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《明年更年轻:欧美精英人士逆转生理时钟的关键法则》第11章 力量训练的生物学原理 (哈里篇)

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有氧锻炼主要涉及肌肉的忍耐能力。力量训练主要涉及肌肉提供力量的能力。令人吃惊的是,作为实际力量,它与一种特殊的神经协调形式有关。这一点很重要。力量训练可以导致肌肉生长,这很重要,但它的背后隐藏着能够改变你的物质生活的协调能力的增长。这不是手眼协调,而是细小的肌肉通过连接大脑和身体的精密神经网络进行的协调。

通常,我们没有意识到当我们变老时神经的衰退,但它是我们关节磨损、肌肉松弛以及身体警觉性和力量开始衰退的主要原因。而且,它可以通过力量训练得到逆转。

我可以通过例子更好地说明这一原理,所以,让我们看看当你迈步走上一级台阶时发生了什么。这听上去可能很简单,但在我进入医学院的第一年,我听过一堂两个小时的讲座,讲座的内容是吞下一口食物所需要的神经协调。

简单的一步

考虑你的膝盖在简单的行走中发挥了多少作用:你的每一步都会让膝盖承受一定的弯曲和震动。现在,想象你站在一段台阶的底部,然后以缓慢的动作爬上台阶,每次两级。注意每上一级台阶最开始时大腿和小腿肚子的用力收缩,这种收缩的第一个结果是在你实际移动之前将你的膝关节拉成一种非常紧张的状态。

你可能认为这只是同时拉紧所有肌肉的结果。这是一个因素,但还有一个同样重要的因素,那就是每一块肌肉恰好收缩到正确的程度,使你的关节达到完美的状态,能够去做你所需要做的“机械任务”。技工会把汽车上的风扇皮带拉到指定的拉伸状态,然后将其固定住。你的身体远比汽车复杂,你每迈一步都可以将“风扇皮带”调整到具有最大的效率和安全性的位置上。每次迈步之前,每个关节都会被自动预拉伸到刚好合适的位置。

现在,用两只手把这本书举到你的面前,然后慢慢站起来。留意整个运动过程中你的肌肉对于力量的精确传递。它涉及你的下背、臀部、大腿、小腿肚子和脚部的主要肌肉群,以及脊柱、躯干、肩膀、腹部和骨盆的一系列具有稳定作用的次要肌肉群。认真而缓慢地从你的椅子上站起来,同时注意从头顶到脚趾参与这一运动的肌肉。

平均每天,你都会经历几万次这种协调周期。每迈一步,每做一次协调运动,你都会动用数千条神经纤维,它们共同构成了一个神经网络。你的身体里有几百万个潜在神经网络。每走一步,你都会在它们之间进行切换。你的身体会生长,你的大脑会不断以最细微的方式对每个网络进行学习。你必须这样做,因为 C-6 隐藏在幕后,它每天都在帮助你一点一点地忘掉所有这些事情。

当你的肌肉、大脑接口和控制性脊髓反射弧由于多年相对缺乏运动的生活状态而变得松弛和虚弱时,你就会遇到问题。日常生活中的偶然性运动不足以开启用于生长的 C-10。对于你的物理大脑来说,挡在椅子和桌子之间是一项微不足道的、具有侮辱性的任务。在几十年的时间里,物理大脑的大部分区域故意进入睡眠状态,以示抗议。还记得 C-10 的门槛吗?只有付出大量努力,你才能越过这道门槛,分泌出足够的 C-6,以触发 C-10 的生成。在这个门槛以下,你只有用于慢性衰退的 C-6。你需要进行力量训练,以便越过力量和协调性的门槛,将 C-10 引入到你的神经网络之中,引入到你的肌肉组织之中,引入到你的关节和肌腱之中。

有氧锻炼可以带你越过耐力、循环和长寿的门槛,但在力量和神经协调方面,你需要力量训练。仅仅在平地上迈出一步的轻松运动不会开启 C-10。爬上几级台阶也不会。不过,持续攀登台阶、直到你感觉两条腿在燃烧的行为可以开启 C-10。提举力量器械、直到你无法再次将其举起来的行为……可以真正开启 C-10。

