介绍
那些举重的人广泛追求增加瘦体重。鉴于肌肉横截面积和肌肉力量之间的强相关性 ( 111 )，增加肌肉质量是参与力量和力量运动（如足球、橄榄球和举重）的运动员的主要目标。肌肉质量对于健美运动也很重要，在这项运动中，运动员的肌肉发育数量和质量都会受到评判。在更普遍的层面上，许多渴望充分发展自己体质的休闲举重运动员也追求肌肉肥大。因此，肌肉质量的最大化对与运动和健康相关的各种人群具有深远的影响。
在未经训练的受试者中，在阻力训练的初始阶段几乎不存在肌肉肥大，大部分力量增益来自神经适应（124）。然而，在训练的几个月内，肥大开始成为主要因素，上肢先于下肢肥大 ( 124,177 )。遗传背景、年龄、性别和其他因素已被证明可以调节对训练方案的肥大反应，影响瘦肌肉质量的增长速度和总量 ( 93 )。此外，随着训练经验的积累，增加瘦肌肉质量变得越来越困难，从而提高了适当的常规设计的重要性。
虽然肌肉肥大可以通过广泛的阻力训练计划来实现，但特异性原则表明，一些常规会比其他常规促进更大的肥大 ( 16 )。然而，缺乏关于实现这一目标的最佳方法的研究。健美运动员通常以中等负荷和相当短的休息间隔进行训练，这会导致大量的代谢压力。另一方面，举重运动员通常在高强度负荷和组间休息时间较长的情况下进行训练。尽管已知两组都显示出令人印象深刻的肌肉发达，但尚不清楚哪种方法最适合最大化肥大增益（149) 或者其他训练方法是否可能更好。因此，本文的目的有两个：（a）广泛回顾有关肌肉肥大机制及其在阻力训练变量中的应用的文献，以及（b）从研究中得出结论并制定针对肌肉肥大的特定程序最大化肌肉生长。
肌肉肥大的类型
肌肉肥大可以被认为与肌肉增生不同且分开。在肥大期间，收缩元件扩大，细胞外基质扩大以支持生长（187）。这与增生相反，增生会导致肌肉内纤维数量的增加。收缩性肥大可以通过串联或并联肌节来实现。
传统抗阻训练计划之后的大部分运动引起的肥大是由于平行添加的肌节和肌原纤维增加所致 ( 135,179 )。当骨骼肌受到超负荷刺激时，会引起肌纤维和相关细胞外基质的扰动。这引发了一系列肌源性事件，最终导致肌原纤维收缩蛋白肌动蛋白和肌球蛋白的大小和数量增加，以及平行的肌节总数。这又增加了单个纤维的直径，从而导致肌肉横截面积的增加（182）。
肌节的连续增加导致给定的肌肉长度对应于较短的肌节长度（182）。当肌肉被迫适应新的功能长度时，会出现连续性肥大。这在放置在石膏中的四肢中可以看到，在长肌肉长度处固定关节会导致连续的肌节数量增加，而在较短肌肉长度处固定会导致肌节减少（182）。有一些证据表明，某些类型的运动会影响连续肌节的数量。林恩和摩根（107) 表明，当大鼠爬上跑步机（即倾斜）时，它们的肌节数量连续低于下降（即下降）的那些。这表明重复的仅离心动作会导致更多的肌节串联，而仅由向心收缩组成的运动会导致肌节长度连续减少。
据推测，各种非收缩性元素和体液的增加可能会加剧肥大 ( 108,205 )。这被称为“肌浆肥大”，可能会导致更大的肌肉体积而不会同时增加力量（154）。肌浆肥大的增加被认为是特定于训练的，研究表明健美运动员的肌肉肥大与举重运动员的肌肉肥大不同（179）。具体来说，与举重运动员相比，健美运动员倾向于表现出更大的肌内膜结缔组织增殖和更高的糖原含量（109,177)，大概是因为训练方法的不同。尽管肌浆肥大通常被描述为无功能性，但与其对细胞肿胀的影响相关的慢性适应可能会介导随后的蛋白质合成增加，从而导致更大的收缩性生长。
一些研究人员提出了这样一种可能性，即横截面积的增加可能至少部分是由于纤维数量的增加（8）。Kelley ( 84 )的一项荟萃分析发现，由于机械过载，某些动物物种在实验条件下会发生增生。在使用鸟类与哺乳动物模型的组中，肌肉纤维数量的增加最大，并且拉伸超负荷产生的纤维数量增加大于运动。然而，随后的研究表明，这些观察结果可能是错误的，结果归因于将伸长纤维的复杂排列误算为更大的纤维数量（135）。缺乏在人类受试者中发生增生的证据，如果真的发生，对肌肉横截面积的总体影响似乎很小 ( 1,108 )。
卫星细胞和肌肉肥大
肌肉是一种有丝分裂后组织，这意味着它在整个生命过程中不会经历显着的细胞更换。因此，需要一种有效的细胞修复方法来避免细胞凋亡和维持骨骼质量。这是通过肌肉蛋白质合成和降解之间的动态平衡来实现的 ( 69,182 )。当蛋白质合成超过蛋白质分解时，就会发生肌肉肥大。
肥大被认为是由位于基底层和肌膜之间的卫星细胞的活动介导的 ( 66,146 )。这些“肌源性干细胞”通常处于静止状态，但当对骨骼肌施加足够的机械刺激时会变得活跃（187）。一旦被唤醒，卫星细胞就会增殖并最终与现有细胞或它们自身融合以产生新的肌纤维，从而提供修复和随后生长新肌肉组织所需的前体 ( 182 )。
卫星细胞被认为以多种方式促进肌肉肥大。一方面，他们向肌肉纤维捐赠了额外的细胞核，增加了合成新的收缩蛋白的能力（123）。由于肌肉的核含量与纤维质量比在肥大期间保持不变，因此变化需要有丝分裂活性细胞的外部来源。卫星细胞保留有丝分裂能力，因此充当肌核池以支持肌肉生长（15）。这与肌核结构域的概念一致，即肌核在有限的肌浆体积中调节 mRNA 的产生，并且纤维尺寸的任何增加都必须伴随肌核的成比例增加。鉴于肌肉由多个肌核区域组成，可以想象由于区域数量的增加（通过肌核数量的增加）或现有区域大小的增加而发生肥大。两者都被认为发生在肥大，卫星细胞的贡献很大（182）。
