当施加在肌肉上的外力超过肌肉本身产生的张力时，肌肉就会发生离心(拉长)收缩，从而导致肌肉肌腱系统在收缩时被迫拉长。在这个过程中，肌肉吸收外部负荷产生的能量，这就解释了为什么离心收缩也被称为“负功”，而不是向心(缩短)收缩或“正功”[1]。在日常或体育活动中，离心肌肉收缩是大多数运动的一个组成部分。骨骼肌离心收缩以支撑身体的重量对抗重力，并吸收冲击或储存弹性反冲能量，为向心收缩做准备。实际上，离心收缩“高张力和低能耗”两个主要特性使得这种收缩方式成为替代传统肌肉训练的明智方案。离心运动被广泛应用于运动训练中，以提高运动员在执行离心运动任务时的最大肌肉力量。同样也广泛应用于运动康复领域，尤其是在治疗肌腱疾病方面[2]。越来越多的证据表明，离心运动在特殊人群的老年人或患有神经肌肉病变等慢性健康疾病的患者中的益处[3]。
1、 离心运动与肌肉损伤
随着不断发展，人们广泛地使用离心运动来增加训练过程中产生的机械刺激(即力量或机械能)，同时最大限度减少代谢刺激(即能量消耗)的策略。向心和等长肌肉运动也可能导致运动性肌肉损伤(exercise-induced muscle damage,EIMD)，而离心运动可能导致细胞骨架和肌肉纤维微损伤发生更重要的改变，特别是产生高张力时高速离心肌肉动作或较短肌肉长度。运动性肌肉损伤症状包括肌肉延迟性酸痛(delayed onset muscle soreness,DOMS)、僵硬、肿胀和各种功能缺陷，如张力产生能力丧失或本体感觉功能下降。一次不习惯的离心收缩导致了肌肉损伤，而重复相同的离心动作后，运动性肌肉损伤程度逐渐减少，这种现象称为“重复运动效应”现象。因此，参与常规离心训练方案的受试者比未受过训练的人更不易受运动引起的肌肉损伤。目前，已经提出神经、机械力和细胞适应性有助于这种适应性肌肉反应，但还没有统一的理论。根据神经理论，运动性肌肉损伤是由剧烈离心收缩期间施加在少量活化肌纤维上的高机械应力引起的。神经适应性包括提高运动单位的同步性和激活大量的运动单位，这主要是通过募集更多数量的慢肌纤维神经适应性。根据神经有助于重复运动效应的观察，可以看到同侧最大离心肌肉动作具有对侧保护作用[4]，但对侧肢体的保护程度低于同侧肢体的保护程度。
2 、离心运动在运动康复中的应用
2.1、 肌腱腱病
慢性离心运动已成为治疗以跟腱、髌骨和外侧髁上肌腱炎为主的肌腱病变的主要方法。慢性跟腱炎的特征是跟腱长期伴有炎症、肌腱结构异常和疼痛，特别是在活动中，如跑步。疼痛导致身体活动减少和肌肉萎缩。而传统非手术治疗，包括物理治疗和休息，往往不能缓解，而通过外科手术去修复肌腱往往是有规定的，这可能会让运动员数月无法活动。Alfredson等[5]对15名患有严重跟腱病的运动员进行12周的离心训练，干预后，所有接受过离心训练的运动员在疼痛减轻的情况下恢复了受伤前的运动水平，肌腱结构改善。尽管目前尚不清楚哪些肌肉骨骼的改变导致了疼痛的减轻，但可能的改变包括肌腱硬度的降低，新生血管的增加，神经可塑性，以提高神经肌肉的协调性和肌肉力量，从而减少肌腱负荷，从而改善肌腱健康。
2.2、 肌肉减少症
