抽筋可以说是当今体育界最不被理解的现象。尽管提出了许多理论来解释其发生,但没有一种理论能充分说明抽筋的原因。

在科学领域,抽筋被定义为在剧烈运动期间或之后发生的痉挛性、非自主且极其痛苦的肌肉收缩。

几乎每位运动员都曾在某个时刻遭遇过抽筋,然而抽筋的起因以及如何预防它们仍然是个谜。

本文将基于最新医学研究,系统分析抽筋的诱发因素,并提供科学的预防方案。同时,我们还整理了一系列实用的应急处理方法,帮助您在抽筋发生时及时缓解。无论您是正在被抽筋困扰,还是想要预防未来可能发生的抽筋,这些建议都将为您提供切实可行的帮助。


为什么会出现抽筋?

1. 电解质失衡或脱水引起的抽筋

一百年前,针对痉挛的首批观察性研究是对工作在高温高湿环境中的矿工进行的。

矿工们经历了抽筋,并且脱水。科学家很快将这两者联系起来,提出了脱水和电解质缺乏(如钠、镁、钾等)是导致抽筋发生的原因的理论。

然而,这一关联的主要问题在于,汗液始终是低渗(低渗就是指汗液中的盐分浓度比血液中的要低。)的,即使在那些汗液更“咸”的人身上也是如此。这意味着汗液中的钠浓度总是低于血液中的钠浓度。因此,我们出汗越多,血液中的钠浓度就越高。

换句话说,汗液比血液更稀薄,含有的矿物质盐分更少。虽然电解质确实会通过汗液流失,但与水分相比,它们的流失比例较小。因此,仅电解质缺乏不会引发抽筋。

此外,如果脱水影响全身,为什么抽筋只发生在最活跃使用的肌肉中?

  科学研究

2004 年,一项重要研究对于超长距离运动员(56 公里)进行了测试,以验证这一理论。科学家分析了比赛前后血浆电解质浓度及其与抽筋发生的关系。

主要研究发现:人体内的钠、镁、钾含量高低,与是否会抽筋没有明确的关系。一个意外发现是,抽筋的运动员反而比没抽筋的运动员出汗少、水分流失更少。这表明抽筋的发生与脱水或电解质水平无关。该研究还揭示了其他有趣的发现,我们将继续深入。

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最重要的发现是,就是并没有什么发现……

次年,同一组研究人员进行了一项更高级的研究,对象是铁人三项比赛的选手。结果再次相似,那些经历过抽筋的运动员最终比没抽筋的运动员稍微多补充了一些水分。换句话说,补水更多的运动员仍然可能发生抽筋,这与传统认为“脱水导致抽筋”的理论相矛盾。From a 2010 study at the University of North Dakota

但毫无疑问,对该理论的“致命一击”来自于 2010 年 University of North Dakota 的一项研究,该研究由佳得乐资助,旨在建立电解质消耗(他们生产的)与抽筋之间的明确联系。出乎意料的是,研究人员得出结论,3%的脱水水平似乎并不预示着容易抽筋。此外,他们承认抽筋似乎与神经肌肉疲劳的关系更大,而非 hydration status(水分状态)。

研究结果却出乎意料,研究人员发现即使人体达到 3%的脱水水平(通常被认为是显著的脱水状态),也并不能直接导致或预示肌肉抽筋的发生。进一步指出,肌肉抽筋可能与“神经肌肉疲劳”有关,而非单纯的脱水或电解质失衡。

神经肌肉疲劳指的是肌肉和神经系统在长时间或高强度运动后出现的功能性疲劳。

3. 由于神经肌肉疲劳引起的抽筋

由于脱水理论似乎不太可能,一项来自开普敦大学的观察性研究 ——针对经历过抽筋的运动员的问卷调查——表明抽筋可能是由肌肉疲劳引起的。主要研究人员之一 Schwellnuss 提出,抽筋是神经信号持续地、不正常地刺激肌肉,导致肌肉无法放松,从而引发抽筋。

