绍了灵活性训练、核心力量训练和代谢调节训练的益处、原理和训练方法，针对每一种训练都提供了使用自身体重、哑铃、壶铃、药球、瑞士球、沙袋和双臂阻力带的练习，训练者可根据需求自由选择；最后详细讲解了科学训练计划的设计方法。本书将有效帮助任何有健身需求的个体提升训练效率、高效达成目标并远离损伤。

推荐序

通往成功之路总是充满坎坷。

——莉莉·汤姆林（Lily Tomlin）

健身行业有自己的独特性。大多数从事健身行业的人之所以选择这个行业，源于与他人分享人体运动的真切意愿。提到健身，有些人只关注短期效果，并未充分了解如何达到目标。并非每个人都能成为资深的健身专家。经常有人问我：“如何才能成为像你一样的健身专家？”在这个领域，很多人都把关注点集中在寻找成功的捷径上，这种心态甚至渗透到了许多有抱负的教练心中。社交媒体平台的兴起掀起了快速健身成功的热潮。受人喜爱的“正确”图片，加上一点在数字时代的运气，几乎可以在瞬间引起轰动。诚然，社交媒体可以提高健身的普及度，但如果没有科学理论知识的支撑，这种普及可能只是昙花一现，不会得到长足发展。

在我小的时候，父亲每天下班后的慢跑让我印象深刻。他深知坚持运动对身体健康的重要性。每天晚上下班回家后，父亲都会换上运动服去跑步。我常常在街道的尽头等他，然后我们一起跑回家吃晚饭。回忆过往，父亲的行动对我产生了深刻影响。因为他告诉我，有规律地运动是生活的重要组成部分，而且人生来就具有移动身体的本能。

在健身职业生涯中，我提出了斯托克德教学法（the Stoked Method），该方法得到了运动员的认同。我也曾与许多名人合作，接受顶尖媒体的采访，登上杂志的封面，受邀参加各种电视节目，在全美范围内引领科学训练的热潮，在全国（美国）性的媒体活动中代言品牌，创建自己的健身平台并与全世界的健身爱好者分享我的健身方法。上述资历介绍并非为了炫耀我的成就，而是为了强调健身的重要意义，以及健身成功离不开自身的努力与适应变化的科学方法。

皮特·麦考尔（Pete McCall）的这本书让我眼前一亮，书中提到的训练方法与我的职业经验相同。在20多年的教练生涯中，我发现达到健身效果的关键在于，教授客户如何提高身体完成动作的技能，因为这样才能帮助他们学会享受健身。关于训练中应如何关注整体动作而非孤立的肌肉活动，皮特和我进行了多次交谈，我们一致认为，训练应注重整体的动作模式。这一观点也得到了顶级健身专家的认可。

我与皮特曾供职于同一家健身俱乐部，他不仅担任私人教练与团体健身教练，还是教练培训团队的一员。多年来，皮特一直对健身专业人员培训事业怀有极大的热情，现已成为业界公认的最具影响力的引领者之一。他坚信一个理念，即学习正确地完成动作的方法是享受训练的前提。要想长期保持训练效果，科学训练比努力训练更重要。

通往目标的道路并不好走。成功没有捷径，健身也是如此。即便是幸运地找到了高效的训练方法，也仍要努力坚持，才能一直成功。在这本书中，你将找到构建自己成功之路的重要基石，也将明白你需要持续学习科学的训练方法—它本身也总是在发展中。

——基拉·斯托克斯（Kira Stokes）

致谢

在职业生涯中，许多人都曾对我产生深远影响。正是你们的激励与支持，使我得以成为一名私人教练、健身指导员及教育工作者，并给了我写这本书的灵感。感谢每一位在我成长路上给予过帮助的朋友与同事。在此，我要特别感谢锡德里克·布赖恩特（Cedric Bryant）、法比奥·科马纳（Fabio Comana）、托德·加拉蒂（Todd Galati）、杰西卡·马修斯（Jessica Matthews）及克里斯蒂娜·埃克罗斯（Christine Ekeroth），能与你们共事是我莫大的荣幸。正是在美国运动协会（ACE）工作的经历，使我决定成为一名健身领域的作家。感谢父母赠予我的第一套力量训练器材，引导我走向健身行业，从而使我有机会环游世界，传递我对健身的热情。感谢华盛顿哥伦比亚特区的教练与指导员曾给予我的帮助，我十分珍惜我们一起在健身房训练的时光。感谢所有曾一起工作的专业人士，你们对健身行业的热忱与激情，激励我不断进步。感谢所有我教授过的学员与团队，正是你们每个人的鼓励，使我在运动如何改变人体的研究中不断深入，很荣幸能为你们提供指导，也感谢你们给予我的信任及将身体与时间投入于此的行为。感谢从事健身教育的专业教练及创业者，你们对知识的追求及对职业无私奉献的精神，激励我更加努力地工作，感谢你们多年来的支持与鼓励。最后，感谢米歇尔（Michelle）和人体运动出版社（Human Kinetics）团队，感谢你们给予我分享自身经验并将想法撰写成书的机会。

前言

在希腊神话中，西绪福斯国王因背信弃义而使众神不悦，并因此受到惩罚：众神命其将巨石推到山顶，再让巨石滚下山坡，反反复复，终生不得停歇。这也是大多数人健身的写照：为健身投入了巨大的精力，但效果往往并不理想，就像是把巨石推上山顶，又任其滚下山坡，反反复复地做无用功。

为使读者更好地理解本书的写作目的，下面与大家分享我的亲身经历。几年前，我和妻子在华盛顿市中心买了一套公寓，这是我们的第一个家。交了首付款后，我们就没能力雇佣装修公司来装修了，只能自己做一些粉刷等简单的装修工作。如今，作为一名健身发烧友，走进任何一家健身房我都会心情愉悦。但提起大型的自助式五金店，我会产生强烈的抵触情绪，想马上逃离那里，那时我理解了许多人走进健身房的感觉。无论是大型商业健身俱乐部，还是非营利性休闲中心、高端健身中心或力量训练机构，对许多人而言，跨过其门槛都需要极大的勇气。门内的健身器材及其种类多到令人眼花缭乱，甚至有些经验丰富的健身人士也并不了解每种器材的作用。不论你是否已经加入某个健身团队，或按照某本运动教材、网上的健身视频、健身杂志上的方法在运动，抑或是否有私人教练的指导，你都需要明白，要达到健身目的，并不需要使用健身房里所有的器材，你只需了解如何正确使用其中一种健身器材来进行高效的训练。本书将介绍如何只用一种器材来进行有效的训练，从而改善灵活性、增强核心力量或提高代谢以消耗热量。

从事健身事业20多年来，我一直致力于私教与团体健身工作，也曾在文章和博客中讨论如何将运动科学应用于健身计划的设计。许多人都想通过运动来保持健康或改善体形，但却不知道从何处开始。本书涉及大量的人体与运动科学知识，这些知识将帮助你确定哪种训练方案最适合你。选择在家运动的个体，也将学会如何使用简单易得的健身器材来达到自己的健身目标。

训练没有捷径，但从科学层面上了解运动如何影响人体，可以帮助你制订适合自己的健身计划。训练并不是只有努力才有效，但是，我们需要清楚怎样通过不同类型的训练达到预期效果。

本书的主要目的在于帮助你学习如何借助一种器材进行高效、便捷的训练。这些训练不仅省时，而且不受空间限制，不论是在健身房还是在家中都可以完成。对这些基于科学健身理念的训练方法的学习，可以使训练变得省时省力。本书选择的健身器材有哑铃、壶铃、药球、瑞士球、沙袋及双臂阻力带或绳索训练器。这些器材简单易得、经济实惠，是家庭健身的理想选择。

哑铃一直是一种基础的健身器材，常被用于某个特定肌群或身体部位的训练。如果将其用于多个肌群的训练，不仅可以燃烧更多的热量，还能提高参与工作的肌肉的力量。药球与壶铃首次出现于19世纪末的首家商业健身中心并沿用至今。药球与壶铃易于使用，但是你必须了解正确的使用方法以使其帮助你达到最佳训练效果。只要有一点创造力，瑞士球就能够帮助你在较小的空间内达到提高核心力量的目标，并带来其他健身益处。绳索训练器是健身房的主要健身器材，适用于多种不同的训练，但由于其体积较大，通常只适用于大型健身房；双臂阻力带作为绳索训练器的替代品，更适用于家庭环境。沙袋或沙铃训练则要求身体在沙子移动时保持稳定，这具有一定的挑战性。

