离心训练的代谢和神经学意义
离心训练的代谢和神经学意义
离心训练是运动训练中一个重要的环节，它不仅能够提高肌肉力量，还能有效预防运动损伤。本文将从代谢和神经学的角度，深入探讨离心训练的科学原理，并介绍具体的训练方法。
离心收缩，与其字面意思相反，并不是肌肉在收缩时缩短，相反地，肌肉实际上是在被拉伸的状态下，并持续试图将自身拉回。从机械、代谢和神经的角度来看，它与向心收缩有着明显的差异。
在正常情况下，向心收缩的横桥需要通过ATP释放来松弛，从而使肌纤维解开连接。随后，肌凝蛋白将肌动蛋白拉回原位，为下一次收缩做准备。然而，离心收缩则呈现出一种有趣的特性，其中分离似乎是被迫的，肌凝蛋白保持在相对兴奋的状态，不断尝试将肌动蛋白拉回来。
代谢上，与向心收缩相比，在相同的非最大力输出或相同的作业负荷下，离心阶段所消耗的能量明显少了将近四倍。在相同功率下，氧气消耗量也明显低于向心收缩。基于这种特性，某些设备设计用于协助心脏康复患者，使他们能够在不过度负担心血管系统的情况下达到相同的作业量。
在神经学上，目前的研究存在一些争议，即离心收缩似乎更倾向于募集高阈值的肌肉单位，也就是直接调动力量较大的运动单位。一些研究还观察到，经过适应性训练后，肌纤维可能会转向快收缩肌类型的发展。
这一发现表明，在进行离心收缩时，神经系统可能更倾向于激活那些能够提供更大力量输出的肌肉单位。而且，长期进行离心性训练可能导致肌纤维类型的改变，使得肌肉更倾向于发展成为快速收缩肌纤维。
然而，这方面的研究仍在持续进行中，尚未达成一致的结论。不同的研究结果可能受到多种因素的影响，包括研究对象的差异、训练方法的不同以及研究设计的局限性等。因此，对于离心收缩和肌纤维类型之间关系的理解仍需进一步深入研究。
上述种种的特性，似乎奠定离心肌力比向心肌力来得更强大的事实。
为何要将「离心收缩」特别挑出来训练?
离心肌力弱，很难串联良好的SSC机制。
最容易发生运动伤害的时机也往往是肌肉延展的阶段，从上面的附图可以发现，当离心收缩速度越快，肌肉所承受的力量是越高的。因此从预防的角度来看，离心肌力会是降低受伤风险的其中一道防线。如果要设计一套面面俱到的训练计划，正如英文喜欢以『bulletproof』来形容一位完熟的运动员，绝对不会忽略培养离心肌力的环节。
bulletproof常被用来形容某个人具有强壮的身体素质和抗击打能力
什么是离心训练
要达到这项目标，单靠传统的大重量并不完整。因为在传统的大重量训练，动作的成功与否往往取决于操作者的向心肌力。从上面的附图我们已经很明确地了解到离心肌力远比向心肌力更大、更强，其天花板更高，只靠过去的大重量训练并无法真正引出离心肌力的最大潜能(maximal force capacity)。
这时候，更专项的手段和工具就必须介入了。
如图：离心机训练
常见的训练手段会在以下四种情况下，加强离心阶段的挑战。
· 等重(Isoweight)：这里的等重并不表示全程真的都是相同重量，而是以重量为出发点去训练离心肌力。可能是拉长离心的时间，或是在离心阶段加重。无论如何，重量会是我们操作的重点。
· 等速(Isokinetic)：要在速度不变的条件下，控制离心肌力。速度如何控制不变？基本上这种做法就是使用极度昂贵的等速机，将参数设定好后，操作者只要负责权力对机器施力即可。这种方法也是四种里面最轻松，操作者不需要费心控制的方法。
· 等惯性(Isoinertial)：在有惯性的情况下，想办法把它停下来，无形中增加离心刹车的负荷。常见的器材品牌，如Exxentric。值得一提的是，有研究认为如Exxentric这类的飞轮器材(flywheel)，因为能量守恒的关系，除非使用特定的刹车技巧，不然不容易真得产生超负荷，因此用这部份来训练离心肌力是存疑的。
· 等功率(Isopower)：控制步频，让功率维持在一定范围，因为功率＝力量×步频(转速)，可借以训练离心肌力。
早期将两台脚踏车放在一起，一个负责加速，另一个人就负责减速以训练离心肌力。
这其中等重(Isoweight)的方式最需要操作者费心控制，但很不幸地，这才是大众接受度最高、最经济实惠的做法。离心钩(eccentric hooks)可以说是在这种环境下的代表性产物。
离心钩(eccentric hooks)或称weight releasers
等重(Isoweight)的方式有几种常见的玩法，最简单的作法是控制tempo。
