力

人体通过组织产生力是一个非常神奇的过程。在某些方面，肌肉与电动机类似，但是不同的是，肌肉的活动是以分子形式呈现的 ^［61］ 。

据研究报道，分子发动机利用化学能（三磷酸腺苷）来做机械功，就像电动机使用电能开展机械作业一样 ^［11］ 。在单个横桥或者肌球蛋白-肌动蛋白相互作用的情况下，产生的力大约是4皮牛 ^［7］ 。因此，在负重100千克深蹲时，我们会动用981万亿皮牛的力或者245万亿横桥做功。每条粗肌丝中大约含有300个肌球蛋白分子，每个分子有两个头，这两个头会附着、转动以及分离来产生力 ^［86］ 。研究表明，这些粗肌丝蛋白很有规律地排列，并构成肌肉中最小的重复功能单元——肌小节。一些数据表明，每10毫米长度的肌纤维中含有2000～2500个肌小节。尽管肌肉的长度各异，但是这一数据为我们提供了每个纤维、每个运动单位以及每块肌肉中所含横桥数量的大概信息 ^［94］ 。

力量输出的调节机制在确定每个横桥做功的量和时间方面至关重要。根据报道，控制整块肌肉的爆发力输出的机制组合有很多种。调节机制始于神经系统和动作电位，以及发送给肌肉的电信号 ^［69］ 。一般而言，骨骼肌会分解成运动单位。对神经元放电频率和每秒动作电位数量的控制，可能是确定力量峰值或力量提升速率（the rate of force development，RFD）的重要因素 ^{［27，84］} 。神经元放电频率高，似乎可以通过肌肉收缩力的集合来提高力量提升的速率，这通常都是由单个动作电位导致的 ^［27］ 。因此，这些肌肉抽搐的速率可以确定它们的力量峰值和力量提升速率（RFD） ^［24］ 。

研究表明，人体通过产生动作电位控制力量产生的固有能力，可以通过训练来加以改变 ^［91］ 。除此之外，还有多种后期过程也会影响力量峰值和力量提升的速率，例如，在神经-肌肉接点或者间隙中，神经递质释放并产生动作电位这一过程 ^［26］ （图1.2）。研究表明，在肌肉纤维中，肌浆网中钙离子的释放和转移速率是可以控制的，同时也可以通过训练进行改变 ^［49］ 。最后，就横桥的动力学而言，还存在一个限制因素 ^［67］ 。这或许可以从三磷酸腺苷的水解作用，肌球蛋白的构型变化，以及肌球蛋白头与肌动蛋白之间的分离和重新附着的速率等方面来考虑。因此，就神经肌肉系统中如何产生力，以及后续如何做功还有多个考量。我们应该将这种力放到肌小节、肌肉纤维以及整块肌肉出现的实际位移中进行研究。