大脑和身体之间的连接

力量训练可以在你的身体和大脑之间建立密切的联系。看待这个问题最简单的方式是自上而下,从你的大脑和神经系统开始考虑。你的物理大脑——负责管理身体的极为复杂的大脑——将来自身体的几百万条消息集合在一起,并且通过向下发出的所有神经冲动对其进行协调,让你的肌肉移动起来,抵抗阻力。创建协调和力量的神经冲动在你的神经回路中燃烧出一条路径。每当你使用它们时,你就会直接加强物理大脑的平衡、力量和肌肉协调中心。这些路径会变得更宽,更平滑,速度更快。

过去 30 年,运动员群体开始意识到力量训练的好处。有趣的是,最大的进步不是出现在推铅球和举重等力量项目上,而是出现在花样滑冰和滑雪等协调项目上,这些项目需要优雅、技巧和协调性。这种进步在很大程度上来自协调性和肌肉整合度的提高,以及通过力量训练得到加强的用于跳跃和落地的肌肉力量,同样的道理也适用于你。你的身体里仍然拥有穿着冰鞋进行三级跳的回路,或者穿过球场击出大力反手球的回路(这一点更加现实)。不过,这些回路永远隐藏在了你的身体里。实际上,我们大多数人上一次充分使用这些神经连接还是在四年级的课间休息期间。

持续的力量训练可以将你的神经连接从冬眠状态唤醒,从而改变所有这些事情。例如,在平地行走过程中,你可能感觉自己对每块肌肉进行了 100% 的收缩,但你只用到了这些肌肉中 10% 的细胞。这些细胞均匀地分布在每一块肌肉的所有部位,因此虽然这些肌肉的每一个部位都在移动,但是仍然有 90% 的细胞处于休息状态——它们都在“打酱油”。在更加努力的锻炼中,你可以使用更多的细胞。如果攀爬真正的高山或者长长的台阶,你可能会在某一步使用 30% 的肌肉细胞。如果提举你能够举起的最沉重的器械,你甚至有可能同时使用一半的肌肉细胞,但也仅此而已。

选择激活哪些肌肉细胞以及收缩到何种程度的能力为我们带来了惊人的身体潜能。要想穿过网球场击出正手球,你需要对击球的方向、弧度、旋转和力量做出精妙的协调——这意味着你的腿部和胳膊上的每一块肌肉需要同时扮演好自己的角色。几十万个神经细胞需要控制几亿个肌肉细胞。这是持续几分之一秒的大型交响乐,而它仅仅是为了将球击到球网另一侧。这就是我们之前谈论的神经信息超级高速公路——每一天的每一分钟都在你的身体里飞驰的几十亿个神经信号。

慢抽搐,快抽搐

控制肌肉的神经包含数千个细胞,每个细胞又会进一步分裂成数百个细微的分支。每个分支——仅仅一个——会进入一个肌肉细胞。大腿部位巨大的肌肉中有超过一百万个肌肉细胞,可能还有一万个神经细胞,这些神经细胞被捆扎成两三个主神经,控制着所有的肌肉细胞。

这部分内容涉及了一些具体的知识,但是请坚持看下去。你有两类肌肉细胞,分别负责力量和耐力,它们是不同的。这一点很重要,因此我要重复一遍。你的肌肉中拥有力量细胞和耐力细胞,它们是不同的。

肌肉耐力细胞被称为慢抽搐细胞,它们拥有较多的线粒体、较大的耐力以及较小的力量;肌肉力量细胞被称为快抽搐细胞,它们拥有较少的线粒体、较小的耐力以及更大的力量。每个神经细胞将所有触手伸向力量细胞或者耐力细胞,但它永远不会同时伸向两种细胞。这意味着每个神经细胞只能发送力量或耐力信号。记住,在你的某个部位,比如大腿,每个神经细胞拥有数千个细微的分支,伸向数千个肌肉细胞,这些细胞要么全是力量细胞,要么全是耐力细胞。大腿前方巨大的四头肌肌肉拥有超过一百万个肌肉细胞。控制它的巨大神经拥有大约一万个神经细胞。每个神经细胞控制着几千个肌肉细胞,这些肌肉细胞叫做运动单元,它们与电动机组有些类似。