此外，卫星细胞共表达有助于肌肉修复、再生和生长的各种肌源性调节因子（包括 Myf5、MyoD、肌生成素和 MRF4） ( 27 )。这些调节因子与肌肉基因启动子中存在的序列特异性 DNA 元件结合，每个元件在肌生成中发挥不同的作用 ( 148,155 )。
生肌途径
许多信号通路促进运动诱导的肌肉肥大，其中机械刺激的作用被分子转导到下游目标，这些目标改变肌肉蛋白质平衡，有利于合成而不是降解。已经确定了几种主要的合成代谢信号通路，包括 Akt/哺乳动物雷帕霉素靶蛋白 (mTOR)、丝裂原活化蛋白激酶 (MAPK) 和钙-(Ca 2+ ) 依赖性通路。以下是这些途径的概述。
雷帕霉素通路的 Akt/哺乳动物靶点
Akt/mTOR 通路被认为是调节骨骼肌生长的主要网络 ( 18,77,181 )。虽然具体的分子机制尚未完全阐明，但 Akt 被认为是分子上游节点，它既是合成代谢信号的效应器，也是分解代谢信号的主要*制剂抑** ( 126,182 )。当被激活时，Akt 向 mTOR 发出信号，然后对促进肌肉组织肥大的各种下游靶点产生影响。
丝裂原活化蛋白激酶途径
丝裂原活化蛋白激酶被认为是基因表达、氧化还原状态和代谢的主要调节剂 ( 88 )。针对运动引起的骨骼肌肥大，MAPK 已被证明将细胞应激与肌细胞中的适应性反应联系起来，从而调节生长和分化 ( 147 )。三种不同的 MAPK 信号模块与运动诱导的肌肉肥大相关：细胞外信号调节激酶 (ERK 1/2)、p38 MAPK 和 c-Jun NH 2-末端激酶（JNK）。在这些模块中，JNK 已被证明对机械张力和肌肉损伤最敏感，并且对离心运动特别敏感。运动诱导的 JNK 激活与调节细胞增殖和 DNA 修复的转录因子 mRNA 的快速上升有关 ( 9,10 )。
钙依赖途径
多种Ca 2+依赖性途径与肌肉肥大的调节有关。钙调神经磷酸酶 (Cn) 是一种 Ca 2+调节的磷酸酶，被认为是 Ca 2+信号级联*特中**别重要的调节剂。Cn 作用于 Ca 2+途径的下游并介导各种肥大效应因子，例如肌细胞增强因子 2、GATA 转录因子和活化 T 细胞的核因子 ( 118 )。Cn 依赖性信号传导与所有纤维类型的肥大有关，其抑制作用已被证明可防止肌肉生长，即使在肌肉超负荷的情况下也是如此 ( 35,36 )。
激素和细胞因子
激素和细胞因子在肥大反应中起着不可或缺的作用，充当合成代谢过程的上游调节剂。合成代谢激素浓度升高会增加受体相互作用的可能性，促进蛋白质代谢和随后的肌肉生长 ( 31 )。许多还参与卫星细胞的增殖和分化，并可能促进卫星细胞与受损纤维的结合，以帮助肌肉修复 ( 182,187 )。
肥大的激素调节是复杂的，许多激素和细胞因子被认为有助于反应。肝生长因子、白细胞介素 5 (IL-5)、白细胞介素 6 (IL-6)、成纤维细胞生长因子和白血病抑制因子均已被证明可促进合成代谢 ( 162,182,187)。胰岛素也被证明具有合成代谢特性，对减弱蛋白水解而不是提高蛋白质合成有更大的影响。胰岛素还被认为可以诱导卫星细胞的有丝分裂和分化 ( 187)。然而，鉴于运动过程中胰岛素水平受到抑制，它不是运动方案的可修改方面，因此此处不再进一步讨论。
各种类型的运动已被证明会引起急性的，在某些情况下是慢性的，荷尔蒙变化似乎在调节肥大信号系统中发挥作用（119）。这些激素中研究最广泛的 3 种是胰岛素样生长因子 (IGF-1)、睾酮和生长激素 (GH)。一些研究人员质疑对运动的急性荷尔蒙反应是否提供了显着的合成代谢刺激 ( 191,194 )，然而，由于这些研究中固有的实验局限性以及相反的大量主流基础和应用证据，这种公开驳斥荷尔蒙信号在训练期间抵抗运动产生的生理适应中的重要性是没有背景的，而且还为时过早。
胰岛素样生长因子
胰岛素样生长因子通常被称为最重要的哺乳动物合成代谢激素。它被认为是为整个身体提供主要的合成代谢反应，并显示出对机械负荷的增强作用 ( 19,63)。在结构上，IGF-1 是一种肽激素，因其与胰岛素的结构相似而得名。胰岛素样生长因子受体存在于活化的卫星细胞、成体肌纤维和雪旺氏细胞 ( 15 )。在运动过程中，肌肉不仅比肝脏产生更多的全身性 IGF-1，而且使用更多的循环 IGF-1 ( 49 )。肌肉中 IGF-1 的可用性由 IGF-1 结合蛋白 (IGFBPs) 控制，IGF-1 结合蛋白在与特定 IGFBP 结合后刺激或抑制 IGF-1 的作用。182 )。
已鉴定出三种不同的 IGF-1 同种型：系统形式 IGF-1Ea 和 IGF-1Eb，以及剪接变体 IGF-1Ec。尽管所有 3 种亚型都在肌肉组织中表达，但似乎只有 IGF-1Ec 被机械信号激活 ( 63,199 )。由于其对机械刺激的反应，IGF-1Ec 被熟悉地称为机械生长因子 (MGF)。