为帮助你收获训练效果，本书介绍了3种类型的训练：灵活性训练、核心力量训练和代谢调节训练。其中，灵活性指肌肉在关节活动度（Range of motion，ROM）内产生和控制动作的能力。人们经常忽视灵活性训练，但灵活性训练有利于肌肉的生长及有氧代谢过程，是训练的重要组成部分。在提高协调性、运动技能及整体生活质量方面，灵活性训练功不可没。与力量一样，身体的灵活性也可以通过适当的训练计划得到发展。本书介绍的每种健身器材都可用于提高身体的灵活性，从而改善整体的平衡性、敏捷度及协调能力，这些能力通常会随年龄的增长而逐渐降低。

人们经常会提到有氧运动，其实这种表述并不准确。理论上，人体的呼吸就是一种有氧运动。呼吸时，心脏向肌肉输送含氧的动脉血，同时将缺氧的静脉血泵入肺部，在这里，静脉血通过气体交换变成含氧的动脉血。而运动时，身体会通过不同的代谢途径产生能量，用于促进肌肉收缩。因此，对于相关练习，更准确的表述应该是代谢调节训练。本书介绍的健身器材均可用于代谢调节训练，这种训练可促进排汗并燃烧更多热量，同时还能提高身体将食物转化为能量的能力。

核心力量训练常指使用腹部及身体中部其他肌肉进行的运动，是另一个被误用的术语。本书将依据人体运动学，介绍如何进行有效整合髋关节与肩关节的训练。书中介绍的每种器材都有助于提高控制身体核心肌肉的能力，从而改善体形并增强身体完成动作的能力，让你充分享受自己喜爱的活动带来的乐趣。

本书前2章简述与灵活性、核心力量及代谢调节相关的运动生理学内容。第1章介绍运动如何改变身体。第2章讨论如何制订训练计划以达到预期目标。第3～5章分别介绍改善灵活性、核心力量及代谢调节的训练，每次训练只需要使用一种你喜欢的健身器材。但如果长期只用某种器材或只进行某项训练，身体很可能会适应这些训练。设计一份成功的训练计划，需要科学运用训练方面的知识，这样才能不断给身体施加新的负荷。鉴于此，第6章和第7章介绍制订与调整训练计划的方法，如此，才能在为期1年甚至终身的训练中，使身体不断迎接新的挑战。

从事健身事业20多年，我经常看到人们花费大量精力却达不到预期结果。科学训练比努力训练更重要。本书将帮助你了解身体如何对训练做出反应，以及如何使用一种器材进行省时、有效的训练，从而改善灵活性、增加能量消耗或提高肌肉力量。掌握了这些高效的方法，你就有更多的时间及精力享受生活中的乐趣。

简介

人们都知道定期运动对健康至关重要。的确，你应该多参与体育运动。但对于运动，你具体了解多少？你可能会有许多问题：什么是运动？为什么运动对健康如此重要？运动会对身体产生哪些影响？我们需要进行哪些类型的运动？如何选择运动的类型？怎样才能找到最合适的运动方法？应该多久运动一次？运动应达到怎样的强度？在哪里可以进行这些运动？有必要加入会费昂贵的健身俱乐部或购买价格不菲却不知如何使用的运动器材吗？

作为美国运动协会的发言人，在20多年的健身私教及15年的健身教练培训工作中，经常会有人问我上述问题，其中不乏健身教练、学员及健身杂志的记者、编辑。在信息爆炸的时代，想从复杂的健身内容中筛选出准确、可靠、可循证的训练方法实属不易。营销人员不断推销新的运动方式或噱头，却不解释这些运动会如何改变身体。如果愿意花时间了解为什么运动如此重要，不同类型的运动对身体施加不同刺激的科学依据，以及哪些类型的运动可以改善健康状况并达到预期的特定效果，你就能够让运动成为自己生活中不可或缺的一部分。

令人惊讶的是，每个人都会对运动产生不同的反应。没有哪一位职业私人教练、力量教练或团体健身指导员，可以百分之百地保证某个训练计划会达到怎样的效果。如果有人保证按照他们的训练计划，可以达到某一特定的效果，不要相信，因为保证达到某一特定的效果几乎是不可能的。任何训练计划的效果都因人而异，并与运动的类型及生活习惯有关，比如营养、睡眠和整体压力水平。

关于运动和人体，唯一确定的是定期的运动可以提高健康水平，降低患慢性疾病的风险。缺乏规律运动及久坐不动的生活方式会缩短寿命。衰老是不可避免的，正常的生物衰老过程会影响人体的所有系统。有证据表明，与坚持规律运动的个体相比，久坐个体的身体机能退化加速，过早死亡的风险较高（Candow et al.，2011；Taylor ＆Johnson，2008）。如果想保持健康，延长寿命，或是提高生活质量，拥有“随心所欲”的自由，就要养成规律运动的习惯。

运动与健康

人们每天忙于工作、家庭和生活琐事。过度信息化与自动化的弊端在于限制了身体的活动。有证据表明，缺乏定期的体力活动不利于身体健康，会增加患病风险，而这其中的许多疾病本来是能够通过运动来预防的（Skinner et al.，2015）。《2008年美国国民体力活动指南》指出，“每个人都应该经常参加体力活动，以改善整体健康，并降低患病风险……每周参加体力活动，并坚持数月或数年，可以对健康产生长期的影响。要想获得这些好处，你需要每周定期参加体力活动”（US Department of Health and Human Services，2008）。这份指南强调，作为健康生活的重要部分，规律的运动能延缓衰老，并能预防代价巨大的、潜在的致命疾病。该指南建议，每周至少进行150分钟中等强度运动或75分钟高强度运动，这将非常有益于健康。

许多人都了解运动的益处，并曾尝试养成规律运动的习惯，但由于各种原因而中途放弃，常见的原因之一是这些人根本不喜欢运动，因为运动会使人感到不适或筋疲力尽。要想找到合适的运动方式，既能达到效果，又能使人乐在其中，实属不易。值得庆幸的是，运动不必局限于某一类型，也不必很难，只要保证长期坚持运动，就可以达到一定效果。本书将介绍一些简单的方法，这些方法有助于学习如何享受运动过程，并使其成为日常生活的一部分。

运动基本的健康目的是提高肺部运输氧气（O2）到血液的效率并增强心脏将含氧的动脉血泵送全身的能力。此外，运动还能提高整体活动性，增加能量消耗，从而达到控制体重的目的。如果时间有限，请记住不必一次完成所有的运动。每天运动20～30分钟（可分次进行，每次10分钟），就能够对健康产生积极影响。如果你还没有经常运动的习惯，尝试早中晚分别步行10分钟，迈出改善健康水平与养成运动习惯的第一步。比如，早上乘车之前在附近散散步，工作休息时到楼下逛一逛，回家后在周围走一走。对于提高你的整体健康而言，请记住这句简单的话：运动总比不运动好。

近几年，健身专业人员致力于帮助人们根据自己的需要选择正确的运动，这其中包括私人教练、团体健身指导员及小组训练教练。如果有幸得到优秀健身专业人员的指导，你就会了解他们能带来的益处，包括根据不同需求制订不同的计划。这些专业人员做的第一件事是通过进行一系列的询问，确定你的运动目的及具体目标。具体问题如下。

● 为什么要开始运动？

●目前在做哪种类型的运动？

● 想通过运动计划达到哪些具体效果？

● 通常在哪里运动？

● 什么时候能抽出时间运动？

● 为达到并保持健康状态，如何让运动成为日常生活的一部分？

开始运动前，重要的一点就是要明确目标，并投入与之匹配的时间和精力。设定一个具有挑战性的目标，如减肥或保持身材，以激励自己保持对运动的积极性。如果不能保证足够的运动时间，就要根据实际情况设定目标，合适的目标有助于学会享受运动的过程，而不是为了达到不切合实际的目标强迫自己运动。

没有人愿意忍受身体的不舒适或疼痛。但很多人错误地认为，运动就应达到使身体感到不适的程度。诚然，运动有时需要有一定的挑战性，但不应引起身体的极度不适或疼痛。运动中的疼痛感不仅意味着身体已经存在某些问题，而且会使人们对运动产生负面情绪，从而更愿意享受其他能够带来愉悦感的事情。最佳的运动计划是选择能让你充分享受的运动，这样你才更有可能将运动作为生活的一部分。本书将为你筛选出简单有效的运动类型，并教会你享受运动的乐趣，让你发现运动原来如此简单。这也正是运动的目的所在，即学会快乐运动，并使其成为你主动期望去做的事情。