现在,我们可以考察你的具体移动方式。你的大脑可以激活这些运动单元的任意组合,以执行特定的移动。你的物理大脑在每块肌肉的几千个运动单元之间做出的迅速选择使你获得了跳舞、旋转、跳跃或者扭动脚趾的能力。每走一步,你只激活了一部分神经细胞,但对每块肌肉来说,这些细胞经过了非常仔细的选择。想到所有这些事情,想到你的物理大脑为了让你站立甚至跳舞而在一瞬间做出的几百万个决定,你会感到有些畏惧。幸运的是,你不需要考虑这件事;你可以将其视作理所当然的事情。理解这个原理是至关重要的。不过,如果你能照顾好这个过程,那么你在许多年的时间里都不需要为这件事而担心。

克里斯将滑雪称为力量运动,这当然是正确的,但滑雪也是一项具有协调性的力量运动,这一点同样重要。力量训练使力量和协调性成为可能,并将它们以“完整组件包”的形式提供给训练者,使克里斯能够在 70 岁的时候在滑雪场上获得良好的表现,并且可以使你在任何年龄段过上良好的生活。

让我们在这种背景知识的基础上考察力量训练与耐力锻炼的对比。当你走路时,你的身体主要使用耐力单元,并且对它们进行轮换,使每个单元在前进过程中获得一个休息期,这意味着每个单元只能得到你认为你在为它提供的锻炼的一小部分。这当然没有达到足够的压力,无法生成强大的再生性 C-10。

当你开始奔跑时,每跑一步,你的身体会使用更多的耐力单元。现在,每个单元可能每三步就会被使用一次,这种压力足以触发高水平的 C-6,然后触发 C-10。如果你在往山上跑,而且你的努力程度超出了耐力单元的能力,你的身体就会将力量单元添加进来。你跑得越久,耐力单元获得的休息时间就越少。你越是用力,力量单元获得的休息就越少。在某个时候,它们的休息时间将会低于恢复周期。它们会疲劳,这种疲劳会对它们造成破坏。将它们带进疲劳模式会开启大量 C-6——这种良好的锻炼压力也会开启 C-10。

健康峰值:谁需要呢?

你不会通过力量训练打造新的肌肉细胞;实际上,不管怎样,当你年纪变大时,你的肌肉细胞都会缓慢而持续地变少。相反,你所做的是在每个现有细胞内部打造新的肌肉物质:蛋白质,各种材质——简而言之,就是打造红肉。这些剩余细胞有着不同寻常的增长潜力:它们当然足以使你在漫长的人生中余下的时光里保持强壮和健康。

换一种说法,你可能会在人生旅途中失去一半的肌肉细胞,失去一半的健康峰值,然后仍然在 80 岁时表现得比 20 岁时更强壮。而且,你何曾达到过你的健康峰值?除了奥运选手和海豹突击队成员,没有人能够做到这一点。目前,男子 60 岁仰卧推举纪录是 198 公斤。年轻男子的世界纪录是 315 公斤。这两个数字都使我感到害怕,但它们说明了一个重要事实。峰值表现随着年龄的增长而下降。能够在 20 岁实现 315 公斤仰卧推举的家伙到了 60 岁,只能推举 198 公斤。这是 40% 的最大力量降幅。

听上去很可怕?实际上,这并不可怕。毕竟,你不需要太多力量。那个 60 岁的人可以在仰卧状态下将你的冰箱以及站在冰箱上的你一齐举起来。他失去了 40% 的肌肉细胞,但是你瞧,他用剩下的细胞完成了多大的壮举!顺便说一句,85 岁以上的仰卧推举世界纪录是 79 公斤。这仍然超过了我们大多数人的能力范围。

顺便说一句,这就是你在进行有氧锻炼时需要出汗的原因;在强度较低时,耐力细胞的轮换程度很高,不会疲劳。这也是你需要通过重量训练努力达到肌肉疲劳点(令我们大多数人讨厌的、我们在自愿情况下会避开的肌肉灼烧感)的原因。