虽然尚未完全阐明 IGF-1 作用方式的确切机制，但人们认为机械刺激会导致 IGF-1 基因向 MGF 剪接，从而“启动”肌肉肥大。在一天左右的时间内，MGF 然后完全剪接至全身 IGF-1 同种型（IGF-1Ea 和 IGF-1Eb）（54,69 ）。此后一段时间，肌肉组织中的 IGF-1 水平保持升高，在运动后 72 小时内可见肌原性影响 ( 117 )。尽管 MGF 已被证明对肌肉损伤特别敏感，但尚不清楚同种型是否因膜损伤而上调，或者膜损伤是否会引发 MGF 产生 ( 48 )。
胰岛素样生长因子已显示以自分泌和旁分泌方式诱导肥大 ( 34 )，并以多种方式发挥其作用。一方面，IGF-1 通过增加分化肌纤维的蛋白质合成率直接促进合成代谢 ( 15,63 )。此外，已显示局部表达的 MGF 可激活卫星细胞并介导它们的增殖和分化 ( 69,200 )。另一方面，IGF-IEa 被认为可增*卫强**星细胞与肌纤维的融合，促进肌核的捐赠，并有助于维持肌肉组织中的最佳 DNA 与蛋白质比例 ( 182 )。
胰岛素样生长因子还激活 L 型钙通道基因表达，导致细胞内 Ca 2+浓度增加 ( 125 )。这导致多种合成代谢 Ca 2+依赖性途径的激活，包括钙调神经磷酸酶及其众多下游信号靶标。
睾酮
睾酮是一种胆固醇衍生激素，对肌肉组织具有相当大的合成代谢作用 ( 33,105 )。除了对肌肉的影响之外，睾酮还可以与神经元上的受体相互作用，从而增加释放的神经递质的量，使神经再生，并增加细胞体的大小。
大部分睾酮是由*丸睾**间质细胞通过下丘脑-垂体-性腺轴合成和分泌的，少量来自卵巢和肾上腺 ( 22 )。在血液中，绝大多数睾酮与白蛋白 (38%) 或类固醇激素结合球蛋白 (60%) 结合，其余 2% 以未结合状态循环。虽然只有未结合的形式具有生物活性并且可供组织使用，但弱结合的睾酮可以通过与白蛋白快速解离而变得活跃（105）。未结合的睾酮与位于细胞质中的靶组织的雄激素受体结合。这会导致构象变化，将睾酮转运到细胞核，在那里它直接与染色体 DNA 相互作用。
虽然在没有运动的情况下可以看到睾酮对肌肉的影响，但它的作用被机械负荷放大，通过增加蛋白质合成率和抑制蛋白质分解来促进合成代谢 ( 22 )。睾酮也可能通过刺激其他合成代谢激素（如 GH）的释放而间接促进蛋白质的增加（31）。此外，它已被证明可以促进卫星细胞的复制和激活，从而增加肌原定型卫星细胞的数量 ( 155 )。抑制睾酮已被证明会严重损害对阻力运动的反应（100）。
阻力训练也被证明可以上调人类的雄激素受体含量 ( 13,80 )。在啮齿动物中，雄激素受体含量的调节似乎以纤维类型特异性方式发生，并增加了特定于快肌的肌肉 ( 20 )。这似乎增强了睾酮在细胞水平上结合的潜力，从而促进其吸收到靶组织中。
抗阻运动可以对睾酮分泌产生显着的急性影响。阿蒂亚宁等人。( 2 ) 发现训练引起的睾酮升高与肌肉横截面积之间存在显着相关性，这表明运动引起的睾酮急性升高可能在肌肉肥大中起重要作用。然而，女性和老年人的急性反应有限，从而减轻了这些人群的肥大潜力 ( 61,90,130 )。
目前尚不清楚阻力训练对身体睾酮浓度的长期影响。尽管一些研究表明，有规律的抗阻运动导致持续增加（60,93,163），但其他研究显示几乎没有变化（3,142）。需要进一步的研究来加强对该主题的理解。
生长激素
生长激素是一种被认为具有合成代谢和分解代谢特性的多肽激素。具体而言，GH 充当重新分配剂以诱导脂肪代谢以动员甘油三酯，并刺激细胞摄取和将氨基酸掺入包括肌肉在内的各种蛋白质中 ( 187 )。在没有机械负荷的情况下，GH 优先上调全身 IGF-1 的 mRNA，并以自分泌/旁分泌方式介导非肝 IGF-1 基因表达 ( 63 )。
生长激素由垂体前叶分泌并以脉动方式释放，最大的非运动分泌物发生在睡眠期间。已鉴定出 100 多种 GH 分子异构体；然而，大多数阻力训练研究仅关注 22-kDa 异构体，从而限制了结论。最近的研究表明，在运动过程中优先释放具有延长半衰期的多种 GH 异构体，从而对靶组织产生持续作用 ( 131 )。
除了对肌肉组织产生影响外，GH 还参与调节免疫功能、骨建模和细胞外液体积。总的来说，GH 被认为可以促进 84 种细胞类型中的 450 多种作用 ( 190 )。
进行各种运动后，生长激素水平会飙升（96）。运动引起的 GH 增加与 I 型和 II 型肌纤维肥大的程度高度相关 ( 113 )。据推测，短暂的 GH 增加可能导致与肌肉细胞受体的相互作用增强，促进纤维恢复并刺激肥大反应 ( 134 )。生长激素也被认为与训练诱导的局部表达的 IGF-1 增加有关（75）。当与剧烈运动相结合时，GH 的释放与肌肉中 IGF-1 基因的显着上调有关，因此更多的基因被剪接为 MGF 同种型 ( 63 )。
一些研究人员质疑 GH 实际上是否对肌肉组织具有显着的肥大作用 ( 143 )。这一观点基于几项研究的结果，这些研究未能发现当 GH 作为阻力训练方案的一部分时肌肉质量显着增加 ( 101,201-203 )。然而，这些方案没有复制运动后 GH 的大峰值，也没有考虑到 GH 升高与肌外伤的时间过程。因此，不可能从这些研究中得出关于运动诱导的 GH 反应是否与骨骼肌合成代谢相关的结论。关于 GH 的合成代谢作用仍不清楚，需要进一步研究以充分阐明其在肌肉发育中的作用。