练习目录

第1部分 健身的科学及其重要性

第1章 运动如何改变你的身体

开始制订训练计划之前，很多人通常会先加入健身俱乐部或去健身房，但是若需确定符合自身需求的最佳训练类型，就可能稍微有些麻烦了。许多常见的训练计划都源于健美，这很容易误导运动人士。健美的重点常是肌肉孤立训练，即一次只运动一个关节或肌肉群。它将身体各个部分的运动看成是独立的、互不相关的。比如坐式膝伸，需要在保持坐姿的状态下，伸直双腿来推动重物。诚然，这个动作可以增强大腿的大肌肉，但是这部分肌肉连同髋部和膝部，本应在双脚站立的时候发挥作用，而不是在坐着的时候。

肌肉孤立训练法能够最大限度地促进单个肌群生长（术语为肌肉肥大），这对健美运动而言是必要的。但如果只是想改善健康水平或保持健康体重，这种训练未必是最有效的方法。健美运动员除了进行一两个身体部位的肌肉孤立训练，每周还要花很多时间进行营养补给，否则很难获得理想的肌肉和线条。普通人按照这种健美运动的方法进行训练通常效率不高，其训练的积极性也会受到打击。

肌肉孤立训练法的缺点

肌肉孤立训练可以使身材变得健美，但不利于提高身体协调性或有效地消耗热量。

运动平面

通常来说，健身训练用到的力量训练器材或自重训练都侧重于单个平面内的运动，如前面提到的坐式膝伸。而在日常活动如步行中，身体需要同时用到多块肌肉，这些肌肉的运动同时发生在多个运动平面中。

均衡性

身体的肌肉就像自行车车轮上的辐条。如果一两根辐条太紧或太松，车轮就会失准甚至损坏。孤立训练给肌肉的特定部分施加负荷，就像将自行车车轮上的一两根辐条上得过紧。如果某些肌肉比其他肌肉使用得多，就可能造成力量失衡。就像车轮失准可能会损坏自行车，这些肌肉由于使用过度，会改变原有的平衡状态，从而导致损伤。为避免这类情况的发生，一旦感觉到身体有任何异样，就要马上停止训练。

热量的消耗

每消耗1升氧气，身体将消耗大约5千卡（1千卡约为4.19千焦，余同）的能量。训练中用到的肌肉组织越多，身体消耗的氧气就越多，燃烧的热量也就越多。在孤立训练中，一次只能训练到一小部分肌肉，因此需要的氧气也是有限的。想要在短时间内消耗大量热量，这并不是明智之举。所以，想要消耗多余的热量来控制体重，孤立训练往往收效甚微。

动作模式

身体天生就是用来运动的。小时候，我们在说话前就学会了翻身、爬行和走路。在我们培养有效沟通的技能之前，我们的身体自然而然地学会了进行复杂的运动，这就是我们神经系统的连接方式。看似简单的行走，本身就具有一套复杂的动作模式。行走需要肌肉和关节相互协调，有效地在3个平面上完成动作。可见，孤立训练法并不符合身体的活动机制。

肌肉的均衡

人体结构包括肌肉、筋膜及其周围的结缔组织和骨骼。当我们站在地面上运动时，人体结构的机械效率是最高的。身体的运动离不开多个系统的共同作用。可见，那些仅涉及单关节或单个肌群的孤立训练并不符合人体生理学。因此，要想提高身体进行日常基本运动的能力，就不能只练习某块肌肉。

运动的现实预期

如果选择不同的训练内容或训练量，并定期地进行运动，就可以产生各种不同的效果。训练的强度是可以连续变化的，可从低强度的运动，如步行（可以改善身体健康状况），向高强度的训练（用来提高运动技能）过渡。正确的运动方式不是唯一的，重要的是要养成坚持运动的习惯。要想达到预期的运动效果，需要结合自身情况确定运动项目，以及能够用于运动项目的时间（对自己要诚实）。

那些能够提高运动技能，或是增强肌肉力量和线条的运动，都是专门设计的。许多传统的训练一次只能练习身体某一部位或肌肉。而在大部分的日常活动中，身体的运动需要用到多个肌群。研究表明，只有在针对某一肌肉或身体部位的训练中，才会只用到某一肌群。例如使用坐姿推胸机时，直线运动路径和单轴旋转的设计，能够将所有的力施加到胸部、肩部和上臂的肌肉中。相比而言，俯卧撑还需要用到某些核心肌群，这些肌群负责稳定脊柱和髋关节。可见，俯卧撑能够同时动用大量肌群，而坐姿推胸机只能训练特定的肌肉。所以和坐姿推胸机相比，俯卧撑可以消耗更多的能量。许多健身器材一次只能运动一块肌肉或肌群。然而，身体的运动离不开许多系统的共同作用，比如肌肉、骨骼、神经和代谢系统。如果训练的时间有限，又想要让这些系统同时参与，不妨选择一种动态的动作模式，比如同时动用大量肌肉群的训练及多向性变速的训练等短时间的训练，这有助于在消耗更多能量的同时，提高运动能力，而且对减重、保持身材、改善健康状态等预期效果而言，至关重要。

运动与身体变化

人体具有一系列的系统。各系统之间相互作用，人们才能正常运动或控制运动。训练就是给予身体刺激。在制订任何训练计划之前，要先考虑清楚，这些训练计划会给身体施加怎样的刺激，施加这些刺激的频率是多少，以及当训练停止时，身体将有何反应。动作是一种技能，可以通过实践来改善和提升，而运动是这些动作的功能性体现。进行那些能够提高运动能力的训练，会让身体的运动变得更加高效和协调，使人心情愉悦。一旦人们在训练中发现乐趣，就会不由自主地提高训练的频率，进而将训练长期坚持下去。

运动是一种生理刺激，可以改变身体的许多方面，比如增加肌肉围度、增加肌肉线条清晰度、减轻体重、提高有氧能力及增强身体协调性。如果身体没有受到生理刺激，就不会发生任何改变。如果只是想通过训练给身体带来一些改变，那么在训练中，程度达到感觉到轻微的不适即可，不要让自己感觉疼痛。如果感到不舒服，则意味着身体与平时相比，正在承受着更大的压力，需要再努力一点才能克服。疼痛则说明身体正经受着严重负荷，甚至有可能受伤。始终保持高强度的训练不是必要的，但为了达到效果，在进行一些强度相对较低，或感觉比较舒适的训练的同时，也要做一些高强度训练。了解在什么时间，如何给身体施加恰当的压力，是至关重要的，这将在接下来的部分中讨论。

要达到预期的训练效果，需要确定合适的训练内容。在介绍这些训练之前，我们先来了解，运动是如何影响身体的不同结构和系统的。这里面包括肌肉、筋膜和弹性结缔组织、骨骼（骨骼系统）、中枢神经系统（Central nervous system，CNS）、心肺系统和能量代谢系统，以及内分泌系统。其中，内分泌系统负责产生化学物质，来影响体内细胞使其发生变化。

肌肉

构成人体的组织可以分为两大类：一类是非脂肪组织，包括肌肉、结缔组织、骨骼结构、内脏器官、皮肤和血液等；另一类是脂肪组织，负责储存多余的能量。对25岁以上的成年人来说，如果没有定期运动，可能每10年会流失10%的肌肉（Taylor ＆Johnson，2008）。运动会改变肌肉的功能和形状，进而改变身材以及提高其执行任务的能力。

肌肉由两类组织组成（图1.1）：收缩成分和非收缩弹性成分。收缩成分负责产生力，非收缩弹性成分用来传递不同肌节间的机械力（Verkoshansky ＆ Siff，2009）。

信息在骨骼肌收缩成分间的传递，是通过机械力实现的。当需要对外部阻力施加张力时，肌肉缩短而受到压力；反之，肌肉在外力作用下被拉长时，肌肉受到拉力（Myers，2014）。提高力量的训练可以借助身体的重量，如俯卧撑；也可以利用外部阻力，如哑铃、药球或壶铃。力量训练对骨骼肌组织施加外力，使其变得更强壮、更有力。力量训练不仅可以增加瘦体重（去脂体重），还可以提高特定肌肉产生力量的能力。这有助于改善体形，燃烧热量，提高心脏泵血能力。

