「究竟有沒有 "爆發力"、"肌耐力" 的區別,還是只有力氣大or小之分?」
答案是:爆發力、肌耐力確實存在不同,因為肌肉有兩種。
兩種肌肉最大的差別,在於它們的粒線體數目,所以我們要先來介紹一下粒線體。
我們在生物課、理化課裡看過「呼吸作用」的作學式,是 葡萄糖+O2 變成 CO2+H2O 釋出能量。
然後,就好像嬰兒不會吃大餐,需要長輩幫他打成泥一樣,對於蛋白質而言,直接使用葡萄糖取得能量太過困難;所以粒線體的功能,就是把葡萄糖的化學能「打成泥」,變成更小量的能量,裝在 「ADP+GTP」這隻空湯匙裡。
「ADP+GTP」是低能量狀態的、是「空」的湯匙,當它吸收能量之後,就會變成「ATP + GDP」這種「裝了菜飯泥」的高能量狀態。
當神經傳達出「要動」的訊號時,肌肉纖維的膜會釋放鈣離子、觸發肌動蛋白去動作;在肌動蛋白打算移位的時候,會把他週邊的「ATP + GDP」抓來反應,吃掉能量、讓它變回空湯匙,並讓自己有力氣拖動肌凝蛋白,也就是讓肌肉收縮。
所以肌動蛋白要一直出力,就要一直吃ATP上面的能量,那就要由粒線體不斷地「把湯匙填滿」。
馬拉松選手肌肉不大,但可以跑很久,所謂的「肌耐力」第一個有關連的,就是他肌肉裡「粒線體的含量」 -- 後勤支援很完備。
但是,粒線體供應能量其實不夠迅速;面對突如其來的施力需求,身體需要更快地反應。
如果要在短時間裡大量出力,那這條肌肉就必需要大量的蛋白絲,而且要能快速地取得能量。這個時候,肌動蛋白就要改吃另一種能量來源「無氧醣解」。
它是利用酵素,直接分解掉細胞裡的葡萄糖,來取得能量 -- 快,但是每一單位的葡萄糖只有一部份的能量會釋出、其他的就浪費掉了。
這個反應不需要氧氣,而且會產生知名的「乳酸」。
不過要說一下,過去的人以為「肌肉會痠」是因為「乳酸太多」,其實並不是;肌肉會痠痛,是因為上述「無氧醣解」的過程中會產生「氫離子 H+」,氫離子遊離到神經時,觸發了痠痛的訊號。
氫離子一多,就會和別的成份結合成乳酸;所以「製造乳酸」其實會減少氫離子、會降低疼痛感。但細胞裡沒辦法存放太多乳酸,乳酸的濃度一高,就不再生成了,那麼氫離子沒處去、就會開始刺激神經。
這也就是為什麼,以前的人會發現「乳酸堆積 = 痠痛」;其實不是乳酸造成的。
兩種不同的能源供應,對應著兩種不同的出力需求;所以我們體內的肌肉細胞,實際上也會分化成兩種。
一種是「粗 (蛋白絲多)」、粒線體少、肌紅素 (傳遞氧氣) 少,但平時沒在動,只有在需要瞬間大力,或運動一陣子之後,才會被運動神經call上場。
另一種較細、粒線體多、肌紅素多,能源的使用效率高,所以平時的運動都是靠它們。
上面那種,因為肌紅素少,所以較白,被稱為「白肌」或「快縮肌」,也就是「爆發力」的來源;下面這種,則叫作「紅肌」或「慢縮肌」,也就是「肌耐力」的來源。
一條肌肉束如果切開來,仔細看會有白有紅,兩種都有 -- 實際上有三種,不過在這裡只簡單分為兩種。
===
透過鍛練,除了會讓肌細胞長管裡塞進更多的蛋白絲,還會讓它增加粒線體的數目。
當你持續運動個幾天,粒線體數目增加後,就會發現「原本跑30分鐘會累,現在不會了」;但因為粒線體的壽命只有兩週,所以你如果兩週不運動,就又會發現「變差了,跑不動了」。
專業運動員,因為長時間的訓練,據說會改變肌肉束內部「快、慢肌的比例」;所以平常用同樣強度運動的人,突然高負荷地出力,也可能會很快就痠痛,然後被旁人笑「啊你平常不是有在運動……」。
這樣,有更瞭解你的肌肉了嗎?
(圖片取自pixabay;文章授權自 黃柏翰「有熊老師陪你教數學」粉絲專頁)