细胞肿胀
细胞水合作用（即细胞肿胀）作为细胞功能的生理调节剂（65）。已知通过增加蛋白质合成和减少蛋白水解来模拟合成代谢过程 ( 53,120,165 )。尽管尚未确定将细胞肿胀与合成代谢驱动联系起来的生理基础，但可以想象，增加对膜的压力会被视为对细胞完整性的威胁，这反过来会导致细胞启动信号反应，最终导致强化其超微结构。
已显示水合细胞启动一个过程，该过程涉及激活肌肉中的蛋白激酶信号通路，并可能介导生长因子的自分泌效应，以发出对膜拉伸的合成代谢反应的信号 ( 106 )。细胞肿胀诱导的膜拉伸也可能对通过整合素相关体积传感器介导的氨基酸转运系统产生直接影响。由于细胞肿胀，磷脂酰肌醇 3-激酶似乎是调节肌肉中谷氨酰胺和 α-(甲基)氨基异丁酸转运的重要信号成分 ( 106 )。
抗阻运动已被证明会引起细胞内和细胞外水平衡的改变（156），其程度取决于运动类型和训练强度。严重依赖糖酵解的运动使细胞肿胀最大化，由此产生的乳酸积累是骨骼肌渗透变化的主要贡献者（41,157）。快肌纤维对渗透压变化特别敏感，这可能与称为水通道蛋白 4 的高浓度水传输通道有关。水通道蛋白 4 已被证明在哺乳动物快肌糖酵解和快肌氧化糖酵解纤维的肌膜中强烈表达，从而促进液体流入细胞。鉴于快肌纤维对肥大最敏感，可以想象，在严重依赖无氧糖酵解的阻力训练期间，细胞水合作用会增强肥大反应。
导致糖原储存能力增加的运动方案也有可能增加细胞肿胀。鉴于每克糖原吸收三克水（25），这可能反映了肌肉内糖原储存量更大的人的蛋白质合成能力增加。
缺氧
缺氧已被证明有助于增加肌肉肥大，即使在没有运动的情况下也能看到效果。宝田等人。( 172 ) 发现，在一组卧床休息的患者中，每天 2 次血管闭塞显着减轻了肌肉萎缩。Kubota 等人也观察到了类似的发现。( 62,98 )，在 2 周的腿部固定期间，闭塞对肌肉力量和横截面积具有保护作用。
当与运动相结合时，缺氧似乎对肥大有累加作用。宝田等人证明了这一点。( 173 )，他们将 24 名老年女性分为 3 个亚组：低强度屈肘运动（~50% 1 次重复最大 [1RM]）伴血管阻塞，低强度屈肘运动（~50% 1RM）无阻塞，以及高强度到中等强度的肘关节屈曲运动，无闭塞（~80% 1RM）。16 周后，与没有咬合的低强度运动相比，进行咬合的低强度训练组的肘屈肌横截面积显着增加。此外，实现的肥大增益与中高强度组所经历的相似。
关于肌肉缺氧的潜在肥大益处有几种理论。一方面，低氧已被证明会导致乳酸积累增加和急性乳酸清除率降低（173）。这可能会介导增加的细胞肿胀，这已被证明可以上调蛋白质合成。此外，乳酸的升高可能介导合成代谢激素和细胞因子的升高。宝田等人。( 172 ) 注意到低强度低氧训练后 GH 水平增加了 290%，并且肌源性细胞因子 IL-6 的浓度增加，这在运动后持续了 24 小时。
缺氧诱导肥大的另一个潜在机制是其对活性氧 (ROS) 活性的影响。活性氧的产生已被证明可以促进平滑肌和心肌的生长 ( 170 )，并且理论上它对骨骼肌具有类似的肥大作用 ( 171 )。一氧化氮是运动过程中产生的一种活性氧，已被证明可介导卫星细胞的增殖，这可能会导致更大的骨骼肌生长 ( 81,174 )。抗阻训练期间产生的活性氧物质也已被证明可以激活骨骼肌成肌细胞中的 MAPK 信号传导 ( 83 )，从而可能调节肥大反应。
缺氧还可能促进缺血性运动后反应性充血（即血流量增加）的肥大效应（173）。可以想象，受损肌肉内的充血可以将合成代谢内分泌剂和生长因子输送到卫星细胞，从而调节它们的增殖和随后融合到肌管中 ( 187 )。
运动引起的肌肉肥大的开始
假设有 3 个主要因素导致对阻力运动产生肥大反应：机械张力、肌肉损伤和代谢压力( 38,79,153,185 )。以下是对这些因素中的每一个的概述。
机械张力
由力产生和拉伸产生的机械诱导张力被认为是肌肉生长所必需的，这些刺激的组合似乎具有明显的累加效应 ( 48,72,185 )。更具体地说，机械超负荷会增加肌肉质量，而卸载会导致肌肉萎缩 ( 47 )。这个过程似乎很大程度上受翻译起始期间蛋白质合成速率的控制 ( 11,87 )。
人们认为，与阻力训练相关的张力会扰乱骨骼肌的完整性，从而在肌纤维和卫星细胞中引起机械化学转导的分子和细胞反应 ( 182 )。上游信号被认为是通过涉及生长因子、细胞因子、拉伸激活通道和粘着斑复合物的一系列事件发生的 ( 23,48,162 )。有证据表明，下游过程通过 AKT/mTOR 途径进行调节，通过直接相互作用或通过调节磷脂酸的产生 ( 72,73 )。然而，在这一点上，研究还没有清楚地了解这些过程是如何进行的。
在离心收缩期间，由于肌原纤维外成分的延长，尤其是细胞外基质中的胶原蛋白含量和肌动蛋白 ( 182)，会产生被动肌张力。这增加了收缩元素产生的主动张力，增强了肥大反应。激发耦合的幅度和持续时间均由运动单元 (MU) 发射频率决定，其程度被认为将信号编码到各种下游途径，包括 Ca 2+钙调蛋白磷酸酶钙调神经磷酸酶、CaMKII 和 CAMKIV 以及 PKC ( 26 ) . 这些途径有助于确定基因表达，将肌肉兴奋与转录结合起来 ( 182 )。