为了说明这一点,我将简化神经是怎么指挥肌肉的。

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横纹肌是我们能够自主控制的组织。当大脑发出收缩的信号时——例如在踩踏踏板时收缩股四头肌——它会向脊髓发送神经冲动。随后,特定的神经元(称为下运动神经元)将这一电信号传递到目标肌肉。

当电脉冲到达肌肉纤维时,肌肉纤维会在电脉冲的作用下发生收缩。这种收缩是肌肉运动的基础。

肌肉纤维是肌肉的基本组成单位,负责执行收缩和放松的功能。

肌肉在收缩与放松之间不断交替。在正确的骑行姿势下,肌肉在用力踩踏时收缩,而在恢复时放松。在另一种运动形式如跳跃中,股四头肌在起跳时会短暂收缩,并在推进完成后放松。

当肌肉收缩后无法放松时,就会引发抽筋。这是由于运动神经元功能异常,持续传递电脉冲,导致肌肉维持收缩状态。

那么,真正的问题是:为什么这些运动神经元会失效?为什么会出现抽筋?

尽管抽筋的发生与许多因素相关,但有一个在科学文献中反复提及的关键因素:疲劳。

疲劳作为抽筋的原因

疲劳是导致抽筋的主要线索之一,抽筋仅出现在活跃的肌肉中——尤其是那些跨越两个关节并在缩短位置工作的肌肉。

这类肌肉(如腘绳肌、股四头肌、腓肠肌等)在运动中通常需要承担更复杂的功能,因为它们同时作用于两个关节,增加了工作负荷和疲劳的可能性。

例如,游泳运动员经常出现小腿肌肉抽筋:由于游泳时需要脚踝伸展,这些肌肉处于收缩状态。

抽筋通常发生在比赛期间,尤其是在更加疲劳的后期阶段。

回顾 Schwellnuss 的作品,其价值不可估量,除了他最初的假设外,还出现了几个引人入胜的结论:

  • 起步过快:在比赛中,抽筋的运动员起步的平均速度比未抽筋的运动员快 13 分钟。

  • 肌肉疲劳:比赛前的三天内,发生抽筋的运动员训练量几乎是未发生抽筋运动员的两倍。

  • 肌肉损伤:在比赛前,抽筋的运动员显示出更高水平的肌酸激酶(CK),这表明肌肉受损。此外,他们还表示腓肠肌疼痛更为严重。

  • 赛前拉伸:93%的抽筋运动员在运动前进行了拉伸,而只有 54%的未抽筋运动员进行了拉伸。乍一看,这可能会让人误以为“赛前拉伸会导致抽筋”,因为抽筋运动员中拉伸的比例更高。抽筋运动员可能本身肌肉状态较差(如已有疲劳或损伤),因此更倾向于通过拉伸来缓解不适,但这并未真正解决问题。

在这个理论中,抽筋的确切生理基础仍然不明确。科学家们分为两大阵营:

  1. 中枢起源:简而言之,他们认为疲劳起源于中枢神经系统层面,导致运动神经元过度兴奋。

  2. 外周起源:他们认为肌肉疲劳会扰乱运动神经元功能。

目前,外周起源理论得到了更多证据的支持,尽管相比中枢疲劳理论,它更易于测量。这两种理论很可能是共存的,因为它们并不相互排斥。若需了解更多内容,请参阅 Buskard 的论文

在实践中,哪一方正确并不重要,因为双方可能都有道理,而且他们都同意一点:疲劳会导致抽筋

精神疲劳是否会像肌肉疲劳一样导致抽筋?

