人体的爆发力从哪里来?

2014-11-19 06:08王东梅
奥秘 2014年11期
关键词:爆发力收缩率肌张力

王东梅

举重运动员临场一声大吼,举起常人无法举起的杠铃;气功师运功后,一脚踢断钢棍,这些都是人体突然产生的爆发力,是人的机体突然产生出来的巨大力量。那么,人体的这些爆发力是从哪里来的呢?

科学家们试着用力学的观点来探索这一现象。于是,生物力学应运而生。生物力学是研究生命某一现象的科学,在生命力学中有一个重要的分支叫肌肉力学。研究人体爆发力的奥秘,就得从肌肉力学开始。

人身上有700多块大小肌肉,由3亿多根肌丝即肌纤维组成。每根肌丝都有肌张力,有人做过推算,把全身肌丝平行排列起来,当它一起收缩时可以拖动25吨重的物体。当然,这只是一个计算值,它说明了肌肉的力量是巨大的。在医学上,人体肌肉分为骨骼肌、平滑肌、心肌三大类,附在人体骨骼表面的肌肉大都是骨胳肌;膀胱、子宫、肠胃和血管壁面上的肌肉是平滑肌,心脏里的肌肉即是心肌。 人的骨骼肌,单位力为3.65-4.00公斤/平方厘米。青蛙大腿上的骨骼肌单位力是3公斤/平方厘米。众所周知,肌力可以通过锻炼得以提高,如举重运动员的肌肉很发达,肌力倍增,据检测,两臂骨胳肌的单位力高达8公斤/平方厘米。这就是能产生爆发力的奥秘所在。

肌力的大小,不仅与肌丝的粗细、数量有关,而且与肌丝的肌张力和收缩率有关。人身上的肌丝通常都处于一定程度的拉伸状态,因此,平时就具有一定的肌张力,就是说肌肉有弹性。肌丝回缩的速度有快有慢,称之为收缩率。收缩率愈高,回缩愈快,弹性愈好,发出的功率就愈大。但是,肌张力和收缩率是成反比的,当肌丝被拉伸到一定程度时,就会处于僵直状态,此时收缩率很低,甚至没有一点弹性,就像弹簧一样。可见肌张力和收缩率之间必有一个最佳值,只有找到最佳值,才能使肌肉输出最大的功率。实验证明,当肌丝拉伸到最大长度即极限长度的30%时,肌肉输出功率最大。由此可见,运动员要在临场中发挥得好,不是凭力气大,关键在于掌握用力的奥妙,只有用力恰到好处,才能发挥出自己的最佳爆发力,获得最好成绩。

运动员通过锻炼产生爆发力,还可以理解。还有一种诸如携带平时根本无法举起的保险箱逃离火灾的现象,被科学家称之为应激爆发力。应激爆发力又是怎样产生的呢?

科学家曾做过实验,用仪器连续不断地刺激两臂肌肉神经,致使肌肉连续收缩,然后测试其臂力,结果发现,臂力比正常情况下增加了60%。这个实验说明肌肉在受到连续刺激后能产生巨大的收缩力量。

在应激情况下,大脑高度集中,强化指挥力量,不断通过神经系统下达肌肉收缩的指令。此时,肌肉处于连续收缩状态,除运动神经(即肌肉神经)参与指挥外,交感神经也密切配合分泌出大量的肾上腺素,动员全身的力量来对付应激局面,使心跳和血液循环加快,呼吸加快加深,血管扩张,使肌肉的能量不断得到补充,进而使肌肉收缩得更有力量。此外,肾上腺素还“反馈”到大脑,刺激大脑中枢,进一步提高大脑指挥效率。此时此刻,细胞中的能源——三磷酸腺苷迅速分解,释放出足够的能量,不断提供给肌肉使用。于是,巨大的爆发力就在“全身总动员”的情况下发生了。

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