由于人口日益老龄化，制订改善老年人生活质量的战略已成为一项重大关切。衰老最明显和致残的后果之一是肌肉减少症，其特征是随着年龄的增长，骨骼肌的尺寸和功能会逐渐减小。研究发现[6]，肌肉减少与肌肉内脂肪和结缔组织的增加、肌肉力量的降低有关，此外心血管功能障碍还会降低有氧能力。这些变化导致老年人功能独立性下降，严重损害老年人的生活质量和预期寿命。此外，多项证据表明，运动训练可以预防或逆转肌肉老化。的确，通过比较训练有素的年轻和老年人肌肉特征发现，训练有素的运动员都可以维持和改善肌肉功能，与年龄无关。Mueller等[7]研究发现，离心训练后老年人肌肉质量的增加与传统运动训练所观察到的肌纤维横截面积(肥大)的增加并不相同。推测离心训练后的肌肉生长似乎是通过增加一系列的肌节或增生来实现的。虽然现有的证据表明离心训练方案在老年人中得到了很好地认同与接受，而另研究发现，老年人对与运动相关的肌肉损伤表现出更大的脆弱性。Manfredi等[8]实验发现，将5名年轻人(20-30岁)和5名未受过训练的老年人(59-63岁)进行了三次15分钟的离心运动，取股外侧肌进行活检，发现与年轻人相比，老年人中肌节组织紊乱的比例更高。因此，在开展老年人离心训练项目时，强烈建议谨慎而安全地进行离心训练强度的增加。
3、 离心运动在病理状态中的应用
离心训练是一种很有前途的训练方式，离心训练可用于冠状动脉供血不足的患者[9]，以增加其肌肉力量以及在心血管压力最小的情况下获得功能性益处。与向心周期训练相比，离心周期训练使冠状动脉患者下肢最大肌力增加9-15%，肌纤维体积增加，左心室平均射血分数提高了14%，输出功率比向心组高4倍。慢性阻塞性肺病患者的通气能力在运动期间受到中度至严重的限制，使他们无法进行高强度的运动。离心训练可能允许这些患者在高张力，低代谢需求的情况下进行运动[10]。
对于II型糖尿病患者[11]，在有氧训练计划中加入离心运动可有效地改善葡萄糖耐量并降低糖化血红蛋白值。目前有几种机制可以解释离心运动训练对糖尿病患者的有益作用，其中包括参与呼吸作用的线粒体蛋白的上调、糖原合酶活性的增加和收缩蛋白含量的增加，从而导致基础代谢率的提高，增加绝对葡萄糖摄取。离心训练可能代表一种有趣的运动干预，以减少超重和糖尿病人群的危险因素。
4、 结语与建议
离心运动具有特定的机械力、代谢和心脏循环特性，促进其在各种环境中的应用，其最终目标，对想要进一步提高运动能力的运动员来说是提高他们的肌肉功能和运动能力，对有心肺、代谢、神经或癌症病理的老年受试者或患者来说，就是希望能够改善他们的生活质量。尽管最近证据表明离心训练干预在多个领域的益处，但确实有必要进一步研究离心收缩的生理学机制，以便更详细地探讨离心训练对老年人或慢性病患者的长期影响。
参考文献
[1]Abbott B C,Bigland B,Ritchie J M. The physiological cost of negative work[J]. Journal of Physiology,1952,117(3):380.
[2]Kaux J F,Drion P,Libertiaux V,etc. Eccentric training improves tendon biomechanical properties:A rat model[J]. J Orthop Res,2013,31(1):119-24.
[3]Hyldahl R D,Hubal M J. Lengthening our perspective:Morphological,cellular,and molecular responses to eccentric exercise[J]. Muscle Nerve,2014,49(2):155-70.