增加抽筋可能性的因素

正如之前提到的,任何导致精神或肌肉疲劳加重的因素都会提高抽筋的几率。

从科学文献和实践表明,有几个因素与抽筋的高发率有关:

肌肉损伤:如速度、减量训练、高温和脱水等因素。

毫无疑问,肌肉损伤是引发抽筋的主要因素。有人倾向于将其简化为训练状态不佳所致,但观察证据表明:即便是处于巅峰状态的精英运动员也会经历抽筋。快速搜索即可发现,一些赛季中状态最佳的顶级自行车手仍会遭受抽筋之苦

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在 3 区以下骑行 10 分钟大约消耗 20 克碳水化合物,这能为他提供大约 5 分钟的阈值强度骑行能量。当差距再次拉开时, 第二集团就放弃了。

通常,任何导致疲劳的压力因素(无论是身体的还是环境的)都会提高发生抽筋的可能性。

抽筋通常发生在极度消耗体力的比赛末尾,身体极度疲劳的时候。

通常,当我们遭遇抽筋时,已经超出了我们所能承受的范围。我们已经造成了无法修复的损伤。

比赛前的肌肉损伤和训练不足都可能导致抽筋的增加。抽筋通常发生在赛季初(因训练不足)或赛季末(因疲劳)。

脱水或高温本身不会引起抽筋,但它们确实会通过加重运动员的疲劳程度而促使抽筋发生。

  遗传学

毫无疑问,有些人天生就比其他人更容易抽筋——就像我一样。

一些实验研究表明 Stretch sensitivity of Golgi tendon organs in fatigued gastrocnemius muscle.,在相同电负荷条件下(模拟神经潜能),有些人会出现抽筋,而另一些人则不会。那些在较低电位下即可引发收缩的人,通常与更多的抽筋发作相关联。

这可能是肌肉损伤后最重要的因素,即使其他方面都做得很好,如果你容易抽筋,很可能还会再次遇到这个问题。

压力与精神疲劳

正如我们所见,任何对中枢神经系统造成压力的因素都可能提高我们发生抽筋的可能性。

慢性或急性压力和精神疲劳可能会对神经系统(文章 https://nyaspubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1196/annals.1314.001)的结构和功能造成暂时性损害,这可能导致运动神经元过度兴奋,并使它们更容易引发抽筋。

与比赛非常相似的训练课程往往不会导致运动员出现的抽筋,甚至有些运动员在比赛中几乎未使用的肌肉(如手臂、手指等)也开始出现抽筋。事实上,抽筋通常在放坡、改变姿势时或即将摔倒时更频繁地出现。

抽筋的原因多种多样且复杂,难以归结为单一因素。然而,我注意到比赛中抽筋的发生与运动员的紧张情绪或缺乏经验密切相关。比赛时的高度激活状态——如压力、焦虑或咖啡因的影响——可能会改变肌肉的收缩与放松周期,缩短每次踩踏的放松时间,从而增加抽筋的风险。

这与常见的观察相符:经验不足的人更容易频繁出现抽筋现象,而随着经验的积累,这种情况会逐渐减少。此外,咖啡因会显著提高抽筋的可能性,因为它会激活交感神经系统,使我们处于高度警觉的状态。。

就我个人观察,我发现运动员在工作或个人压力较大的几周内,抽筋的情况更为频繁。此外,像摔车(或险些摔车)这样的强烈急性压力事件,与之后抽筋的发生有着密切的关联。

  咖啡因摄入
虽然目前没有科学研究直接证明咖啡因与抽筋的发生有关,但从理论上讲,咖啡因的摄入可能通过影响神经系统与肌肉两方面来增加抽筋的风险。

  • 咖啡因可能会增加神经系统中运动神经元和神经的过度兴奋性。

  • 咖啡因能让你表现更佳,因此积累更多肌肉疲劳。这种更严重的疲劳会增加抽筋的几率。

如果担心抽筋而停止摄入咖啡因,我认为没有必要。即使可能增加抽筋风险,提升表现能力仍然应该是我们的首要考虑。

  拉伸
持续的拉伸训练与更多的抽筋发作有关(研究)。但有趣的是,面对抽筋时,拉伸是缓解抽筋并防止其很快复发的最佳方法研究 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/15970952/)。

  年龄和性别
一些研究,例如这项研究 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/23774284/这项研究 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/24815928/,发现 50 岁以上的运动员比年轻运动员更容易出现抽筋。

此外,他们发现男性比女性更容易出现抽筋现象。

怎样才能降低发生抽筋的几率?