你可能会看过有些人在自己的课表旁边写着1-0-X-2或是2-0-1-0，这不是什么神秘密码，而是tempo的表示方法；分别代表离心动作、停留在底部、向心收缩、停留在最高点的秒数。
(X代表快速下降或上升，0秒代表不停留)
Tempo不需要特殊的器材、不需要其他人的帮助，它唯一在操弄的就是离心所花的时间，这样的训练好处是增加了肌肉受力的时间(time under tension, TUT)，进而得到肌肥大的好处。但并不像有的等重(Isoweight)的作法，会有因为离心大重量而带来后续向心输出立即增强的好处。
这里说的的正是–离心钩，也就是离心加重(accentuated eccentric loading, AEL)的作法。
离心相对于向心阶段使用较重的重量，能够带来速度、力量、功率输出更佳的效果。一般会使用离心钩(自己训练的话)或是依赖伙伴帮忙卸重。
在《Advanced Strength and Conditioning》一书里面，将离心加重又分为Augmented(离心强化)、Accentuated(离心加重)两种。他们的差异在于整体负荷(包含离心钩上的重量)是否超过100% 1RM，也就是操作者向心所能完成的最大重量。
· Accentuated(离心加重)比较像是我们典型所说的离心加重训练，整体负荷超过1 RM，对操作者而言是平常向心收缩无法完成的重量，达到真正的超负荷。
· Augmented(离心强化)则是整体负荷不超过90% 1RM。虽然90% 1RM也不轻，但对操作者而言，并不是真正的超负荷。所以当操作Augmented的方法，离心阶段的速度可以做得比Accentuated更快，提供另外一种刺激。
那么，如果使用离心加重的方法，最重可以使用向心的几倍重量呢？
目前研究上来看，答案是因人而异。一切取决于操作者的训练年龄、肌力水准，以及对该动作的熟悉程度。相对肌力越高的人，他的向心肌力与离心肌力并不会有太明显的落差，以世界级的健力选手为例，他们的离心肌力大约介于向心肌力的105% ~110%之间。但另一方面，有些人的离心肌力却可以达到向心肌力的150%。
至于外部负荷【离心钩的重量】，研究建议与原始负荷的重量落差越大越好(建议配挂大于40% 1RM的重量在离心钩上)，才能够有活化后增益的效果。因此以整体负荷为90% 1RM的杠铃深蹲为例，我们就会在杠铃上配出50% 1RM的重量，再外加离心钩提供剩余的40% 1RM。
操作的方式，并不一定每一下都要重新挂回杠片或是离心钩，也可以只在每组的第一下使用离心加重，后续用剩余的重量完成该做的次数。
还有一种等重(Isoweight)的练法是只练离心的部分，完全跳过向心收缩的环节。这种做法常用在受过伤的选手身上，作为康复计划的一部分。
上述的几种等重(Isoweight)练法都是偏容易入手的训练方法。
眼尖的读者可能会查觉到离心训练非常吃重1 RM的百分比换算。在主张速度依循训练的潮流下，离心训练仿佛又重新帮RM换算法找回他们该有的尊重，也与重视向心速度的速度依循训练(VBT)各自把关肌肉收缩的两种面向。
但目前这种利用向心收缩的RM法来推算离心肌力的作法，似乎等同忽视了离心收缩的特殊性。因此已有些学者呼吁应使用离心专用的RM法(eccentric specific RM assessment)，但还有待更多研究定论。
参考文献
1.福克纳，JA、布鲁克斯，SV 和奥皮泰克，JA (1993)。收缩期间骨骼肌纤维损伤：发生条件和预防。物理治疗，73 (12), 911–921。https://doi.org/10.1093/ptj/73.12.911
2.Suchomel TJ、Wagle JP、Douglas J 等人。实施偏心阻力训练 - 第 1 部分：现有方法的简要回顾。J 功能吗啡肌醇。2019；4(2):38。发布于 2019 年 6 月 24 日。doi:10.3390/jfmk4020038
3.Merrigan, JJ、Tufano, JJ、Falzone, M. 和 Jones, MT (2021)。强化偏心载荷的有效性：取决于同心载荷。国际运动生理学和表现杂志，16（1），66-72。https://doi.org/10.1123/ijspp.2019-0769
4.调控力量：肌力及体能的科学理论与实证