被动张力产生一种纤维类型特异性的肥大反应，在快肌纤维中观察到效果，但在慢肌纤维中没有。Prado 等人证明了这一点。( 139 )，他们发现兔子的慢肌纤维在肌动蛋白中表现出较低的被动张力，但在快肌纤维中张力变化很大。
虽然单独的机械张力可以产生肌肉肥大，但它不太可能单独负责与运动相关的肥大增益（79）。事实上，某些使用高度肌肉张力的阻力训练程序已被证明在很大程度上诱导神经适应而不会导致肥大 ( 28,188)。
肌肉损伤
运动训练可能导致肌肉组织局部损伤，在某些条件下，理论上会产生肥大反应 ( 38,69 )。损伤可能仅针对少数组织大分子，或导致肌膜、基底层和支持性结缔组织大撕裂，并导致收缩元件和细胞骨架受损 ( 187 )。因为最弱的肌节位于每个肌原纤维的不同区域，不均匀的延长会导致肌原纤维的剪切。这会使膜变形，特别是 T 小管，导致钙稳态的破坏，并因此因膜撕裂和/或拉伸激活通道的打开而受损 ( 4 )。
对肌外伤的反应被比作对感染的急性炎症反应。一旦身体感知到损伤，中性粒细胞就会迁移到微创区域，然后由受损纤维释放药物，吸引巨噬细胞和淋巴细胞。巨噬细胞去除细胞碎片以帮助维持纤维的超微结构并产生激活成肌细胞、巨噬细胞和淋巴细胞的细胞因子。这被认为会导致调节卫星细胞增殖和分化的各种生长因子的释放 ( 182,187 )。
此外，肌神经交界处下方的区域含有高浓度的卫星细胞，已被证明可介导肌肉生长 ( 69,155 )。这证明了撞击受损纤维的神经可能会刺激卫星细胞活动，从而促进肥大（187）。
代谢压力
大量研究支持运动引起的代谢压力的合成代谢作用( 145,149,161 )，并且一些人推测代谢物积累可能比高强度发展更重要，以优化对训练的肥大反应 ( 153 )。尽管代谢压力似乎不是肌肉生长的重要组成部分 ( 40)，但大量证据表明它可以以主要或次要方式产生显着的肥大效应。这可以通过检查许多健美运动员采用的中等强度训练方案来凭经验注意到，这些训练方案旨在提高代谢压力，同时保持显着的肌肉张力。
代谢应激表现为依赖于无氧糖酵解产生 ATP 的运动的结果，这会导致乳酸、氢离子、无机磷酸盐、肌酸等代谢物的后续积累 ( 169,178 )。肌肉缺血也被证明会产生大量的代谢压力，并且在与糖酵解训练相结合时可能会产生额外的肥大效应 ( 136,182 )。理论上介导肥大反应的压力诱导机制包括激素环境的改变、细胞肿胀、自由基的产生和生长导向转录因子的活性增加（50,51,171）。也有人假设，糖酵解训练促进的更大酸性环境可能导致纤维降解增加和交感神经活动的更大刺激，从而介导增加的适应性肥大反应 ( 22)。
训练变量和肌肉肥大
与特异性原则一致，正确操纵训练变量对于最大限度地提高运动引起的肌肉肥大至关重要。以下是关于每个训练变量如何影响相对于先前讨论的生理变量的肥大反应的回顾。
强度
强度（即负荷）已被证明对肌肉肥大有显着影响，并且可以说是刺激肌肉生长的最重要的运动变量（42）。强度通常表示为 1RM 的百分比，等于在给定重量下可以执行的重复次数。重复可分为 3 个基本范围：低 ( 1-5 )、中等 ( 6-12 ) 和高 (15+)。这些重复范围中的每一个都将涉及使用不同的能量系统，并以不同的方式对神经肌肉系统施加压力，从而影响肥大反应的程度。
在引起肌肉肥大增加方面，高重复次数的使用通常低于中等和较低的重复次数范围 ( 24,71 )。在没有人为诱发的缺血（即闭塞训练）的情况下，小于 1RM 的大约 65% 的负荷被认为不足以促进实质性肥大（115）。虽然如此高的重复训练会带来显着的代谢压力，但负荷不足以招募和疲劳最高阈值的 MU。
低次数或中等次数是否会引起更大的肥大反应一直是一个争论的问题，两者都可以显着促进肌肉生长 ( 24 )。然而，普遍认为大约 6-12 次的中等范围可以优化肥大反应 ( 86,89,205 )。
适度重复的合成代谢优势归因于与代谢压力相关的因素。尽管低重复组几乎完全由磷酸肌酸系统执行，但中等重复方案严重依赖无氧糖酵解 ( 144 )。这导致代谢物的显着积累。对多组 6-12 次重复进行的健美式锻炼计划的研究表明，运动后 ATP、磷酸肌酸和糖原显着下降，同时血乳酸、肌内乳酸、葡萄糖和 6-磷酸葡萄糖显着增加 ( 37,178 ) . 这些代谢物的积累已被证明对合成代谢过程有重大影响（96）。因此可以想象，张力引起的肥大存在一个最大阈值，高于该阈值，代谢因素变得比额外增加的负荷更重要。
由于代谢积累，适度的重复范围训练已被证明可以最大限度地提高运动的急性合成代谢激素反应。与使用较低重复次数的常规相比，使用中等次数组的常规程序中睾酮和 GH 都急剧升高（57,90,92,94,114），从而增加了促进肌肉组织重塑的下游细胞相互作用的潜力。
