肌肉疲劳的惊人原因 - 克里斯蒂安·莫洛

观看完整课程：https://ed.ted.com/lessons/the-surprising-reason-our-muscles-get-tired-christian-moro

举重时，第一次举感觉还好，但是一次比一次更费力，直到最后无法继续。在你的胳膊里，负责举重的肌肉已经无法收缩。到底发生了什么？克里斯蒂安·莫洛阐释了肌肉的工作原理，和导致肌肉疲劳的原因。

课程教授：克里斯蒂安·莫洛，动画执导：尼古拉·拉兹格。

当你举重的时候，

第一次感觉很容易，

但一次比一次费劲，
直到你再也无法继续。

在你的胳膊里，

负责举重的肌肉已经无法收缩。

为什么我们的肌肉会感到疲劳？

我们常把原因归咎于
乳酸或者能量耗尽，

但这些并不是肌肉疲劳的全部原因。

还有另外一个主要因素：

肌肉对大脑信号做出反应的能力。

为了理解肌肉疲劳的根本原因，

首先要了解在接到神经信号后，
肌肉是如何收缩的。

这些信号在不到一秒钟的时间内

通过细长的运动神经元
从大脑传递至肌肉。

运动神经元和肌肉细胞
被很小的间隙隔开，

粒子通过这个间隙交换，
从而实现肌肉收缩。

在间隙的一侧，

运动神经元含有一种叫做
乙酰胆碱的神经递质。

在间隙的另一侧，

带电粒子，或者离子，

排列在肌肉细胞膜上：

钾离子在内，钠离子在外。

接收到大脑传来的信号后，

运动神经元释放乙酰胆碱，

使肌肉细胞膜上的孔隙张开。

钠离子流入，钾离子流出。

这些带电粒子的流动
是肌肉收缩至关重要的一步：

电荷的变化产生了一种
叫作动作电位的电信号，

这种电信号通过肌肉细胞传播，

刺激储存在其中的钙离子的释放。

大量地钙离子将使肌肉收缩，

通过让埋藏在肌肉纤维里的
蛋白质锁在一起，

相互拉紧，

从而使肌肉拉紧。

肌肉收缩的能量来自
一种名为ATP酶的分子。

之后，ATP酶也有助于
将离子泵回到膜上，

重新恢复钾钠离子
在两侧的平衡。

每次肌肉收缩都要重复这个过程。

肌肉每收缩一次，

ATP酶形式的能量将被用尽，

产生乳酸等废物，

部分离子从肌肉细胞膜上流失，

残留的离子越来越少。

尽管肌肉细胞反复收缩会耗尽ATP酶，

但肌肉细胞一直不断产生新的ATP酶,

所以大部分情况下，

即便是非常疲累的肌肉
也不会完全耗尽ATP酶。

即便产生的很多废物都是酸性的，

但疲劳的肌肉始终把酸碱度
保持在正常范围，

这说明组织正在高效地清理这些废物。

但是最终，随着肌肉反复收缩，

肌肉细胞膜附近可用的

钾、钠、钙离子的浓度

可能不足以使整个系统恢复正常。

所以即便大脑传来了信号，

肌肉细胞仍然因不能产生
动作电位而无法收缩。

即使肌肉细胞内部及其周围的

钾、钠、钙离子被耗光，

在身体的其他部位
这些离子仍然十分丰富，

只需要一点点时间，

它们就可以流回到需要的地方，

有时这个过程需要
活性钠钾泵的帮助。

所以如果你停下来歇一会儿的话，

当这些离子补充至整个肌肉，
肌肉疲劳会消退。

锻炼越规律，

肌肉达到疲劳状态的时间便会越慢。

这是因为你越是强壮，

举重时，

神经信号从大脑至肌肉收缩的循环

所需重复的次数就越少。

次数越少意味着离子消耗越慢，

所以随着身体素质的提升，

同样强度的运动可以持续更长时间。

很多肌肉在锻炼中增长，

而越大的肌肉拥有越大的ATP酶储备，

更强的废物清洁能力，

使疲劳感的出现越来越晚。