有一个关于锻炼的常见误解：如果停止力量训练，肌肉会变成脂肪。这完全是无稽之谈，因为肌肉和脂肪是两种截然不同的组织。肌肉是一种“用进废退”的组织：如果定期运动，尤其是进行力量训练，可以增大肌肉体积；但是如果缺少抗阻训练，肌肉就会萎缩，这意味着单根肌纤维会变小，这块肌肉的整体尺寸会缩小。有氧运动，如散步、跑步或游泳，有利于提高心脏泵血能力，将血液输送到工作肌。但要想刺激肌肉生长，或改变肌肉的外观，就需要给肌肉施加足够的负荷，因此仅有有氧练习可能是不够的，还需要进行力量训练。在力量训练中，通过借助外部阻力或自身体重，可以增肌或是提高身体运动能力，这才是改善肌肉的最有效方式。

了解力量训练是如何影响肌肉的基本知识后，就可以根据自己的需要选择最有效的训练内容。我们从理论研究中可以了解到力量训练可能给身体带来哪些变化，但实际上，即便是完全相同的训练计划，每个人的训练结果也会略有不同，所以在寻找最适合自己的训练内容和训练器材的过程中不要害怕尝试和犯错，而本书将会帮助你解决这个问题。

刺激肌肉生长

大家可能从流行的健身杂志或其他健身爱好者那里，了解过力量训练损伤肌肉组织的概念。简单来说，力量训练会损伤肌肉，受伤的肌肉会进行自我修复，而修复后的肌肉会变得更强壮，并且在某些情况下会变得更大。这种对于肌肉生长机制的描述，相对准确但不够完整。毫无疑问，力量训练可以增肌，但有效增肌的原理可能有些复杂。力量训练产生两种刺激—机械力和代谢力，每种力都可以为肌肉生长提供必要的刺激（Bubbico ＆ Kravitz，2011）。高强度负荷可以对肌肉施加机械力；而大量重复那些达到瞬间疲劳点的训练，会产生显著的代谢力（Schoenfeld，2016）。

机械力是施加在肌纤维结构上的物理力。力量训练会给肌肉施加机械力，导致肌纤维轻微损伤。肌纤维发出生化反应信号，产生肌卫星细胞，来修复肌肉组织的机械结构（Schoenfeld，2010，2013）。而收缩成分受到的机械力，会引起肌肉内的信号变化，进而产生肌肉肥大（Spangenburg，2009）。所以当施加机械力时，肌肉的组织结构及其行为方式都会发生变化。

可以肯定的是，渐进性提高负荷的力量训练会促进肌肉生长，使肌肉变得更强壮。然而，这些变化究竟是机械力还是代谢力超负荷造成的，还不能完全确定。负荷的大小和达到瞬间疲劳点的练习都会产生力，引发适应性变化。布拉德·舍恩菲尔德（Brad Schoenfeld）博士是一名研究员，专门研究肌肉是如何适应力量训练的。他发现，可以肯定的是，机械力是肌肉生长的主要驱动力。有证据表明，代谢力也可能产生肥大性适应……但问题是，机械力和代谢力是同时发生的，这就很难确定是哪一种力的影响（Schoenfeld，2013）。

肌纤维类型

人体内的肌纤维也有不同的类型，按功能可以分为两类：Ⅰ型肌纤维（慢肌纤维）和Ⅱ型肌纤维（快肌纤维）。了解肌纤维之间的差异及每种肌纤维的功能，有助于理解为什么不同类型的运动可以产生不同的结果。

慢肌纤维也称有氧肌纤维，它们可以通过有氧代谢产生能量，使力量能够保持很长时间。慢肌纤维是稳定肌的主要组成部分，稳定肌负责做出并维持身体姿势。附着在这种肌纤维上的神经末梢，称作Ⅰ型运动单位，负责激活Ⅰ型肌纤维。当肌肉产生力时，中枢神经系统招募Ⅰ型运动单位和Ⅰ型肌纤维。必要时，其他运动单位和肌纤维也会参与进来，以产生足够的力（Zatsiorsky ＆ Kraemer，2006）。

Ⅱ型肌纤维（快肌纤维）又分为Ⅱb型和Ⅱa型。Ⅱb型可以通过无氧代谢产生能量。根据刺激类型和能量需求的不同，Ⅱa型分别具有Ⅰ型或Ⅱb型纤维的特征。Ⅱ型肌纤维统称为相位肌，负责产生运动所需的大量能量。

所有肌纤维都需要运动神经元来激活。运动神经元负责将中枢神经系统，与单个肌纤维连接起来。运动单位由两部分组成，分别是肌纤维和运动神经元。其中，运动神经元附着在肌纤维上。运动单位就像肌肉的开关，和电灯电路一样，打开开关，电路闭合形成回路，灯就会亮起来。中枢神经系统向运动神经元发出适当的指令，运动神经元激活它附着的肌纤维，使肌纤维发生收缩。当身体需要来自特定肌肉或肌群的力量时，中枢神经系统就会向特定的运动神经元发送信号，使这些肌纤维收缩，来完成指定的运动。

肌纤维可分为慢肌纤维和快肌纤维，相应地，运动单位根据所附着的纤维类型分为慢肌纤维运动单位和快肌纤维运动单位。慢肌纤维运动单位的特点是激活阈值低，传导速度慢，收缩力量小，但持续时间长。快肌纤维运动单位与Ⅱ型肌纤维连接，特点为收缩力量大，激活阈值高，神经传导快，更适合力量强度大的运动。只要达到运动神经元的激活阈值，它就会激活所附着的肌纤维，使其收缩（Zatsiorsky ＆Kraemer，2006）。

和慢肌纤维相比，快肌纤维的直径较大，负责增加肌肉围度和肌肉线条清晰度。力量训练不仅可以提高快肌纤维的爆发力，还能够影响快肌纤维的适应性。比如，力量训练可以提高和增加肌蛋白、厌氧酶的质量和数量，从而直接影响肌肉的结构；或是提高肌肉中储存的能量底物，如磷酸酶和糖原的量，增加肌球蛋白和肌动蛋白等收缩蛋白，加厚肌球蛋白重链，从而提高肌肉的爆发力（Haff ＆ Triplett，2016）。

如果健身的目的是提高肌肉力量，或是改善肌肉线条清晰度，那么最好的方法就是激活Ⅱ型运动单位和肌纤维。激活Ⅱ型运动单位的方式有两种：一是增大外部负荷，即募集更多的运动单位以产生更大的力量；二是进行能够让肌肉达到瞬间疲劳点的训练，即使肌肉达到产生力的极限。无论选择哪种方法，要想达到训练效果，训练强度就需要达到更高的Ⅱ型运动单位和肌纤维的阈值，即某个肌肉达到瞬间疲劳点。

有些人会定期参加体力活动，如徒步、跑步、游泳或瑜伽，这些活动都有益于身体健康，但这些活动主要用于锻炼心肺功能和代谢系统功能。要想达到并维持最佳健康水平，力量训练是长期训练计划中必不可少的，因为力量训练可以保持肌肉量和产生力量的能力，从而降低在运动中受伤的风险。

如果不坚持进行力量训练，有可能导致快肌纤维的萎缩，甚至产生肌无力。在力量训练中，一旦强度达到Ⅱ型运动单位和肌纤维激活的阈值，就能帮助你在此后的很长一段时间内保持一定的力量和瘦体重。如果只想改善肌肉线条，不想增大肌肉围度，可以尝试采用轻重量训练。但需注意的是，如果在同样的训练中总是用相同重量的重物做相同的练习，可能不会达到预期的锻炼效果。要想实现训练目标，让身体发生变化，就需要从各方面改变训练，即改变负荷大小、变换训练内容等。因为只有达到瞬间疲劳点的训练，才能起到增加力量、维持肌肉量和改善肌肉线条的作用。

筋膜

运动会影响身体中的所有组织，并不会只影响肌肉，只是肌肉的变化是肉眼可见的、最明显的变化。人体是一个复杂的“网络系统”，由肌肉、筋膜和弹性结缔组织形成一个单一的、一体化的系统，负责维持力的平衡。筋膜是肌肉组织的非收缩性弹性成分，广义上来说，它是一种软纤维结缔组织，交织在人体内的所有细胞和器官之间，我们可以将其看成一个身体器官。研究表明，相比于肌肉的收缩成分，非收缩性结缔组织是感觉器最多的器官，包含很多神经末梢和感受器（Schleip et al.，2012）。筋膜对保持体态、维持身体的正常功能都很重要，所以有必要将筋膜训练纳入运动计划。