中等重复范围的训练也可以最大限度地提高急性细胞水合作用。在中等次数训练期间，从工作肌肉中抽出血液的静脉被压缩，而动脉继续将血液输送到工作肌肉中，从而增加了肌内血浆的浓度。这导致血浆渗出毛细血管并进入间隙空间。间质空间中的液体积聚会导致细胞外压力梯度，从而导致血浆回流到肌肉中，从而导致通常称为“泵”的现象。代谢副产物的积累增强了这一点，代谢副产物起到渗透剂的作用，将液体吸入细胞（157）。急性运动诱导的细胞肿胀是否会介导肌肉肥大尚不清楚，但鉴于水合作用在调节细胞功能中的已知作用，这似乎是合理的。
此外，与较低的重复方案相比，与较低的重复方案相比，与中等重复方案相关的张力下的额外时间理论上会增强整个肌肉纤维范围内的微创伤和疲劳能力的可能性。这似乎对慢肌纤维的肥大具有最大的适用性，慢肌纤维比快肌纤维具有更大的耐力能力，因此将受益于增加在张力下的时间。尽管慢肌纤维对生长的反应不如快肌纤维，但它们在受到超负荷刺激时确实表现出肥大。鉴于大部分肌肉表现出显着的慢肌特征 ( 55,102 )，这可能有助于最大化整个肌肉周长。
一些研究人员假设，含有较大比例的慢肌纤维的肌肉可能对较高的重复范围有最大的肥大反应，而快肌对较低的重复次数反应最好 ( 138,192 )。虽然这个概念很有趣，但关于重复范围的纤维型处方尚未得到研究证实。此外，鉴于个体之间纤维类型组成的可变性，如果没有肌肉活检，就很难确定纤维类型的比例，因此对于绝大多数人来说应用是不切实际的。
体积
一组可以定义为连续进行的重复次数而不休息，而运动量可以定义为总重复次数、组数和训练中的负荷的乘积。在增加肌肉肥大方面，大容量、多组方案一直被证明优于单组方案 ( 97,197 )。
目前尚不清楚高负荷工作量的肥大优势是否是更大的总肌肉张力、肌肉损伤、代谢压力或这些因素的某种组合的产物。与低容量常规程序相比，产生显着糖酵解活性的高容量、健美式计划已被一致证明可以更大程度地提高急性睾酮水平 ( 92,94 )。施瓦布等人。( 150 ) 表明，直到完成第四组后，在深蹲表现期间*丸睾**激素没有显着增加，这表明多组程序在这方面有明显的好处。
更大容量的程序也已被证明可以调节 GH 的急性释放，特别是在旨在提高代谢压力的常规程序中( 70 )。大量研究表明，多组方案比单组方案引起更大的 GH 反应 ( 29,124 )。斯米利奥斯等人。（158) 比较了最大力量 (MS) 例程的 GH 反应，该例程包括 5 次 1RM 的 88%、3 分钟的休息时间和最大肥大 (MH) 例程包括 10 次、75% 的 1RM、2 分钟的休息时间的年轻男性. 在 2、4 和 6 组后测量运动后 GH。与 MH 中的 2 组会话相比， 4 组后的 GH 水平显着更高，但在 MS 中则不然，这表明产生代谢物积聚的高容量常规程序具有优势。
在一个疗程中对特定肌肉群进行多次锻炼的分体式锻炼可以帮助最大化肥大反应（86）。与全身训练相比，分体式训练可以保持每周的总训练量，每次训练时执行的组数更少，训练之间的恢复更大（85）。这可能会使用更重的日常训练负荷，从而产生更大的肌肉张力。此外，拆分程序可以通过延长给定肌肉群内的训练刺激来增加肌肉代谢压力，可能会增加急性合成代谢激素分泌、细胞肿胀和肌肉缺血。
为了最大限度地肥大，有证据表明体积应该在给定的周期性周期内逐渐增加，最终在一个短暂的过度扩张时期达到顶峰。过度扩张可以定义为旨在提高绩效的有计划的、短期的数量和/或强度增加。改善被认为是通过启动“反弹效应”获得的，其中合成代谢驱动的初始减少导致身体通过显着增加身体蛋白质的增加来进行超级补偿（42,189）。训练状态已被证明会影响过度反应，在具有 1 年以上经验的人中可以看到对内分泌系统的不利影响减少（44）。为确保最佳的超级补偿，在过度训练之后应短暂减少或停止训练（99）。
然而，长时间的过度训练会迅速导致过度训练状态（62）。过度训练对肌肉组织具有分解代谢作用，其特点是睾酮和促黄体生成素浓度长期降低，皮质醇水平升高 ( 43,58,140 )。过度训练的细胞因子假说指出，过度训练综合征的主要原因是高强度和高容量训练对肌肉骨骼系统造成的重复性损伤 ( 159,160 )。然而，研究似乎表明，过度训练更多是由于训练量过大而不是强度过大（43,59）。鉴于个体之间的恢复能力差异很大，因此必须了解运动员的训练状态并相应地调整训练量以避免对蛋白质积累产生负面影响。
此外，对高容量训练的追求必须与长时间锻炼导致的性能下降相平衡。长时间锻炼往往与努力强度降低、动力降低和免疫反应改变有关 ( 92 )。因此，有人建议高强度锻炼的持续时间不应超过一小时，以确保整个训练期间的最大训练能力（205）。
运动选择
这是一个广为接受的健身原则，即不同的运动参数（即拉力角度、四肢位置等）会导致肌肉隔间内的不同激活模式，并使协同增效剂更加活跃或不活跃（17）。这在以肥大为导向的方案中尤其重要，其中促进肌肉组织的均匀生长对于最大化整体肌肉周长至关重要。
肌肉可以有不同的附着点，为不同的动作提供更大的杠杆作用。例如，斜方肌被细分为上部抬高肩胛骨，中部外展肩胛骨，下部压低肩胛骨( 103 )。就胸大肌而言，在下斜卧推中，胸骨头比锁骨头更活跃（46）。此外，胸大肌锁头和肱三头肌长头已被证明在窄握卧推与宽握变化中更活跃，三角肌前束活动随着躯干倾斜程度的增加而增加( 14 )。
