运动中的疲劳，知多少？
运动科学头脑风暴
肌肉疲劳的定义
用一个含糊的术语来说，疲劳指的是一种感觉。可能是病毒或细菌感染、受伤或手术后的恢复、情绪、睡眠不足等造成的。然而，这篇文章的重点是帮助大伙理解在体育锻炼或者运动中的“几种生理性疲劳”。
肌肉疲劳的生理原因
疲劳是一种极其复杂的现象。例如，快速短跑和耐力性马拉松的疲劳感就会明显不同。在这两种情况下，导致疲劳的原因也是不同的。首先理解疲劳从生理的角度,我们应该观察刺激过程链中的肌肉收缩产生的信号(图1)。沿着脊髓和大脑的传输到达肌肉纤维(路线1到2)。收缩信号会引起肌肉新陈代谢,导致肌肉收缩的变化从而产生力量输出。肌肉收缩被肌肉中的交感神经元检测到，信号反馈导致反射作用和激活的动力（我们也可以解释为“动机”路线3到5）。虽然我们可以理解疲劳的机制来源于肌肉和大脑的链接，但是导致此机制的生理反馈与动机有很多不同。
肌肉收缩过程的链接
很明显，从大脑到肌肉收缩“指挥所“中受到任何损伤或者信息中断，都将影响力量和能量的输出。然后疲劳成为最终的结果。事实上，疲劳很少是由单一因素引起的，而是由多种因素引起的。接下来我们可以来探讨一下。
能量系统与疲劳
由于肌肉收缩需要能量，所以当能量耗尽时，我们的肌肉就会疲劳，这是合乎逻辑的。根据能量系统，有两种能量燃料对身体活动很重要，并且很容易耗尽。它们是PCr(磷酸肌酸)和糖原。
PCr会在最大限度的耗氧条件下重新建立APT/身体能量的代表形式 “三磷酸腺苷”
能量的分解和重新组合
然而这个过程是可逆的，当高强度运动结束后，在恢复期间，按照上述过程的相反步骤进行PCr重新合成。尽管ATP是直接负责肌肉收缩, 但是由于自身生化结构体积很大，所以身体只是保持了有限的ATP 数量，那就必须启动其他能源系统来产生ATP。再很多大强度运动中，耗尽PCr的结果就是能够快速取代了ATP严重阻碍(受阻)的状况。但是如果继续剧烈的肌肉活动，最终在疲劳时 APT和 PCr均可能耗尽。遗憾的是，PCr在肌肉中的储存量非常有限。因此，在最大努力下，它会在5到10秒内很快耗尽。这就解释了为什么肌肉最大收缩的持续时间一定很短，很快就会感到疲劳。
两大糖原维护血糖
糖原消耗和疲劳
与使用PCr一样，肌糖原消耗的速度是建立在运动强度和持续时间控制的前提下。在持续数分钟以上的事件中，肌糖原成为APT合成的主要能量来源， 但是遗憾的是糖原也会耗尽，尤其是在一个持续性比较久并且强度也在中等偏上的状况下。运动的初期只有适度的压力，那时糖原储存量仍然很高，但是随着时间跨度增加，肌肉糖原水平被逐渐耗尽时，才会感到严重疲劳，这种现象会表现为主动肌开始不听使唤和身体逐渐僵硬 （所谓运动神经反射与激活变得虚弱）因此，类似马拉松运动员“撞墙”的感觉，至少部分可以归因于肌肉糖原消耗。但在耐力运动的后期，血糖可能会做出很大的贡献。随着运动时间的延长，肝脏必须分解更多的糖原以保持血糖水平。然而，与肌肉相比，肝糖原的保留是有限的。因此，当肌肉糖原储存增加时，耐力表现提高就不足为奇了。另外，糖原恢复可能需要数小时，这也充分地证明了疲劳也会持续很长时间， 所以长时间的耐力性运动需要很快地运用营养做补给
乳酸浓度升高的跨度时间
代谢副产品的积累和疲劳
乳酸 lactic acid 与疲劳
最著名的导致疲劳的副产品是乳酸 Lactic acid。它只有在短暂而高度紧张的肌肉运动中才会在肌肉纤维中积聚。因此，跑步中的短距离冲刺，如400米、自行车、游泳，阻力超负荷训练等都会导致大量的乳酸积累。乳酸的积累会导致过量的氢离子从而导致肌肉酸化(导致肌肉酸性),一个条件称为酸中毒。酸中毒干扰肌肉收缩代谢，如糖酵解的速率，ATP产生数量。结果，肌肉力量和力量生产减少，出现急性肌肉酸痛。酸中毒是主要的限制性能和疲劳的主要原因，在最大限度，全力锻炼持续超过20到30秒后酸中毒便会出现，这种酸痛感通常发生在运动中，身体无法聚精会神地进行肌肉收缩。然而在乳酸堆积浓度增加时没有得到休息，还会激发神经传递疲劳的可能性。
神经肌肉链接点
神经传递与疲劳
很多大强度力量训练，产生的的疲劳可能发生在神经肌肉接点(NMJ)，阻止神经传递到肌肉纤维膜。有几个可能的因素阻止神经冲动在神经肌肉接点的传递:
- 通过突触将神经冲动从运动神经传递到肌膜的神经递质(化学物质)的释放或合成可能会减少
- 一旦神经递质传递了冲动，用来分解神经递质的酶可能会变得异常活跃。结果，神经递质浓度降低，不足以启动动作电击
- 分解神经递质的酶可能会变得活性低下，从而导致神经传递产生的化学性积累（乳酸，酸中毒）。因此，肌肉不能放松，加速能量来源的消耗。
- 肌纤维膜上的运动神经元刺激阈值可能增加。这使得肌肉纤维的再生变得更加困难 （迟发性肌肉酸痛）
- 肌肉收缩时肌膜电位下降，因为钾可能会离开肌细胞内间隙，这会间接导致肌肉纤维内钙质得到破坏。因为钙在肌肉收缩过程中非常重要，当钙供应量减少时，肌肉收缩产生的力量和能量受到抑制。（比如抽筋现象）
气温对疲劳的影响
这篇文章已经列举了几个常见情况下导致的疲劳机制，但是造成疲劳的因素会有很多，我们无法依次说得透彻和明白。 大伙可以通过这篇文章的一些蛛丝马迹去思考更多的情况（比如气温，环境的恶化，运动生化效应中的快肌，慢肌活动比例，呼吸肌疲劳，中枢神经的休克式疲劳！！ 等等）
只有我们掌握和理解了较多运动疲劳的起因与机制，才可以有效地制定合理的训练处方以及运动营养方案。
为此而共勉