机械力传导（Mechanotransduction）用于描述机械力如何引发细胞的化学变化。细胞可以构成人体的各种组织，比如骨骼、肌肉、筋膜和弹性结缔组织等。学术上用张拉整体（Tensegrity）来描述张拉和整体性。它是指通过拉力（拉长）和压力（缩短）的组合来实现的自支撑结构。肌肉通过缩短（压力）和拉长（拉力），使整个肌筋膜系统保持动态平衡（Scarr，2014；Myers，2014；Ingber，2003）。在这个拉长缩短过程中，筋膜和弹性结缔组织的细胞也在不断地新生和重塑，来维持平衡状态。

可以将整个肌筋膜网络看成一个综合的系统，用来保持力的平衡。在这种平衡中，组织的各个部分相互沟通，将力从一个部位传递到另一个部位（Myers，2014；Schultz ＆Feitis，1996）。关于信息在肌筋膜网络中传递的速度，科学家们做了一项研究。结果显示，相比于中枢神经系统发出的信号，机械振动的速度大约要快上3倍。从宏观上来看，力分布在肌肉、筋膜和弹性结缔组织的不同部分；而在微观层面，机械信号转导能够引发化学反应，改变单个细胞的结构和性质（Scarr，2014；Langevin，2006；Vogel ＆Sheetz，2006；Ingber，2003，2004）。所以要想改善筋膜系统，就需要向筋膜和弹性结缔组织施加负荷，比如参加那些多向性运动。

筋膜包裹着所有肌纤维，并将大量肌纤维组织包成束，这就是通常所说的肌肉（图1.2）。肌外膜是一层筋膜，将各种肌束包成一束，在肌肉末端形成肌腱，与收缩成分和骨骼连接起来。力在相邻肌肉间的传递，由肌肉周围的筋膜和结缔组织来完成。在微观尺度上，肌内膜通过形成网状结构，将人体的各个细胞连接起来，从而把负荷分配给各个肌纤维。各个肌纤维组合起来，就构成了肉眼可见的肌肉（Schleip et al.，2012）。结缔组织的作用是将机械力分配到身体的各个部分（Myers，2014；Vogel ＆Sheetz，2006；Ingber，2004）。

人体在进行多向性变速运动时，肌筋膜网能够最有效地发挥作用。而不良的生活习惯，比如久坐，对水合作用有不利的影响，进而影响筋膜和结缔组织的弹性。缺乏多平面的动作，或是缺少适当的水合作用，都可能导致筋膜层相互粘连，从而影响身体在多个方向上的运动能力。在细胞水平上，力的变化可以改变细胞的物理性质和生化功能，进而影响最小到最大单位的肌肉组织结构（Schleip et al.，2012；Vogel ＆Sheetz，2006；Ingber，2004）。

运动时施加的力可以给身体带来变化。这种变化是整体性的，可以产生“1+1＞2”的效果（Ingber，2003）。但如果运动改变了身体原有的平衡，细胞的结构会更容易受外界影响，比如压力、张力、扭力、剪切力等，进而影响身体的整体功能。重复性训练、动作技术不得当或缺乏多向性训练，都会导致慢性应激，从而影响身体的各个方面，甚至改变训练结果。在宏观和微观层面上了解各种不同力的作用，了解这些力会使细胞产生哪些变化，这些变化又是怎样影响身体结构的，将有助于你确定合适的训练类型，这样会有益于满足自身的需求。

通常，人们认为运动总比不运动好。在单一运动平面内的练习，比如许多常见的肌肉孤立训练，主要锻炼肌纤维的收缩成分；而负重多向性运动，则主要锻炼筋膜和弹性结缔组织。可见，在健身中这两类训练都是不可或缺的。线性运动主要锻炼收缩成分，力量训练和多向性运动可以加强每根肌纤维间的筋膜和弹性结缔组织。较大负荷的抗阻训练以及瞬间达到疲劳的训练都可以加强肌肉的收缩成分，而那些负荷较轻的训练或者自重训练，比如多向性训练，可以拉伸肌肉和弹性结缔组织，提高组织的抗拉强度，有助于降低受伤的风险。“如果能够恰当地锻炼筋膜，使其具有最佳的弹性和韧性，那么身体的运动会更有效，而且可以大大降低受伤的风险”（Schleip et al.，2012）。

骨骼系统

运动可以直接影响人体的骨骼，这在传统的训练中却经常被忽视。骨骼系统是人体的支撑系统，它形成一个结构框架来保护其内部的器官。在这个框架中，肌肉、筋膜和弹性结缔组织共同作用，来帮助身体完成各个方向的运动。如果两块骨头相互靠近但不接触，那么它们的相交部位就称为关节。如果关节腔充满滑液，那么这类关节称为滑膜关节。所有关节都具备以下功能：在关节结构的活动度内帮助身体完成各种运动，保持灵活性，或限制某些运动来保持稳定性。可移动关节可以产生运动，而不可移动关节可以支撑结构，它们相互整合协调，以使身体进行有效的运动。

除了骨骼之外，骨骼系统还包括骨骼末端的关节软骨、形成关节囊的结缔组织、纤维膜（如膝部的半月板）和密封在关节囊内的滑液。在关节运动时，这些结构可以避免两块骨头相互摩擦。某些关节是可动的，如髋关节（球窝关节），而有的关节是不动的，如颅骨缝线。骨骼也可以看作一种结缔组织，能够为筋膜和肌腱提供附着点。和身体中的其他组织一样，当遭受外力时，骨骼也会生长或重塑（Neumann，2010）。所以，力量训练可以提高骨密度、使骨骼更强壮，同时也有助于避免关节损伤，如骨折或骨裂。

骨骼的结构和位置有助于消除内力和外力。根据沃尔夫（Wolff）定律，负载产生结构变化。也就是说，不论是久坐不动还是坚持运动，骨骼系统都会适应这些外力。机械信号转导也适用于骨骼结构。不正确的姿势会改变某些关节结构，比如脊柱椎间关节、大腿和骨盆间的髋关节。如果持续给身体施加外力，可以改变骨骼的位置，同样也会改变关节的结构，最终影响关节的活动和功能（Neumann，2010）。

关节周围的肌肉、筋膜和弹性结缔组织，可以在关节运动时控制关节的位置，以保持必要的稳定性，或是使关节在关节活动度内运动。关节最佳的灵活性允许关节在全幅度活动度内无障碍地运动，并且控制不断变化的旋转轴。定期运动和体力活动可以保持滑液的充足以及结缔组织的弹性，为今后长期的生活和运动提供功能保障。与肌肉、筋膜和弹性结缔组织一样，骨骼系统和运动效率的关系为“用进废退”。比如缺乏多向性运动，长期姿势不良或久坐不动，都会改变骨骼的位置，甚至可能导致关节退化，增加损伤的危险。

韧带将骨骼连接起来为关节提供结构支撑，使运动过程变得柔和。但与肌肉和肌腱不同，韧带不具有弹性，也就是说韧带不适合用来拉伸。不正确的姿势或不合理的运动技术，会导致肌肉张力和压力的不平衡，这会改变关节的位置和结构，甚至影响关节的灵活性或稳定性。肌力失衡和错误的关节运动的关系就像是鸡和蛋之间的关系，二者都可能导致受伤。长期进行重复性运动或缺乏运动，会改变肌肉、筋膜和弹性结缔组织的长度与张力关系，从而限制关节的正常活动。同样，久坐不动或姿势不良，也会改变关节结构，从而改变关节周围肌肉的长度和张力的关系。至于是姿势不良导致肌肉缩短，还是肌肉缩短造成姿势不良，目前还没有定论。但无论是姿势不良，还是肌肉缩短，都会增加在运动中受伤的风险。因为一旦关节的结构和活动度发生改变，那些关节周围的肌肉、筋膜和弹性结缔组织的功能也会受到影响。

灵活性最高的3个身体部分：足和踝复合体（实际上包含许多关节，但为了讨论方便，将它们看作一个整体）、髋部、胸椎椎间段（同样包含许多独立的关节，作为一个整体发挥作用）。组成这3个部分的关节，使身体在3个运动平面中运动，这对于人体步态周期至关重要，并能够使其达到最佳的运动效率。如果其中任何一个关节灵活性不足，哪怕只是在某个动作平面上灵活性不足，都可能影响整个身体的结构和功能。如果一个关节丧失灵活性，那么与它相邻的关节也会受到影响，它们的功能也会发生很大的改变。

