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为什么说弹性能量积累的中心是肌腱？
弹性能量积累的中心是肌腱，因为肌腱具有独特的能力来存储和释放能量，这在运动中是至关重要的。根据Zatsiorsky和Kraemer的研究，积累的能量量与施加的力和引起的形变成正比，这意味着肌腱能够根据施加在它们上的力来存储能量。此外，Finni等人以及Lichwark和Wilson的研究都表明，弹性在提高运动效率方面起着重要作用，特别是在跳跃等动作中，弹性能量有助于解释离心和向心运动之间的差异。
Verkhoshansky的研究进一步强调了肌腱能量存储能力与长跑运动员表现之间的强联系，这表明肌腱在能量积累和运动表现中的重要性。尽管Bobbert和Casius提出不同的观点，认为肌肉在力量产生中更为关键，但他们也承认肌腱在拉伸-缩短周期中的作用，以及在肌肉-肌腱单位中拉长时，肌肉产生力量。肌腱的拉长有助于通过积累的能量实现最大跳跃高度，而快速的从向心到离心收缩的过渡可以增加肌肉紧张度和力量。
因此，肌腱作为弹性能量积累的中心，是因为它们能够存储和释放能量，这对于提高运动效率和力量产生至关重要。肌腱的能量存储能力与运动表现之间存在直接联系，这在长跑运动员的表现以及跳跃和其他快速运动模式中尤为明显。
拉伸-缩短周期 与 离心-向心周期（SSC）有何差异？
拉伸-缩短周期（SSC）和离心-向心周期（SSC）其实是同一个概念的不同叫法，它们都指的是肌肉在快速拉伸后紧接着迅速收缩的现象。这个周期涉及到肌肉在离心（拉伸）阶段储存弹性能量，然后在向心（收缩）阶段释放这些能量，以增加运动的力量和效率。SSC在跳跃、跑步和其他需要快速加速的运动中非常重要，因为它可以帮助运动员更有效地利用能量，提高运动表现。
离心-向心周期（SSC）描述了肌肉在离心（拉伸）和向心（收缩）阶段之间的转换。在离心阶段，肌肉被拉伸，储存了弹性能量；在随后的向心阶段，肌肉迅速收缩，释放这些能量，产生更大的力量。这种周期性的肌肉动作可以提高运动效率，减少能量消耗。
在实际的体育运动中，SSC的有效利用对于提高运动表现至关重要。例如，在跳远或深跳中，通过增加施加的负荷或负荷速率，可以增大跳跃高度。这是因为SSC允许运动员在跳跃或跑步时更有效地利用储存的弹性能量，从而提高表现。
此外，SSC的训练可以帮助运动员减少代谢需求，提高运动经济性。研究表明，经济型短跑运动员能够回收约60%的总机械能量，这有助于提高运动效率和减少疲劳。
然而，SSC的有效利用也需要适当的训练。例如，通过pliometry训练，运动员可以发展出更好的SSC利用能力，从而提高运动表现。这种训练方法包括各种跳跃、跑步和延长步幅的练习，旨在提高SSC的效果。
机械模型
肌肉功能的机械模型包括三个组成部分：
收缩元素：由肌动蛋白和肌球蛋白组成，负责肌肉的主要收缩。
并联弹性成分：包括肌肉膜和肌肉纤维，为被动拉伸的肌肉提供张力，但对机械能量的积累和推进力量的贡献较小。
弹性成分：包括横向桥、结构蛋白和肌腱，随着主动收缩的肌肉施加的力量增加，张力也随之增加，尤其在快速拉伸时积累大量能量。
肌肉在被动拉伸时，并联弹性成分和弹性成分共同作用，其中弹性成分在快速拉伸时积累能量。肌腱是弹性成分的核心，但其他成分也很重要。肌肉在加载或拉伸后，会收缩或缩短，这个过程包括离心和向心收缩以及减震阶段。为了有效跳跃，缓冲阶段需要尽可能短。肌肉的弹性在缩短阶段被拉伸，这对快速执行运动（如pliometry训练）有益。
