肌肉收缩正常时,运动单位接续工作,叠加出的力量总和平顺 | 参考文献[4]
越累越抖
运动单位不是罢工,就是扎堆用力
但同一块肌肉持续反复收缩之后,会因为疲劳出现力量下降和震颤。
肌肉疲劳会使一部分运动单位停止工作,随着停工的运动单位逐渐增多,仍受指挥的数量越来越少,力量也随之下降。
同时,疲劳会使大量运动单位之间的配合变得不协调,之前按顺序依次进行的激活变得集中。“扎堆”工作的结果就是,同时用力的运动单位要么非常多、要么非常少,叠加起来的收缩力量也变得时大时小,于是整个肌肉的平顺收缩就变成了肉眼可见的颤抖。
通常来说,肌肉越疲劳,震颤越严重。
对比左图,右图显示肌肉疲劳后可被激活的运动单位数量减少,力量总和波动随之增大| 参考文献[4]
从大脑到肌肉
到底是哪里让人抖?
那么,疲劳为什么会让运动单位配合不协调呢?
我们先看下肌肉是如何收缩的。在上述研究中,大脑先发出指令“肱二头肌用力把手柄向上抬”,指令通过电信号向下传到脊髓的运动神经上,再传到控制肱二头肌的肌皮神经,最后神经肌肉接头将电信号转为化学信号并传到肌肉细胞,细胞里的肌原纤维变短,合力缩短整块肱二头肌,将手柄上抬。这个过程还受到血液中激素和电解质水平的影响。
肌肉收缩示意图。黄色的神经细胞A及其支配的肌细胞为一个运动单位,蓝色的神经细胞B及其支配的肌细胞为另一个运动单位 | 作者供图
从大脑到肌肉,以上任何一步出现问题,都可能影响最终上抬手柄的力量。目前,疲劳导致震颤的机制还没有得到明确的详细解释。现有试验的结果,令研究者相信震颤的主要来源并非直接执行任务的肌肉,而是进行控制的神经系统。
一项研究中,志愿者主动用手指举起1千克重物并维持了2分钟,手部出现明显震颤,而身体的其他部位没有抖。于是,研究者首先排除了血液中物质导致震颤的可能,如肾上腺素,否则血液带着“震颤物质”流经全身,整个人都应该抖起来。
之后,研究者用外来电刺激让人举重物,2分钟后并未出现震颤。这提示,在适当的电信号下,肌肉本身还是能做到正常收缩的,震颤主要来自肌肉上游的电信号。于是,研究者认为是神经系统指挥得不协调,所以运动单位才配合不好,最终导致肌肉颤抖。