机械力能够影响身体的所有组织，尤其是肌肉、筋膜、弹性结缔组织以及骨骼，甚至改变它们的结构和功能。定期改变训练内容，或使用不同类型的运动器材，可以增加施加在身体上的机械力的多样性。这对于保持最佳健康状态至关重要。

中枢神经系统

理解了运动如何影响人体的各种结构，现在来看看身体的各个系统在工作中是如何协调起来的。中枢神经系统的感受器发出信号，肌肉接收信号，进行缩短、拉长或控制力量来对外力进行响应。关节周围的肌肉共同作用，形成人体的运动。当关节一侧的肌肉缩短，另一侧的肌肉拉长时，肢体就可以在该关节的活动度内运动了。想想在日常活动中，比如用钥匙锁门，或者从一个房间走到另一个房间，完成这些动作需要动用多少肌群、多少关节？当进行这个动作时，你是告诉你的大脑需要激活哪些肌肉，还是直接告诉大脑需要进行的动作的活动度或动作模式？

运动时，中枢神经系统无法直接判断该练习涉及哪些肌肉。它只能识别特定的动作模式，然后激活这一模式所需要动用的肌群，并使它们协调起来，完成指定的动作。日常生活中，许多动作都是由这些下意识的反射行为来完成的。基于这些动作模式训练的好处之一，是可以发展和完善运动中枢神经系统与肌肉系统的关联性。一旦这些动作成为下意识的反射行为，就可以在做这些动作的同时，专注于其他事情。

中枢神经系统可以感知周围环境的变化，然后选择合适的肌群产生适当的力量来完成运动，这叫作本体感觉（Proprioception）。中枢神经系统、肌肉系统和骨骼系统彼此独立，但又相互依存，从此产生有效的运动。韧带、关节囊、肌肉和结缔组织中的感受器，通常是神经末梢，它们能够提供关节的位置，及其在关节活动度中的动作速度。此外，那些在肌肉和筋膜内的感觉神经，可以检测运动中是否需要拉力或压力。最佳的运动效率是，中枢神经系统接收传入信号后，激活主动肌收缩，拮抗肌拉长，避免在关节活动度内限制关节运动。

感觉信息通过脊髓传递到大脑，大脑会选择最有效的输出信号来产生运动并在整个关节活动度内控制关节运动（图1.3）。例如，行走在坚硬的沥青马路上，和行走在疏松的沙子上，感觉是不同的。这是因为中枢神经系统可以检测到沙子是不稳定的，需要激活更多的肌肉来帮助身体保持稳定。所以走在沙子上要累得多。总而言之，没有中枢神经系统发出合适的信号，肌肉就不能正常工作。所以，要想实现预期的训练目标，加载正确的信息类型到中枢神经系统是至关重要的。

中枢神经系统在控制和改善运动中的作用

想想每天的活动，什么时候需要保持平衡？什么时候需要快速移动来改变方向？如果你需要捡起地上的东西，或者为了取架子顶层的物品而需要单腿平衡，平衡应该是训练计划中的重要内容。如果需要面对一群精力充沛、做出的动作经常出人意料的孩子，或者生活在繁华都市，每日穿梭于拥挤的地铁站和人行道，进行那些能够增强身体的运动能力、动态平衡和灵活性的训练，有助于提高身体在快速变向时保持稳定的能力。

许多人常常忽视身体协调、动态平衡的训练。提高这些技能并不容易，所以许多人都不进行这些训练。然而，如果制订恰当的训练计划，几乎可以立即提高这些技能。

协调性包括动态平衡和灵活性。动态平衡指在运动过程中，保持身体重心的能力，是核心区的重要作用，在持续运动过程中为你的腿和脚提供支撑；灵活性是在稳定身体重心的同时，能够进行快速制动、变向或再加速的能力。提高协调性，如动态平衡和灵活性，有助于将正确的感觉信息传递到中枢神经系统。这些复杂的运动信息和机械力共同作用，能够促进肌肉生长，并改善肌肉的适应性。这就是那些基于多向性移动的训练如此重要的原因。

要达到训练的目标，离不开所有系统的协同工作。中枢神经系统感知周围环境的变化并为肌肉选择合适的运动反应，这些肌肉会带动骨骼运动，完成相应的动作。无论是在运动中还是日常生活中，灵活性、动态平衡和力量等，这些身体能力都不是相互独立的，而是通过彼此依赖、协同合作来保证身体在运动中能高效运转并且最大限度地发挥运动技能。

中枢神经系统与力量增加

力量又称肌力输出，与运动时产生力所用到的肌纤维数量有关。肌肉内协调是指中枢神经系统募集或激活特定肌纤维的效率，取决于以下3个独立的因素。

1.肌纤维募集：在拉长阶段，刺激纺锤体以激活特定肌肉的运动单位。

2.同步：同时激活更多运动单位以增加力量。

3.频率编码：中枢神经系统激活运动单位的速度。运动单位募集得越快，肌肉力量越大，肌肉产生力量的速度越快。

肌肉内协调是指在运动中为提高肌力输出而同时激活大量肌肉的能力。中枢神经系统负责改善肌内和肌间的协调，从而在运动中提高力的产生速率或总的力输出率。共同收缩是指同时激活关节两侧的肌肉，通常为原动肌和拮抗肌。提高肌肉的神经效率，可以使拮抗肌在原动肌收缩时，能够更快地放松，从而提高力的产生速率和运动速率（Verkoshansky ＆ Siff，2009）。

如果肌肉处于恒定收缩状态，就不能有效地收缩产生力量，此外也不能继续拉长进行运动。当肌肉、筋膜和弹性结缔组织持续受力，组织层间的胶原纤维就可能发生结合，从而产生刚性，阻碍关节的活动。中枢神经系统对身体的运动发挥着重要作用。感觉神经能够感受到外力以及身体各部分位置的变化。神经系统具有位于肌肉收缩成分、筋膜和关节囊的机械感受器中的感受器，可以监测骨骼的运动。肌肉中的每根感觉神经，对应着筋膜和弹性结缔组织中多达10根的感觉神经（Schleip et al.，2012）。为产生有效的运动，需要神经系统发出信号。而筋膜中的高级感觉神经末梢，可以很大程度地影响这些信号。因此，训练计划需遵循运动的复杂性和渐进性，以使中枢神经系统能够在恰当的时机控制肌肉和筋膜的压力及张力。

心肺系统

心肺系统由心脏、肺和血管组成。其中，血管又包含动脉、静脉和毛细血管。氧气通过肺部进入体内，心脏将缺氧的静脉血泵入肺部，肺将氧气扩散到静脉血，之后这部分血液进入心脏和身体其他部位。当运动强度增加时，呼吸频率会增加，肺部需要更快地将更多的氧气扩散到体内，并排出更多的二氧化碳（CO2）。相应地，心脏也会跳得更快，使血液在体内快速流动。我们从转速表中可以了解汽车发动机每分钟的转数，汽车速度越快，转速越高，发动机的负荷越大。同样地，训练强度越大，肌肉所需的氧气就越多，肺部排出二氧化碳的速度就越快。而二氧化碳排出得越快，心脏跳得也越快。因此，心率可以用来反映运动强度。

心肺运动，常被称为有氧运动，指那些能够长时间提高心率的活动。然而，这样描述可能有些不妥。比如在阅读时，人们会保持呼吸，氧气进入体内产生能量，使得人们在阅读时保持清醒，这就是在进行有氧运动。身体的新陈代谢不仅可以产生能量以满足运动的需要，还能够维持各种系统的功能，比如心肺、消化、循环、内分泌和肌肉系统。进行体育运动时，需要用到两种能量供能：化学能和机械能。三磷酸腺苷（Adenosine triphosphate，ATP）是一种可提供化学能的物质，由营养底物产生，比如脂肪、碳水化合物，并且在某些极端情况下蛋白质也可以用来提供肌肉收缩所需的能量。筋膜和弹性结缔组织快速伸长时，可以储存机械能，在肌肉缩短时，可以释放机械能。对那些能够提高心率，或是提高产能效率的运动，用代谢调节来描述，会更加准确。