当你雇用个人教练时,他最终会确保你提举足够的重量,以便通过循环练习超越力量细胞的备用能力。比如连续使用力量细胞 10 次或 12 次,然后重复这一过程。如果方法得当,你就会耗尽它们的能量,然后强迫它们继续收缩几次。这才是重要的部分,是你故意破坏肌肉细胞的方式。不是破坏肌肉,而是破坏肌肉细胞。而且,你会故意破坏许多细胞。用电子显微镜拍摄的健美运动员肌肉照片显示,在一次锻炼以后,这些肌肉在细胞水平上会受到大量破坏。这很好,它正是你的身体所需要的事情。许多 C-6,许多炎症,然后是许多修复和生长。你的肌肉会颤抖,产生灼烧感,这并不好玩,但在你的体内,你会强迫大脑激活所有的力量单元。如果进行三组这样的练习,你就会强迫你的身体破坏所有的力量单元,而这又会强迫你的身体修复所有的力量单元。生长,力量——然后是年轻。

这就是你不应该每周进行 6 天力量训练的原因。如果你按照正确的方式每周进行 6 天力量训练,你就会造成一些真正的破坏。耐力单元可以在一个晚上的时间里从有氧锻炼中恢复过来,但你的力量单元在锻炼过后需要进入 48 小时的修复周期。每周 2 天的力量训练已经足够了。每周 3 天是最大值。

采取正确的方法

顺便说一句,有一件事情你应该非常非常小心,“通过耗尽肌肉细胞的力量对其进行破坏”与“通过使肌肉或关节超载对其进行破坏”是不同的。你可能很想使用沉重的力量器械,以便用更少的重复次数耗尽肌肉细胞的力量。这是因为,坦白地说,这种重复会使人感到疼痛。这是一种很不舒服的感觉。同 12 次或 15 次重复相比,8 次重复要更容易忍受。不过,你并不年轻。你明年将会更年轻,但你明年并不年轻。你的教练几乎一定比你年轻,他可能无法通过自己的骨骼理解这一点。所以,你需要负起责任,别让自己受伤。还有,当你的身体变得更好、更加强壮时,你的大脑将发出指令,在锻炼过程中分泌更多的肾上腺素。你会开始享受力量器械,并且期待着前往健身房。这件事的负面效应是,力量训练产生的肾上腺素将会激活你在其他男性面前炫耀自己、努力接近自身表现峰值的原始冲动,而这会对你造成伤害。不要这样做。

平衡行为

现在,我们应该考虑一下你的大脑和一个叫做“本体感受”的概念。本体感受是一种看似简单的概念,指的是你需要随时知道自己身体的不同部位在什么地方。这是我们站立和移动的基础。我们像直立的梯子一样用两条腿站立,不需要倚靠任何事物。对我们来说,这是一种惊人的壮举。试着让一架梯子保持直立状态。你需要不停地调整,以免梯子倒下来。我们的身体也是一样的道理。这还是最简单的任务。试着举起一架梯子,使之保持直立,并在这种状态下在院子里奔跑。试着在保持梯子直立的情况下旋转身体并将球抛向一垒。试着去做那些我们在两条腿站立时一直在做的令人吃惊的事情。然后,试着在金鸡独立的情况下去做这些事情。

你的身体精确地知道你的四肢每一秒在空间里的位置,因为每个肌肉、肌腱、韧带和关节都有数千条神经纤维通过脊髓与大脑相连。这些纤维在每一天的每个时刻都在发送关于收缩、力量、肌张力、方向、位置和运动的各种细微信号。闭上你的眼睛,将注意力放在你的食指上。你可以自动知道它的精确位置,误差不超过几毫米;同样的事情也适用于你的大脚趾或左肘。闭着眼睛,迅速想一想你的每个身体部位目前在哪里。你的大脑每时每刻都在小心地跟踪着你的每一个肌肉和关节的位置,以备不时之需。你的大脑一天需要发送几百万个信号,而这仅仅是为了使你保持直立并且知道自己站在哪里。