不同肌肉内的区域差异会影响他们对运动选择的反应。例如，慢肌和快肌通常分散在肌肉上，因此可以激活慢肌纤维，而相邻的快肌纤维不活跃，反之亦然 ( 7 )。此外，肌肉有时被划分为神经肌肉成分——肌肉的不同区域，每个区域都由其自己的神经分支支配——这表明肌肉的某些部分可以根据活动而发挥作用（7）。例如，缝匠肌、股薄肌、股二头肌和半腱肌都被一个或多个纤维带或铭文细分，每个隔室都由不同的神经分支支配（193,198）。此外，股薄肌和缝匠肌由相对较短的串联纤维组成，这些纤维在束内终止，驳斥了肌纤维总是跨越整个起点到插入的假设（67）。
在肱二头肌中可以看到肌肉分区对机械活动的影响，其中长头和短头都有由初级神经元的私人分支支配的结构隔室（151）。调查肱二头肌长头肌肉活动的研究表明，外侧的 MU 用于肘屈曲，内侧的 MU 用于旋后，而位于中央的 MU 用于弯曲和旋后的非线性组合（175,176,184）。此外，短头在手臂弯举的后期（即更大的肘部屈曲）似乎更活跃，而长头在早期阶段更活跃（21）。
肌肉的这些结构差异支持采用多平面、多角度的方法来使用各种不同的练习进行肥大训练。此外，鉴于需要充分刺激肌肉内的所有纤维，似乎需要频繁的运动轮换来最大化肥大反应。
有证据支持将多关节和单关节锻炼纳入肥大特定的常规训练中。多关节运动会募集大量肌肉来进行工作。这会影响合成代谢激素对训练的反应。具体而言，已证明运动后荷尔蒙升高的幅度与所涉及的肌肉质量的程度有关，与单关节运动相比，多关节运动产生的睾酮和 GH 水平的增加更大（64,91）。
此外，多关节运动往往需要整个身体的显着稳定性，从而涉及许多肌肉，否则这些肌肉在单关节运动的表现中可能不会受到刺激。例如，深蹲不仅动态地募集股四头肌和髋伸肌，而且还会动态募集大部分其他下半身肌肉，包括髋内收肌、髋外展肌和小腿三头肌（132）。此外，广泛的支持肌肉（包括腹肌、竖脊肌、斜方肌、菱形肌和许多其他肌肉）需要显着的等长活动，以促进躯干的姿势稳定。总而言之，据估计在深蹲动作中激活了 200 多块肌肉（167）。为了达到相当程度的肌肉覆盖率，需要进行几十个单关节运动——这种策略既低效又不切实际。
另一方面，与多关节运动相比，单关节运动更关注单个肌肉。在进行多关节运动时，某些原动机可能优先于其他原动机，从而造成肌肉之间的肥大失衡。使用单关节锻炼可以选择性地针对不发达的肌肉，改善肌肉对称性。此外，个体肌肉的独特结构表明，采用单关节运动可以引发不同的神经肌肉激活模式，从而提高整体肌肉发育 ( 7 )。
研究通常不支持在以肥大为导向的常规中使用不稳定表面。在不稳定的表面上进行抗阻运动需要广泛激活核心肌肉组织才能发挥作用 ( 6,110 )。反过来，这会导致向主要肌肉运动者的力输出显着降低。Anderson 和 Behm ( 5 ) 发现，与稳定的表面相比，在不稳定的表面上进行胸部按压时，力量输出要低 59.6%。同样，麦克布莱德等人。( 112) 表明在不稳定和稳定的表面上进行深蹲时，峰值力量和力量发展速度显着降低（分别降低了 45.6% 和 40.5%）。如此大幅度的力量输出减少减少了目标肌肉的动态张力，减轻了肥大反应。
在以肥大为导向的例行程序中使用不稳定表面的一个例外涉及核心肌肉组织的锻炼。Sternlicht 等人。( 164 ) 发现在稳定球上进行的仰卧起坐比在稳定条件下进行的仰卧起坐在上腹直肌和下腹直肌中引起的肌肉活动明显更大。Vera-Garcia 等人也显示了类似的结果。( 186 )，与稳定的表面相比，在不稳定的表面上进行弯举时，腹直肌和外斜肌的活动显着增加。这些结果表明不稳定的表面训练在腹肌发育中的作用。
休息间隔
组间所用的时间称为休息间隔。休息间隔可分为三大类：短（30 秒或更短）、中（60-90 秒）和长（3 分钟或更长）。使用这些类别中的每一个对力量能力和代谢物的积累都有不同的影响，从而影响肥大反应 ( 195 )。
较短的休息间隔往往会产生显着的代谢压力，从而提高与代谢物积累相关的合成代谢过程 ( 52 )。然而，将休息时间限制在 30 秒或更短时间并不能让运动员有足够的时间恢复肌肉力量，从而显着损害后续组的肌肉表现 ( 137,141 )。因此，与更大的代谢压力相关的肥大益处似乎被降低的力量能力所抵消，使得短的休息间隔对于最大化肥大收益来说不是最佳的。
较长的休息间隔可以在组间完全恢复力量，促进以最大力量训练的能力（121）。德萨勒斯等人。( 32 ) 表明，在 1RM 的 50% 到 90% 的负荷下进行训练时，3-5 分钟的休息间隔允许在多组中进行更多的重复。然而，尽管长时间休息会使机械张力最大化，但代谢压力会受到损害 ( 92,94 )。这可能会减弱合成代谢驱动，减弱最大的肥大反应。
适度的休息间隔似乎在长和短的休息时间之间提供了令人满意的折衷，以最大限度地增加肌肉肥大。研究表明，运动员的大部分力量能力在一组停止后的第一分钟内恢复（168）。此外，以更短的休息间隔持续训练会导致适应，最终使举重者在训练期间能够维持显着更高的 1RM 平均百分比 ( 95 )。这些适应包括增加毛细血管和线粒体密度以及提高缓冲 H+ 并将其从肌肉中穿出的能力，从而最大限度地减少性能下降。