稳态训练和间歇性训练都会增加身体对化学能的需要。其中，稳态训练指长时间保持相同的训练强度的训练，间歇性训练指交替进行高、低强度的训练。训练会提高人体对ATP的需求。获得三磷酸腺苷的方式有3种：（1）脂解，即在长时间的中低强度的运动中，脂肪酸在有氧条件下分解，为身体提供能量；（2）糖酵解，即在有氧或无氧条件下，将糖原代谢成三磷酸腺苷；（3）直接使用储存在肌肉细胞中的三磷酸腺苷。具体通过哪种方式产生三磷酸腺苷，由训练强度、训练时间及所需的氧气量决定。

代谢调节训练是常用来描述高强度训练的术语。然而，身体能够将营养底物代谢成三磷酸腺苷，为肌肉活动提供所需的能量，可见所有的运动都是代谢调节的一种形式。高强度的运动需要更多的氧气和三磷酸腺苷。因此，代谢调节最好的训练方法是进行高能耗的运动。那些高能耗的运动可以动用更多的肌肉，需要更多的氧气，从而消耗更多的能量，进而能够提高代谢调节。

人们在休息或进行低强度的运动时，Ⅰ型肌纤维通过脂肪酸的有氧代谢产生ATP。当训练强度增加时，Ⅱ型肌纤维会消耗储存的ATP或是将糖原转化为ATP。糖原是肌肉细胞中储存的碳水化合物。有氧糖酵解和无氧糖酵解分别指糖原在有氧和无氧条件下生成ATP。

可见，在休息或低强度运动时，三磷酸腺苷是通过有氧代谢提供的。在高强度运动时，磷酸原系统和糖酵解系统能够迅速产生ATP，经肌肉组织和循环系统快速传递至肌肉组织，以满足运动中对能量的需求（图1.4）。不管是抗阻训练还是心血管调节，高强度训练的结果之一就是增加代谢压力，从而改变供能系统。

要使脂肪酸转化为ATP，需要消耗氧气，并且所需时间较长。因此对高强度的运动来说，利用脂肪酸供能并不高效。碳水化合物可在肝脏中转化为糖原，当肌肉急需能量时，Ⅱ型肌纤维里面的糖原能够在有氧或无氧的条件下转化为三磷酸腺苷来提供能量。运动的强度和时间，决定了哪些营养底物参与转化成ATP，以及是否需要氧气参与。在长时间持续进行高强度训练，又缺乏足够的糖原时，身体会在糖原异生过程中，将氨基酸转化为三磷酸腺苷。其中，氨基酸是蛋白质的组成部分。

许多人倾向于高强度的训练，因为高强度训练能够达到可观的效果。高强度训练使身体的负荷较大，而且需要大量的能量，会对肌细胞产生ATP的机制和肌纤维结构造成影响。这些代谢和负荷压力可以促进肌肉生长，但长时间或频繁地进行高强度训练，可能导致细胞结构受损，这会让你得不偿失（Kenney et al.，2015）。

在中低强度训练中，因为身体不需要大量的氧气，呼吸的频率也不会很快，并不会影响人们进行正常交流。随着训练强度的增加，身体需要更多的氧气，呼吸的频率也会加快，从而会让正常的交流变得越来越困难。在低强度训练中，身体不需要大量的能量或者不需要较快的能量供应。所以，你的呼吸频率保持相对稳定，可以正常进行交流。在训练中，如果你能很舒适地与他人交流，那么说明这时候的训练强度低于第一通气阈值（The fi rst ventilatory threshold，VT1）。在VT1强度下，身体以脂肪代谢为主的供能方式将转化为以分解细胞中糖原生成ATP为主的供能方式。

当训练强度高于VT1，身体主要通过以糖原形式储存在肌肉中的碳水化合物代谢产生能量。碳水化合物代谢的副产物是二氧化碳，为排出这些二氧化碳，人们就需要加快呼吸频率，这就是在高强度训练中呼吸频率会增加的原因之一。呼吸频率增加的另一个原因是频率加快可以获得更多的氧气，以帮助身体产生能量。所以，某种程度上可通过是否能够正常交谈来判断训练中使用的是有氧方式还是无氧方式供能。有些训练的特点是以低于VT1的强度进行稳态训练，而另一些训练则采用间歇性训练模式，即训练强度在练习期间高于VT1，在休息间歇时低于VT1。随着健康状况的改善，可以试着延长有氧稳态训练时间。当进行间歇性训练时，可以加大运动强度使呼吸频率加快，或者延长强度高于VT1的训练的时间，减少间歇的时间，这时候呼吸会比较困难。

进行一段时间高强度训练后，人体储备的ATP已经用尽了，这时，需要适当休息或进行低强度训练，以便清除堆积的氢离子，并生成ATP。间歇性训练背后的科学原理是，在休息或低强度训练期间，身体通过有氧代谢生成ATP。身体在运动中和运动后消耗的氧气越多，燃烧的热量就越多。

高强度训练结束后，呼吸频率仍然很快，因为身体恢复时需要额外的氧气。在运动后的恢复过程中，氧气有助于实现一些生理功能，包括产生新的ATP，在训练中将乳酸（能量代谢的副产物）转化为糖原，恢复静脉血、骨骼肌血和肌红蛋白中的氧含量，修复肌肉蛋白质和其他在训练中受损的组织，将体温恢复到静息水平等。这一过程通常称为运动后过量氧耗（Excess postexercise oxygen consumption，EPOC），又称氧债（Oxygen debt）。EPOC效应的大小由训练强度决定，与训练持续的时间无关。

内分泌系统

中枢神经系统之所以能够控制肌肉的活动，是通过电脉冲来实现的。激素是一种化学物质，这种化学物质能够控制细胞的许多功能，比如影响肌肉、筋膜和弹性结缔组织的结构。运动能够使身体产生变化，内分泌系统能够根据这些变化促进激素的产生，从而调节身体，使之适应这些变化。激素与细胞中特定的受体部位协同工作，通过不同的方式来影响细胞功能。激素还控制着身体的许多生化反应，比如能量代谢、组织生长、水合程度、肌蛋白的合成和分解、生殖过程和情绪变化。激素既能负责促进新肌肉生长，又能帮助脂肪代谢产生能量。在运动时，人们常常忽视内分泌系统的作用，其实在每次运动中，内分泌系统都会对身体产生特定的影响。因此，有必要了解在运动中身体会释放哪些激素，以及这些激素会对生理功能产生怎样的影响。

激素的生成与训练内容、强度以及运动后恢复的程度有关。激素既可以产生合成代谢反应来构建新的组织（如肌肉和筋膜），又可以产生分解代谢反应来将脂肪、碳水化合物（有时候也包括蛋白质）分解生成能量。合成代谢激素负责合成蛋白质，用于肌肉的生长；分解代谢激素有助于消耗能量，从而有助于减重。

激素有三大类：类固醇、肽类和胺类。胺类其实是一种经过修饰的氨基酸类激素。每一类激素都有其独特的化学结构，这些结构决定了激素如何与特异受体相互作用：类固醇激素与细胞核中的受体结合并相互作用；肽类激素由氨基酸组成，与细胞膜上的特异受体结合并相互作用；胺类含有氮元素，能影响交感神经系统。在运动过程中，交感神经系统的功能之一是启动产生能量的过程。

多肽激素由氨基酸脱水缩合而成，能够与血液中或细胞膜上的受体结合，比如胰岛素和人生长激素（Human growth hormone，HGH）。所有的类固醇激素都是脂溶性的，可以通过被动扩散穿过肌纤维的肌膜。类固醇激素由肾上腺皮质和性腺产生，其前体物质是胆固醇。类固醇激素包括男性性激素睾酮（Testosterone，T）及女性性激素雌激素。

高强度训练会对肌肉组织造成机械损伤并产生代谢压力，如酸中毒。这会促进合成代谢激素的释放。合成代谢激素用来修复和生成新的肌蛋白，或产生胶原蛋白，用于筋膜和弹性结缔组织。人生长激素、胰岛素样生长因子（Insulin-like growth factor，IGF-1）和睾酮，有助于修复受损的肌蛋白，从而增加肌肉的大小和力量。所以如果想要增肌，高强度训练再合适不过。人生长激素有助于脂肪的代谢，也有助于新肌肉组织的生长，这就意味着体重可能不会减掉太多。但是身体成分会发生变化，即肌肉比重增加，脂肪比重减小。因此，不能只通过体重来衡量运动效果。