肌动蛋白和肌球蛋白丝以及结构蛋白
快速响应：肌动蛋白和肌球蛋白丝是肌肉收缩的主要结构，它们需要能够快速响应刺激以实现快速的肌肉收缩。
能量回报：这些结构在肌肉收缩过程中需要有效地转换能量，以确保在收缩周期结束后不会丢失能量。
横桥周期：横桥周期是肌肉收缩中的一个关键过程，持续约30毫秒。肌动蛋白和肌球蛋白丝在这个周期中起到关键作用。
粘弹性特性：快速和慢速肌肉纤维具有不同的粘弹性特性，这影响了它们在拉伸-缩短周期中的表现。
快速肌肉纤维的优势：富含快速肌肉纤维的肌肉更适合快速拉伸-缩短周期，这可能是因为它们能够更快地响应和释放能量。
慢速肌肉纤维的适应性：慢速肌肉纤维更适合慢速和大幅度的跳跃，这可能是因为它们能够更有效地利用更长的周期持续时间。
静态拉伸的影响：静态拉伸可能会影响肌动蛋白和肌球蛋白丝的特性，使它们在拉伸期间“卡住”，并在释放时比没有等距或向心收缩的情况下更慢地释放。这可能影响肌肉的收缩效率和能量转换。
肌腱
肌腱是肌肉系统中关键的弹性结构，负责储存和释放弹性能量，对于运动效率至关重要。研究表明，肌腱的弹性是周期-缩短周期现象的关键，有助于增加肌肉收缩力量和保持运动中的能量。与肌肉相比，肌腱在能量积累方面更为有效。肌肉和肌腱共同构成一个整体，它们受到相同的力量，能量分布取决于它们的变形，这反映了刚度和顺应性的功能。在被动拉伸时，并联弹性成分的刚度较小，大部分变形发生在其中；而在主动运动中，肌肉组织的刚度增加，积累的弹性能量转移到肌腱上。为了提高运动表现，训练计划应着重于提高肌肉的刚度，以便在拉伸阶段更有效地将能量转移到肌腱上，刚度和顺应性是优化周期-缩短周期和实现高输出力量的关键。
刚度系统的定义
刚度系统是指运动员身体中关节、肌肉和肌腱等组织在受到外力作用时抵抗变形和恢复原始形状的能力。这一概念基于胡克定律，即物体变形与作用力成正比。在人体中，刚度体现为肌肉纤维或整个身体作为质量-弹簧系统的刚度。人体的刚度是所有组织刚度的综合，包括肌肉、肌腱、韧带、软骨和骨骼。生物力学研究常关注刚度系统在运动能力和受伤风险中的作用。适当的刚度系统对运动表现至关重要，而过高或过低的刚度可能导致受伤。
在生物力学中，刚度系统可以通过不同的方法来评估，如垂直刚度、腿部刚度和关节刚度。垂直刚度通常用于分析如跳跃这样的线性运动，可以通过地面反作用力除以最大垂直中心质量位移来测量。为了简化模型，生物力学家经常使用质量-弹簧模型来估计腿部刚度，尽管这种模型可能不完全精确，但它提供了一个有用的近似值。刚度的测量和理解对于提高运动表现和减少受伤风险至关重要。
刚度和顺应性
刚度和顺应性是描述肌腱和肌肉在受力时变形和恢复能力的物理属性。肌腱的刚度相对恒定，而肌肉的刚度则会根据所受力量的大小而变化，在被动状态下肌肉表现为顺应性，在活跃状态下则表现出刚度。通过特定的训练，如pliometric训练，可以增强肌肉的力量和刚度。精英运动员通常在肌腱中积累弹性能量的能力更强。
腿部刚度是指地面反作用力与腿部压缩量之间的比率，或者力和长度变化的比率。它与跳跃高度有关，腿部刚度的增加与跳跃高度的增加有关。跳跃期间的力量、力量和速度参数与肌腱刚度显著正相关。腿部刚度随着跳跃高度的增加而增加，并且腿部关节的刚度对于防止关节“塌陷”至关重要。具有最大腿部关节刚度的个体在跑步时与地面接触的时间最短，这与减少的跳跃高度有关。力量发展速度与发展腿部刚度之间存在正相关，具有经济跑步技术的跑步者在接触地面期间腿部弯曲较少。总体而言，腿部刚度与各种运动表现参数之间存在强烈的相关性。