力量训练会作用于这些信号。当你用力拉动一条肌肉时,你向大脑发出了一个响亮的信号。还记得当你拉紧身体关节时你对“风扇皮带”的调整吗?这对你的身体来说是一件很重要的事情。如果你的大脑出现片刻的松懈,导致你没有做出瞬间的调整,那么你可能会受伤。你会拉伤肌肉,扭伤脚踝,或者摔断一条腿。在大自然中,你可能会因为一处轻伤而死去。由于扭伤脚踝而卧倒两个星期的耐力捕食者可能永远不会回来。所以,力量训练向你的大脑发送的信号是响亮而重要的,它们是“头等新闻”。而且,它们会导致生长——先是通过在神经网络森林中烧出最直接的路径实现信号通道本身的生长,然后是肌肉、肌腱、韧带和关节的直接生长。伴随着这种生长,你的大脑和身体之间出现了新的融合。它们总是融合在一起的;我们只是忘记了这一点。这就是你将它们重新连接起来的方式。这是一种不含比喻意义的、物理上的重新连接,是你可以在显微镜下看到的神经纤维,是你可以在磁共振扫描中看到的大脑化学物质,是你可以在实验室里测量到的反应时间。它意味着你可以更好地滑雪,感觉自己变得更好,更加强壮。

它也意味着你不会摔倒。正像克里斯说过的那样,当你的年纪变大时,你会变得非常容易摔倒,除非你能保持非常好的身体状态。这是一个重要的公共健康问题,因为你会摔得更厉害,对自己造成更大的伤害。到了晚上,C-6 会发出嘶嘶声,甚至沸腾起来。人们对摔跤问题进行了仔细研究。结果表明,当你年纪变大时,你的踉跄频率并没有提高;换句话说,你的踉跄次数和你 20 岁时相同。不过,你现在更容易摔在人行道上,而不是轻松地恢复平衡。原因有两点:首先,你的本体感受慢了至关重要的一点点时间,你的大脑意识到你即将摔倒的时间慢了若干分之一秒,在这若干分之一秒里,你的动量和重力对你造成了不可挽回的影响;其次,从踉跄中恢复回来是需要力量的,你的脚趾停在人行道上,但你的身体还在前进,并以一种符合牛顿力学的方式以越来越大的速度和动量朝地面移动,当你的腿动起来的时候,你的整个身体正在以越来越快的速度向前方和下方移动,这时你的两条腿需要拥有足以阻止身体动量的力量,否则你就会摔倒。

类固醇、营养补充剂和万灵油

我们认为你是一个聪明的家伙。不过,人类总是有一种寻找捷径的不利倾向。类固醇几乎不会为普通运动员带来任何益处,它们只会提高肌肉的保水力,使肌肉变得更大——但不一定会变得非常强壮。类固醇可能造成的副作用包括前列腺癌、人格变化(不是变好)、痤疮、脱发以及……阳痿。

营养补充剂作为另一种速效奇迹,在任何可靠的科学研究中都没有取得任何效果。这既包括力量训练方面的片剂,也包括维持青春的片剂。由营养补充剂制造商资助的许多非正规研究显示,这些补充剂取得了惊人的效果。不过,不管某人多么认真地看着你的眼睛做出承诺,维生素、营养补充剂、激素和特别蛋白质粉都不会起到任何作用。

我们的建议是每天补充多种维生素,饮用大量自来水,合理膳食,以自然的方式使用你的身体。

力量训练为你提供了对抗重力、站稳双脚的力量。即使你真的摔倒,强大的反应能力和强壮的肌肉也可以将正面碰撞转变成更加柔和的冲击。肌肉的协调行动可以减小冲击力,就像汽车里的撞击缓冲区一样。如果你很强壮,你可以降低摔倒次数,并以更好的方式摔倒,极大地降低严重受伤的可能性。

除了摔跤问题,力量训练还可以降低你在所有锻炼形式中受伤的可能性。这主要是因为力量训练可以提高你的本体感受反应速度。另一个原因是,力量训练可以加强你的肌腱、韧带和关节。肌腱和韧带属于活体组织,但是当你年纪变大时,它们的生长速度会变慢。当你用力拉动肌腱时,你可以加强神经连接,使肌腱朝着骨骼的方向出现进一步的细微生长,加强二者的连接性,使其变得更加难以受伤。