如果抽筋是由于疲劳导致的,那么任何能够缓解身体或精神疲劳的方法都可以减少抽筋的发生概率。

在最为有效的方法中,我们有:

  1. 运动期间碳水化合物和电解质的摄入

  2. 合理减量:在比赛前避免肌肉疲劳。

  3. 良好的赛前训练:为比赛需求做好准备。

  4. 减轻压力在活动前的几天里,增加睡眠时间。

  5. 提高最大力量,这将减少由追击加速引起的肌肉损伤。

  6. 增强有氧能力,这将减少因运动而产生的疲劳。

现在,我将分享一些不太为人所知的方法。虽然还有很多,但这里我只提及那些有经过科学验证且基于证据合理的策略。

  正确生物力学
不正确的骑行或跑步姿势会导致肌肉在其理想范围之外工作,处于缩短或过度拉伸的状态,这会大大增加抽筋和受伤的风险。

  过度换气
2011 年的一项研究表明 https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21539699/,过度换气方法能够防止抽筋或降低抽筋发生的概率。

瞬时受体电位离子通道(TRP)

瞬时受体电位离子通道(TRP 通道)是一种特殊的蛋白质,位于细胞膜上,能够让离子进出细胞。

意外的发现,例如芥末、辣椒和腌咸菜汁能减少抽筋发生率(研究 https://www.citeulike.org/user/EEsterling/article/9152153),让科学家认为除了疲劳,还有其他因素会引发抽筋。

这些辛辣食物含有激活离子通道受体的分子,刺激消化系统中的神经,因此我们会感到“辣”。它们并不会真的造成伤害,但会引发与消化道着火相似的神经反应。

诺贝尔奖得主神经科学家 Rod MacKinnon 创办了一家公司,该公司基于这些受体开发了一种产品,用于预防抽筋。这款名为 Hot Shot https://www.flex-pharma.com/hotshot.php 的产品自推出以来已创造了超过 1 亿美元的收入,尽管我无法确认其有效性。考虑到其高昂的价格,人们可能会好奇,像辣椒、姜、芥末或腌咸菜这样的辛辣食物是否也能产生类似的效果。

  小窍门

想象一下:你正在参加一场关键的比赛,处于领先集团,接近最后的爬坡。你发起进攻,然后……抽筋了!

  一切都完了!!!

职业选手在这种情况下有一个“小窍门”。虽然它不一定每次都有效,抽筋可能会再次发生,但通常可以暂时缓解抽筋的强度,让你无需停下继续比赛。。

通过刺扎抽筋的肌肉来触发自动防御反射。这一刺扎激活了屈肌反射,其中痛觉受体的刺激会在关节的屈肌中产生自动反应。

例如,股四头肌负责伸展膝盖。通过刺激它,反射会让拮抗肌(如腘绳肌)收缩,主动肌放松,从而缓解抽筋。

虽然这可能显得不太传统,但它在专业领域已被成功应用多年,尽管缺少公开发表的研究。这是另一个经验常常先于科学的例子。

  到底怎么做?

人们通常会使用比赛号码布上的别针。就我个人而言,我喜欢做更充分的准备:如果我预计比赛会很艰难,我会携带一个用酒精消毒过的干净别针,放在运动衫的褶皱处以便随时取用。做好准备总是明智的!

自己刺大腿听起来可能让人害怕,但相比抽筋时的痛苦,这或许反而不是最需要担心的事。

如果快速轻微的刺扎浅层,抽筋应该会暂时消失,并且也没有血液流出。

注意,目标是触发反射,而不是自残。

  结论

抽筋仍然是许多运动员面临的谜题和困扰。

虽然我们知道多种因素会增加或减少抽筋的可能性,但科学尚未揭示导致运动神经元功能障碍的确切生理机制。

我们了解到,抽筋并非如曾经认为的那样由电解质缺乏或脱水引起,而是由肌肉疲劳增加所致。任何导致疲劳加剧的压力源——无论是身体、环境还是心理上的——都会提高抽筋的概率。

一些机制和技术已被提出以减少或预防抽筋,例如触发屈肌反射或激活 TRP 受体。

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结语

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