与较长的休息间隔相比，适度的休息间隔也有助于在更大程度上增强身体的合成代谢环境。一方面，适度的休息会导致更多的缺氧，提高肌肉生长的潜力（182）。适度的休息也与更大的新陈代谢有关，介导运动后合成代谢激素浓度的大幅飙升（94）。然而，有一些证据表明这种荷尔蒙优势不会随着时间的推移而持续。Buresh 等人。( 22) 比较了休息间隔为 1 分钟和 2.5 分钟的例行程序的合成代谢激素反应。尽管较短的休息间隔在方案的早期阶段对升高 GH 水平有显着更大的影响，但到第 5 周结束时，常规之间的激素反应差异不显着，到第 10 周则不存在。这表明适应后反应通过肌肉减少休息间隔，支持以肥大为导向的阻力训练计划中的周期化需求。
肌肉衰竭
肌肉衰竭可以定义为在一组过程中肌肉不再产生必要的力量来同心举起给定负荷的时间点。尽管训练力竭的优点仍然存在争议，但通常认为肌肉力竭训练对于最大化肥大反应是必要的（196）。已经提出了几种理论来支持这一论点。
一方面，假设训练失败会激活更多数量的 MU（196）。当举重者变得疲劳时，会招募越来越多的 MU 来继续活动，从而为肌肉肥大提供额外的刺激 ( 145 )。通过这种方式，当采用中等重复范围时，失败可能会增加对最高阈值 MU 的刺激。
力竭训练也可能增强运动引起的代谢压力，从而增强肥大反应。在无氧糖酵解条件下继续训练会增加代谢物的积累，进而增强合成代谢激素环境。林纳莫等人。( 104 ) 表明，与未进行到力竭的相同负荷相比，以 10RM 进行组到力竭会导致运动后 GH 分泌的显着升高。
尽管训练到失败似乎确实会带来肥大的好处，但有证据表明它也会增加过度训练和心理倦怠的可能性（43）。伊斯基耶多等人。( 76 ) 发现训练失败导致静息 IGF-1 浓度降低和静息睾酮水平在 16 周的方案中减弱，这表明受试者可能已经过度训练。因此，尽管在以肥大为导向的计划中包含执行到失败的组似乎是谨慎的，但它的使用应该是周期性的和/或限制的，以避免过度训练的状态。
重复速度
举重者重复动作的速度会影响肥大反应。尽管研究数量和研究设计方面都存在局限性，但可以就该主题得出一些结论。
关于向心重复，有一些证据表明更快的重复有利于肥大。诺盖拉等人。( 133 ) 发现以 1 秒而不是 3 秒的节奏进行向心动作对老年男性上肢和下肢肌肉厚度的影响更大。这可能归因于高阈值 MU 的招募增加和相应的疲劳。然而，其他研究表明，中等速度的训练对肥大有更大的影响 ( 56 )，可能是通过增加代谢需求 ( 12 )。以中等重复速度保持持续的肌肉张力也被证明可以增强肌肉缺血和缺氧，从而增强肥大反应（174）。以非常慢的速度训练（即超慢速训练）通常被证明对力量和肥大的发展不是最理想的（82,129），因此当目标是最大化肌肉生长时不应使用。
从肥大的角度来看，运动速度可能对重复的离心部分具有更大的重要性。尽管已证明向心和等长收缩会产生肥大反应，但大多数研究似乎表明离心动作对肌肉发育的影响最大。具体而言，与缩短运动相比，延长运动与蛋白质合成的更快增加有关 ( 122 ) 和 IGF-1 mRNA 表达的更大增加 ( 152 )。此外，不包括离心收缩的等张和等速训练比包括延长收缩的训练导致的肥大更少 ( 39,68,74 )。
离心运动的肥大优势很大程度上归因于负荷下更大的肌肉张力。从理论上讲，这是因为招募的大小原则发生了逆转，导致快肌纤维被选择性地招募（152,173）。Nardone 和 Schieppati ( 128 ) 证明了这一点，他们表现出在离心跖屈收缩过程中慢肌比目鱼肌松弛和胃肌活动相应增加。还有证据表明，离心收缩会导致先前不活动的 MU 的额外招募 ( 116,127)。
由于对少量活动纤维的过度压力，与向心和等长收缩相比，离心运动也与更大的肌肉损伤有关（116）。这表现为 Z 线流，目前的研究表明这表明肌原纤维重塑 ( 30,204 )。已经表明，偏心收缩会特异性地上调 MyoD mRNA 表达 ( 78 )。
谢普斯通等人。( 152 ) 发现，与慢速 (0.35 rad.s -1 ) 相比，快速 (3.66 rads·s -1 )离心重复导致 II 型纤维明显肥大。) 重复。这与力-速度曲线的延长部分一致，这表明在更高的速度下会产生更大的肌肉力。然而，这项研究的结果是有限的，因为受训者在等速测力计上进行训练，该测力计提供对抗激动肌的阻力，并且不依赖于重力。传统的动态恒定阻力运动（即自由重量、绳轮等）并没有带来这样的优势。相反，离心收缩是由重力的拉动辅助的，要求举重者抵抗重力以维持肌肉张力。因此，需要较慢的运动速度来最大化训练响应（45）。
实际应用
目前的研究表明，肌肉肥大的最大收益是通过产生显着代谢压力的训练方案来实现的同时保持适度的肌肉张力。以肥大为导向的计划应采用每组 6-12 次的重复范围，组间休息间隔为 60-90 秒。锻炼应以多平面、多角度的方式进行，以确保最大限度地刺激所有肌肉纤维。应在拆分训练程序的背景下使用多组来提高合成代谢环境。至少有一些组应该进行到同心肌肉衰竭的程度，也许交替组的微循环到失败与那些没有执行到失败的组，以最大限度地减少过度训练的可能性。向心重复应以快到中速（1-3 秒）进行，而离心重复应以稍慢的速度（2-4 秒）进行。