和人生长激素一样，睾酮也是刺激肌蛋白合成的重要激素，它通过刺激肌蛋白的合成增加肌肉量。力量训练，尤其是超负荷的力量训练，会促使睾酮含量升高。这是一种应激性反应，说明新陈代谢和身体的压力过大。瘦体重增加能够提高基础代谢率，也就是在静息时，提高热量的消耗量。每千克肌肉每天需消耗11～15千卡能量来维持其正常功能。所以每增加1千克肌肉每天就可以多消耗11～15千卡能量。人们行走1千米大约消耗60千卡能量，所以增加1千克肌肉，在一周内多消耗的能量，相当于步行近4千米。

其他激素，比如肾上腺素及去甲肾上腺素的儿茶酚胺，能够促进脂肪和碳水化合物的分解代谢，产生ATP，并将其用于肌肉收缩。肾上腺产生的肾上腺素通过激活运动单位影响神经系统的兴奋性。人生长激素、IGF-1用于修复损伤的组织，如果它们的释放量增加，会导致乳酸的堆积。运动引起IGF-1的增加，也与脑源性神经营养因子（Brain-derived neurotrophic factor，BDNF）的升高有关。脑源性神经营养因子是一种神经递质，能够在大脑中建立新神经元，或改善认知功能。

激素能够影响人体各种各样的生理功能。本节中列出的激素都直接受到体力活动的影响，特别是受到运动的影响。因此，它们对身体适应运动的需求发挥着重要作用。现在，许多专业的健身人士意识到，训练的结果很大程度上取决于神经和肌肉系统。实际上，激素能够影响身体的许多活动。所以，如果被问到什么因素会影响身体对训练的反应，恰当的回答是“所有激素”（Haff ＆ Triplett，2016；Kenney et al.，2015）。

胰岛素

胰岛素是一种由胰腺产生的肽类激素，能够调节碳水化合物和脂肪代谢。当血糖升高时，胰岛素被释放出来，促进糖原和葡萄糖的储存和吸收。胰岛素通过促进吸收血液、骨骼肌或脂肪组织中的糖原降低血糖。在体力活动中，我们需要知道胰岛素可以将脂肪储存在脂肪组织中，而不是用于给肌肉活动提供能量。运动开始时，交感神经系统（Sympathetic nervous system，SNS）能抑制胰岛素的释放。因此在运动前，要避免摄取高糖食物，包括运动饮料，因为这些食物可以提高胰岛素水平，促进储存糖原，而不是分解糖原给身体提供能量。可以等到身体开始出汗后，再喝一些运动饮料或能量凝胶。

胰高血糖素

人体在血糖水平较低时，会释放胰高血糖素。胰高血糖素由胰腺产生，用于刺激脂肪组织释放游离脂肪酸（Free fatty acid，FFA），同时升高血糖，这两者对在运动过程中提供能量都是重要的。当糖原被耗尽时，胰高血糖素能够释放储存在肝脏中的糖原。

皮质醇

皮质醇是一种分解代谢类固醇激素，由肾上腺产生应对负荷、低血糖和运动的皮质醇可以促进甘油三酯和蛋白质的分解，以此产生葡萄糖，从而满足长时间运动所需的能量。当身体负荷过大，或没有从之前的运动中完全恢复时，皮质醇就会被释放出来。虽然皮质醇有助于促进脂肪代谢，但如果运动时间过长，会导致皮质醇分解肌蛋白来产生能量，而这部分肌蛋白就不能用于修复受损的组织了。

肾上腺素和去甲肾上腺素

在运动时，这些胺类激素能够帮助交感神经系统产生能量，或调节心肺功能。肾上腺素和去甲肾上腺素在化学结构上都属于儿茶酚胺，它们是独立但相关的激素。肾上腺素由肾上腺产生，所以称为肾上腺素。肾上腺素能提高心输出量，升高血糖，促进糖原分解产生能量，并帮助脂肪代谢。去甲肾上腺素与肾上腺素的功能相似，除此之外，当某些身体部位没有参与运动时，去甲肾上腺素还能收缩这些部位的血管。

睾酮

睾酮是一种类固醇激素，主要由雄性睾丸间质细胞和雌性卵巢产生，少量由肾上腺产生。睾酮负责肌蛋白的再合成，修复运动中受损的肌蛋白，并能促进骨骼肌的生长。当肌蛋白在运动中受损时，睾酮会与特异受体结合来修复损伤。

人生长激素

人生长激素（HGH）是一种合成代谢类肽激素，由垂体前叶分泌，能够刺激细胞。和其他激素一样，HGH 与特异性受体结合，并可促进人体许多反应的发生，比如促进肌蛋白的合成，增加骨矿化，增强免疫系统功能，促进脂肪分解（脂肪代谢）。人体在睡眠的快速眼动（Rapid eye movement，REM）睡眠周期中产生 HGH。在高强度的运动中，如大负荷力量训练、爆发力训练或心肺运动，当血乳酸达到阈值（Onset of blood lactate occumulation，OBLA，第二通气阈值）时，能够促进HGH的产生。

胰岛素样生长因子

胰岛素样生长因子（IGF-1），通常称为机械生长因子，是由肝脏产生的一种重要的肽类激素，与HGH的产生机制相似。IGF-1的分子结构与胰岛素相似，能够帮助HGH 修复受损蛋白质，从而促进肌肉的生长。

脑源性神经营养因子

人们常常认为抗阻训练是相对简单的练习，并且认为举重运动员经常面对的是死板的练习。但抗阻训练会启动一系列化学、神经和结构反应来促进肌肉生长，增强其认知功能。脑源性神经营养因子（BDNF）是一种神经递质，有助于刺激大脑新细胞的产生。BDNF 的产生与人类HGH和IGF-1的分泌密切相关。运动可以产生代谢或机械超负荷，从而提高HGH和IGF-1的水平，这会促进BDNF的释放。高强度的运动可以刺激合成代谢激素的产生，从而促进肌肉生长，同时也能提高BDNF的水平。

运动会造成激素短期或长期的变化。了解运动如何影响激素分泌，激素又是如何影响生理功能的，有助于制订有效的训练计划来实现目标。在运动后立即出现的急性期，身体会产生T、HGH和IGF-1来修复损伤的组织。长期来看，如果受体位点和结合蛋白增加，会使得细胞对T、HGH 和 IGF-1的利用更加有效，从而更好地促进组织修复和肌肉生长。训练到瞬间疲劳点会对机体产生较高的机械和代谢超负荷，从而损伤肌肉蛋白，引起T、HGH 和 IGF-1分泌以修复损伤，促进肌肉生长。分解代谢激素与合成代谢激素的浓度可用于评估过度训练和疲劳程度（Kraemer ＆ Ratamess，2005）。在间歇期和恢复期，皮质醇（分解代谢激素）会堆积，有可能对恢复过程造成不良影响。这些激素的浓度与每个训练阶段的强度及训练持续时间有关。研究表明，如果进行短时间的高强度训练，同时缩短间歇时间，可以增加合成代谢激素的分泌，促进肌肉生长（Schoenfeld，2016；Kraemer ＆ Ratamess，2005）。

小结

适当的运动不仅可以排汗，还可以改变身体的功能和结构。灵活性训练可以提高运动效率，提高筋膜和弹性结缔组织的韧性，降低受伤风险。

力量训练和代谢调节训练除了可以塑形外，还可以提高身体将食物转化为能量的能力，改变激素水平，增加肌肉力量输出。这些可以显著影响人们参加娱乐活动或完成日常活动的能力。许多因素，如性别、年龄、抗阻训练经验、遗传、睡眠、营养、水合状态以及情绪和身体应激等，都会影响生理系统对各种训练的反应，从而影响运动的结果。比如，工作压力过大或睡眠不足可能会削弱肌肉的生长能力。

运动就是动作的整合，而动作模式是一项技能，需要通过实践练习来掌握和提升。虽然尝试变化训练，可以使运动变得更有趣，但如果能将同一训练持续进行6～8周，不仅可以提高身体的协调性、运动能力，还能促进肌肉的生长。有效的动作需要身体各个系统的协调，那些能够同时动用许多肌群的动作模式，能够加大代谢的负荷，帮助燃烧更多的热量，从而有助于保持健康的体重。

为了更好地完成动态的、多向性的动作模式，需要中枢神经系统控制身体的各个部分，使其协调合作形成一个整体。相比于传统的孤立训练，使用同一器械使人体在不同的方向上运动就会让运动变得更有创意、更吸引人、更有效并且更有趣。多关节训练，如深蹲哑铃推肩、药球提拉举或壶铃甩摆，都需要用到大量的肌肉组织。这些运动能提高心脏泵血能力，从而有助于保持肌肉活力，或提高健康水平。