肌肉-肌腱单位在跑步运动中的机制
肌肉-肌腱单位在跑步等运动中的机制涉及刚度和顺应性的调整以适应不同的运动需求。在需要快速力量发展的运动中，如骑自行车、游泳和滑冰，肌肉-肌腱单位的刚度较高，这有助于力量迅速传递到肌肉并有效积累和释放弹性能量。研究表明，肌肉-肌腱单位的刚度与等长和向心表现密切相关，但与离心表现关系不大。
在跑步等运动中，肌肉-肌腱单位的刚度较低可能更有利于将工作转化为外部工作，而在需要快速力量传递的活动中，较高的刚度则更为有利。肌肉-肌腱单位的顺应性增加可以通过拉伸增加对弹性能量的积累，从而改善在拉伸-拉伸周期中的表现。
不同类型的运动需要不同程度的肌肉-肌腱单位顺应性。例如，摔跤和拳击等运动需要快速的力量发展，可能通过增加肌肉-肌腱单位的刚度来改进表现。而在高强度拉伸-缩短周期的运动中，如跳跃和某些力量训练中，肌肉-肌腱单位的高顺应性可能更有益，因为它允许更大的能量存储和释放。
力量训练对肌肉-肌腱单位生物力学特性的影响
力量训练对肌肉-肌腱单位（MTU）的生物力学特性有显著影响。研究表明，耐力训练可以增加肌腱的力量和张力，例如长跑运动员的股四头肌肌腱刚度增加了约20%。等长训练也被发现能增加膝关节周围肌腱结构的肌肉力量。
刚度的增加与跑步表现有关。随着跑步速度的增加，下肢刚度也随之增加，这对于抵抗跳跃初期的“塌陷”并最大化能量回收是必要的。研究显示，垂直刚度随着单腿跳高而增加，且跑步速度的增加与腿部刚度的增加直接相关。
此外，步长与刚度成反比，过度弯曲膝盖的跑步技术会导致刚度降低，可能负面影响跑步速度。因此，理解肌腱对训练的适应性对于提高运动表现和减少受伤风险至关重要。
刚度和伤病
刚度和伤害之间的关系是复杂的。一方面，一定的刚度水平对于最佳运动表现是必要的，但过高的刚度可能导致下肢运动能力下降和力量增加，进而增加受伤风险。增加的冲击力、负荷和关节负荷与下肢损伤如膝关节骨关节炎和应力性骨折有关。
另一方面，过低的刚度可能导致过度的关节运动和软组织损伤。研究表明，高踝关节刚度的跑步者比低踝关节刚度的跑步者显示出更高的受伤风险，而低踝关节刚度的跑步者则更容易遭受软组织损伤。女性跑步者在跑步时显示出较低的腿部刚度，这可能是她们更容易发生膝关节韧带损伤的一个原因。
如何提高刚度？
预激活肌肉：在初始接触地面时预激活肌肉，如跳跃时腿部和踝关节的拮抗肌的收缩，以及踝关节和膝关节的拮抗肌的收缩，这有助于增加整个腿部的刚度。
共同激活和抑制：通过拮抗肌的共同激活和抑制来调节肌肉刚度，例如Goldziher的肌腱器官的抑制可以提供高肌肉刚度。
力量训练：进行力量训练，如pliometric训练，以增强肌肉力量和肌腱刚度，这有助于提高肌肉和肌腱的适应能力，增加肥大和胶原蛋白合成。
增加肌腱刚度：通过训练增加肌腱刚度，减少肌腱过度拉伸的可能性，提高关节稳定性，并减少受伤风险。
优化肌腱刚度：通过训练找到肌腱刚度的最佳值，与行走和跑步期间的最大效率有关，确保肌腱在跳跃和短跑训练中的适应性。
结合力量与弹性训练：先进行力量训练，再进行pliometric训练，以发展足够的肌肉力量和肌腱刚度，并改善肌腱的机械属性，使其适合产生和维持力量。
改善肌肉-肌腱单位机制的方法