2 、离心运动在运动康复中的应用
2.1、 肌腱腱病
慢性离心运动已成为治疗以跟腱、髌骨和外侧髁上肌腱炎为主的肌腱病变的主要方法。慢性跟腱炎的特征是跟腱长期伴有炎症、肌腱结构异常和疼痛，特别是在活动中，如跑步。疼痛导致身体活动减少和肌肉萎缩。而传统非手术治疗，包括物理治疗和休息，往往不能缓解，而通过外科手术去修复肌腱往往是有规定的，这可能会让运动员数月无法活动。Alfredson等[5]对15名患有严重跟腱病的运动员进行12周的离心训练，干预后，所有接受过离心训练的运动员在疼痛减轻的情况下恢复了受伤前的运动水平，肌腱结构改善。尽管目前尚不清楚哪些肌肉骨骼的改变导致了疼痛的减轻，但可能的改变包括肌腱硬度的降低，新生血管的增加，神经可塑性，以提高神经肌肉的协调性和肌肉力量，从而减少肌腱负荷，从而改善肌腱健康。
2.2、 肌肉减少症
由于人口日益老龄化，制订改善老年人生活质量的战略已成为一项重大关切。衰老最明显和致残的后果之一是肌肉减少症，其特征是随着年龄的增长，骨骼肌的尺寸和功能会逐渐减小。研究发现[6]，肌肉减少与肌肉内脂肪和结缔组织的增加、肌肉力量的降低有关，此外心血管功能障碍还会降低有氧能力。这些变化导致老年人功能独立性下降，严重损害老年人的生活质量和预期寿命。此外，多项证据表明，运动训练可以预防或逆转肌肉老化。的确，通过比较训练有素的年轻和老年人肌肉特征发现，训练有素的运动员都可以维持和改善肌肉功能，与年龄无关。Mueller等[7]研究发现，离心训练后老年人肌肉质量的增加与传统运动训练所观察到的肌纤维横截面积(肥大)的增加并不相同。推测离心训练后的肌肉生长似乎是通过增加一系列的肌节或增生来实现的。虽然现有的证据表明离心训练方案在老年人中得到了很好地认同与接受，而另研究发现，老年人对与运动相关的肌肉损伤表现出更大的脆弱性。Manfredi等[8]实验发现，将5名年轻人(20-30岁)和5名未受过训练的老年人(59-63岁)进行了三次15分钟的离心运动，取股外侧肌进行活检，发现与年轻人相比，老年人中肌节组织紊乱的比例更高。因此，在开展老年人离心训练项目时，强烈建议谨慎而安全地进行离心训练强度的增加。
3、 离心运动在病理状态中的应用
离心训练是一种很有前途的训练方式，离心训练可用于冠状动脉供血不足的患者[9]，以增加其肌肉力量以及在心血管压力最小的情况下获得功能性益处。与向心周期训练相比，离心周期训练使冠状动脉患者下肢最大肌力增加9-15%，肌纤维体积增加，左心室平均射血分数提高了14%，输出功率比向心组高4倍。慢性阻塞性肺病患者的通气能力在运动期间受到中度至严重的限制，使他们无法进行高强度的运动。离心训练可能允许这些患者在高张力，低代谢需求的情况下进行运动[10]。
对于II型糖尿病患者[11]，在有氧训练计划中加入离心运动可有效地改善葡萄糖耐量并降低糖化血红蛋白值。目前有几种机制可以解释离心运动训练对糖尿病患者的有益作用，其中包括参与呼吸作用的线粒体蛋白的上调、糖原合酶活性的增加和收缩蛋白含量的增加，从而导致基础代谢率的提高，增加绝对葡萄糖摄取。离心训练可能代表一种有趣的运动干预，以减少超重和糖尿病人群的危险因素。
4、 结语与建议
离心运动具有特定的机械力、代谢和心脏循环特性，促进其在各种环境中的应用，其最终目标，对想要进一步提高运动能力的运动员来说是提高他们的肌肉功能和运动能力，对有心肺、代谢、神经或癌症病理的老年受试者或患者来说，就是希望能够改善他们的生活质量。尽管最近证据表明离心训练干预在多个领域的益处，但确实有必要进一步研究离心收缩的生理学机制，以便更详细地探讨离心训练对老年人或慢性病患者的长期影响。
参考文献
[1]Abbott B C,Bigland B,Ritchie J M. The physiological cost of negative work[J]. Journal of Physiology,1952,117(3):380.
[2]Kaux J F,Drion P,Libertiaux V,etc. Eccentric training improves tendon biomechanical properties:A rat model[J]. J Orthop Res,2013,31(1):119-24.
[3]Hyldahl R D,Hubal M J. Lengthening our perspective:Morphological,cellular,and molecular responses to eccentric exercise[J]. Muscle Nerve,2014,49(2):155-70.
《肌肉离心收缩的功能及其实践意义》来源：《体育世界(学术版)》，作者：赵倩