肌肉酸痛背后的科学原理

作者:Greg Nuckols

译者:营长

什么是 DOMS?

我自己在练腿之后经常会感受到 DOMS。有一定经验的训练人群如果停练几周的话,也会感受到 DOMS。研究显示,DOMS 并不局限于某些特定的肌群,但部分人在特定肌群上的酸痛会更加明显。

严格来说,DOMS 主要是由 I 型肌肉劳损(肌纤维的轻微损伤,不是什么严重的事情)导致的,而这种劳损主要是由于做了身体不适应的运动导致的。你应当感受过,DOMS 有时候只是轻微的不适,有时候会严重到限制关节活动范围。大体来讲,肌肉酸痛会在锻炼后 8 小时的时候开始明显,48-72 小时的时候达到最高峰,具体时间因人而异。

无疑,DOMS 和锻炼导致的肌肉损伤有一定的相关性,但从微观角度对肌肉损伤的测量和酸痛却并不那么相关。基本上就算你感觉十分酸痛,也未必代表你的肌肉完全被「损伤」了,核磁共振图像能够支持这一点。不仅仅是肌肉损伤的标志会随着时间变化而改变,这种变化更是和酸痛程度的变化对应不上(Newham,1988)。强烈的 DOMS 可能只有轻微的肌肉损伤,甚至没有肌肉损伤,而严重的肌肉损伤反而却可能不会导致 DOMS。

特定类型的锻炼会导致严重的肌肉损伤。下图是在做了大量离心锻炼后拍的照片。如你所见,肌纤维看起来乱七八糟的。大部分研究在检测锻炼导致的受伤和 DOMS 的时候,都使用无训练经验的人群作为研究对象,让他们做大量从没做过的离心训练。这个研究模型可能无法反应长期锻炼的人群的情况,但无论怎样,都给了我们一个深入研究肌肉内发生的事情的视角。

Image of muscle after eccentric exercise

电子显微镜下肌肉纤维在进行离心运动后的变化。

图左:运动组;图右:控制组

另一个导致 DOMS 的刺激是代谢压力(并不是指乳酸堆积,乳酸堆积并不会导致 DOMS。认为乳酸导致肌肉酸痛是过时、错误的教条想法)。在高强度锻炼后,只是休息就能让血乳酸及时回到基线水平。然而,有证据显示氢离子和反应性氧媒介——二者都会在锻炼时水平升高——会导致 DOMS 的产生。锻炼中的代谢压力会使细胞膜产生结构层面上的改变,这种损伤会使得体液或者别的因素进入细胞,从而促进炎症的产生。

越酸痛,越增肌?

有些研究发现 DOMS 不仅仅在阻力训练后产生,在长跑之后也会。这或许已经可以说明 DOMS 跟增肌并不相关了,毕竟长跑几乎不会引起肌肉肥大。

Cell swelling

当体液和血浆蛋白的累积超过身体的代谢能力时,运动引起的肌肉损伤便会引起细胞肿胀。这一现象的直接作用是肌肉水肿,在运动后约 48 小时后会最为明显。

刚开始锻炼的人的酸痛感往往最强烈,而这些人肌肉增长也是最快的,所以这两个不相关的事情因此相连在一起。他们感觉酸痛是因为他们不适应锻炼,而不是因为他们增长的快。有趣的是,新手的 DOMS 在不同性别中没有差异。

有证据显示,DOMS 会导致运动模式改变从而对锻炼产生负面影响。这可能是由于所需要用到的肌肉的激活程度降低有关。因此,DOMS 其实可能会阻碍你下一次锻炼,严重的 DOMS 会降低高达 50% 的力输出。这种功能性降低会削弱训练量,长期来看其实会影响肌肉增长。

DOMS 还没消散就锻炼并不会加重肌肉损伤,但会阻碍恢复进程。在极端情况下,训练导致的肌肉损伤会导致横纹肌溶解,一种会导致肾衰竭的严重情况。所以不要轻易让新手去做高级训练计划,尤其是从没锻炼过的新手,后果可能会很严重。

人体如何感知 DOMS?

所以,DOMS 既不是在摧毁肌肉,也不是乳酸灼烧,那到底为什么会这么疼?最近我和我实验室的一个成员讨论了这件事。

伤害感受器是一种游离神经末梢,会对伤害刺激做出反应,对大脑发送痛觉信号。在肌肉组织里,这些感受器会感受到炎症或者毛细血管微循环中的紊乱等化学刺激。这些感受器不在肌肉内部,因为肌肉死亡是无痛的。作为比对,肌肉撕裂非常疼,这种疼痛就是因为肌基质是放到了伤害感受器所在的空间内,同理,DOMS 的产生或许并不是因为肌肉内部的原因。

nociceptor

一个伤害感受器的示意图。

如何减少 DOMS

首先,降低 DOMS 风险的最好方法就是慢慢开始新的训练计划。如果你进行过一个高级训练计划,你会发现前一两周训练量并不高。准备期有两个目的:

1. 给肌肉适应新动作的时间

2. 给适应留出空间。

我们都知道要好好热身。但热身对减少 DOMS 并无益处。热身能让你准备好训练,但训练前热身也好,拉伸也罢,都对避免 DOMS 没啥作用。

很多人用滚泡沫轴来减少 DOMS。但滚泡沫轴只在个别研究中证明能改善 DOMS,针对滚泡沫轴的研究非常少。这些研究发现滚泡沫轴可以在 DOMS之后,提高身体恢复,并提高肌肉柔软度。

滚泡沫轴可以算是自我按摩,同理,另一种方法就是按摩。有些研究发现,DOMS 在按摩后会减少。然而,按摩对于糖原、乳酸等肌肉代谢物没有影响。有一个研究发现按摩通过减轻肌肉损伤给细胞带来的压力来减少炎症细胞活素。按摩的时机(训练前后)对于运动表现、伤病预防、伤病恢复的影响尚不明朗。

Foam roll

可以缓解 DOMS 的补剂

咖啡因以增强机敏性和耐力著称。有趣的是,最近 Hurtley 等人的研究发现咖啡因能减少 DOMS。

他们测量了在训练前一小时服用咖啡因的男性的酸痛程度,发现在第二天、第三天,他们肱二头肌的酸痛程度都明显低于服用了安慰剂的对照组。

DOMS soreness comparison

他们发现使用 5 毫克/千克体重剂量的咖啡因就对酸痛产生正面效果。这个咖啡因的剂量十分恐怖,比如说一个 84 千克的人,就需要服用 420 毫克咖啡因才能起到同样效果;要知道,一瓶 8 盎司的红牛才有 85 毫克的咖啡因而已,而绝大部分氮泵里咖啡因含量也远没有这么多。咖啡因一个小时左右在血液内含量达到最大值。咖啡因是一种腺苷抗结剂,通过拦截腺苷接收器来影响中央神经系统的活动,从而减少酸痛程度。这就意味着,训练前短暂的咖啡因吸收可以减少整体酸痛感。不过,服用了咖啡因的对照组能比对照组多做几次动作,这可能会是个变量。

牛磺酸存在于肌肉中,有多重生理功能。还是拿红牛举例子,一瓶饮料中含有 1000 毫克左右的牛磺酸,另外,每日额外摄入 3000 毫克牛磺酸都是安全的。在一个双盲实验中,男性实验对象在训练 7 天后的 21 天内,每日服用 50 毫克牛磺酸(比红牛少了 20 倍),发现氧化压力标识物和 DOMS 水平都降低了,但炎症标识物并没有受到影响。另外,这是不是能说明氧化压力和炎症共同导致了 DOMS 呢?让我们一起期待以后的研究。

Taurine and DOMS

Omega-3 脂肪酸存在于鱼肉中,并逐渐在强化食品中使用。你服用的鱼油胶囊内就含有 EPA/DHA。很多研究都证实,Omega-3 脂肪酸对 DOMS 有削弱作用,很可能是因为它的消炎因子在起作用,如 IL-6 和 TNF-alpha 等等。无数研究表明,服用 Omega-3 补剂对你很多方面都有好处,而缓解 DOMS 只是这些好处中的一个而已。

Omega3 soreness

冷冻疗法可能对于 DOMS 并没有什么用。很多运动员通过跳进 -100 °C 的冰桶里呆上一两分钟,以期望促进恢复,但最近的研究显示,没有足够的证据能够确定冷冻疗法能减少 DOMS 或促进恢复。并且,目前也没有什么安全使用冷冻疗法的临床指南。

Lebron cryo

冷冻疗法的理论,是通过降低肌肉代谢、皮肤微循环、神经传导性和接收器敏感度来减轻肌肉酸痛。但是,这种作用很可能只是安慰剂效应。通过对有效研究的大数据分析,冷冻疗法实际上对 DOMS 和恢复没什么帮助。另外,关于这种疗法对身体是否伤害的证据也不足。然而,我们都知道,训练后冷水浴会减少肌肉增长。目前看来,你或许应该避免冷冻疗法和冷水澡——可能对你恢复没有帮助,还会影响你肌肉增长。

综合建议

酸痛能帮我们理解训练,但是并不是训练到位的标志。

酸痛感过强,意味着你的训练量远超你肌肉的修复能力。

酸痛不仅会阻碍训练进度,更会消磨训练动力。

研究人员目前的共识是,导致 DOMS 的因素是多元化的。有很多复杂的因素都可以解释 DOMS。

DOMS 是训练表现降低的主要原因,包括肌肉力量下降,和灵活性下降等等。

能有效帮助缓解 DOMS 的补剂主要有:咖啡因、Omega-3 脂肪酸,和牛磺酸。

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