显然，肌肉-肌腱单位的周期-缩短对于许多运动中的成就具有重要作用，因此，通过有效的训练实践来提高刚度是至关重要的。根据先前的研究，最有效的拉伸-缩短训练方法是pliometry（McBride et al., 2008; Myer et al., 2006）。Pliometry包括各种跳跃、跑步和延长步幅的广泛练习，这些练习的基本目标是提高拉伸-缩短周期的效果。尽管这些练习看起来非常简单，但pliometric练习实际上非常复杂，代表了基本运动技能。因此，它们需要一定的时间来发展，并且运动员必须显示出高度的熟练程度，然后才能进行更高级别的练习。这需要通过一系列练习来发展，其中运动员必须表现出高度的熟练程度，以便在实现最大成就和最小化受伤风险方面取得进展。
在引入任何技能到训练计划中时，需要按照允许运动员逐步掌握基础组件的进展顺序。这种进展顺序为运动员提供了适当的刺激，以适应当前的技术和身体能力。Jeffreys（Jeffreys, 2007）指出了确定pliometric练习强度的决定因素：
运动速度 - 速度越大，强度越大；
接触地面的方式 - 单脚接触地面的练习比双脚接触地面的练习强度更大；
运动幅度 - 运动幅度越大，对地面的反应力越大，强度越大；
运动员的体重（或额外负荷） - 体重越大，跳跃时的强度越大；
运动员从离心运动过渡到向心运动的练习（例如，从跳跃到深度跳跃）是强度更大的运动。
一般来说，pliometric练习与两种基本能力有关 - 跳跃和深跳。尽管这些是基础技能，但如果没有适当的发展，将限制运动员的最佳应用，并可能增加受伤的可能性。Jeffreys（Jeffreys, 2007）建议，为了评估pliometric练习的强度并需要发展跳跃和深跳技能，应该使用pliometric金字塔作为引入pliometric练习到训练计划的方法。这涉及到3个类别的练习，每个练习都可以根据目标和强度级别进行设计。
第一类别（单脚跳跃）
这个级别旨在发展基本的跳跃能力，以及非常重要的在控制条件下进行深度跳跃的能力。对于初学者或具有当前深度跳跃困难的运动员，在深跳期间出现的力可以减少。箱子高度变化对运动员来说可能是一个挑战，深跳的力量仍然可以减少。单脚跳跃而不是双脚跳跃仍然可以增加跳跃要求。
第二类别（深度跳跃和保持）
这个级别基于在第一级别发展的深度跳跃能力，目标是发展控制离心力的能力。在开始时，练习的幅度可能较小，进展可以通过增加运动幅度来实现，也可以通过单脚跳跃而不是双脚跳跃来实现。随着深度跳跃技术的进一步发展，这个级别允许运动员适应更大的力量（离心负荷），通过已经学习的Goldziher肌腱器官的反射控制。这个级别，连同运动幅度，应该与运动质量一致，并且进展不应该在运动员能够保持特定控制并且相应接触地面时进行。例如，与地面的五次接触可能会抑制Goldziher肌腱器官，并影响运动员存储能量的能力，这对于下一个级别的减震阶段（Flanagan & Comyns, 2008）至关重要。此外，正如前面提到的，这个级别还需要发展肌肉刚度，通过预激活和拮抗肌的共同激活以及Goldziher肌腱器官的抑制，这将需要几周的时间。
第三类别（短反应时间的跳跃）
这个级别以真正的pliometric训练开始，其中周期-缩短 - 缩短周期被用来改善随后的向心阶段。在这个阶段，运动员进行的活动具有初始的低幅度，目标是减少与地面的接触时间，同时保持有效的深度跳跃技术和控制身体位置。因此，进展是通过增加跳跃幅度和单脚跳跃来实现的。主要涉及跳跃关节的锻炼是跳跃的好例子，其中腿部关节被伸展，运动是在跳跃关节中进行的。一些研究表明，腿部刚度与跳跃关节的刚度有关，因此这样的锻炼可以为这个级别的训练提供良好的开始。
通过通过这些级别的练习，运动员应该已经发展了必要的技能，使他们能够参与完整的pliometric训练。适当的练习，将导致必要的身体适应，可以逐步纳入训练计划。
