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肢体的刚度会影响运动表现，且刚度是描述质心或关节角度随着力的改变而发生变化的指标，刚度可以简单地描述为物体在受到给定力时抵抗长度变化的能力。肢体刚度主要受到肌腱刚度的影响。 当考虑肌肉肌腱单元 (MTU) 的刚度时，我们可以看到有被动成分（肌腱、结缔组织等）和主动成分（肌肉）。 在这里，MTU 可以被认为是一个可变刚度系统，因为肌腱的形变与力之间可能存在线性关系（如果我们认为它是弹性的），而肌肉可以通过运动单位募集改变其刚度。除此之外，肌腱具有粘弹性，因此拉伸量不仅取决于载荷，还取决于拉长的时间。因此，当被动成分是整体刚度的主要组成部分时，研究中所发现的差异可能有一部分是弹性成分的数量差异以及这些结构承受载荷的时间差异。因此，简单地测量力和位移的所得到的刚度掩盖了构成 MTU 中的各个组分所发生的情况。  MTU刚度与力的发展速率 在运动表现方面，可以认为更大的 MTU 刚度将有助于提高力的发展速度。如果我们假设肌肉激活程度与系统刚度变化相一致，那么可以通过参考Hill力-速度曲线来解释。  例如，当肌肉在固定的外部负荷（等长收缩）下从静止状态收缩时，由于肌腱的阻力，肌肉收缩速度会降低，“更硬”的被动串联成分将使肌肉在给定的时间段内产生更大的力。MTU 通过骨骼系统与外部环境相互作用，可以简单地在等长型收缩中或者是在动态运动看到。因此，为了使肌肉产生更大的力量，它必须在外部受到一定质量或惯性影响。即为了获得最佳的力量发展速度，需要有足够的外部载荷，以使肌肉和肌腱能够以最佳状态工作。此时，可以简单地理解为外力=质量×加速度或转动系统中的转动惯量×角加速度。 最大的力量发展速率可以通过静态收缩来实现，所以看不到外部运动，力量可以在 MTU 中相对快速地发展。然而，就动态表现而言，可能需要在“最适”力和速度水平的情况下发展最大功率，这将使肌肉以一定速度缩短，发展出最大的力量。 当肌肉处于激活状态时，会有最佳的缩短速度，此时肌肉的工作效率最高。这些速度大约在最大缩短速度的五分之一到三分之一之间，更快的纤维在更高的缩短速度下达到最高效率。较长的肌纤维与较短的肌纤维相比，能够在不超过最佳肌节缩短速度的情况下产生较高的速度，因为缩短速度是沿着肌节累加的。然而，被激活的肌节越多，能量消耗就越多，因此这是在短纤维和长纤维之间的一种权衡，短纤维具有更低的激活成本，而长纤维能够产生更大的收缩速度。 已证明在快肌纤维中缩短速度约为最大速度的25%时产生最大功率，在慢肌纤维中缩短速度约为最大速度的8%。因此一系列弹性成分和相关收缩成分之间的相互作用可以影响功率的输出，也可以影响肌肉做功的能力。  MTU刚度与弹性势能 若需要在较高的速度下产生力，一个刚度相对较高的MTU可能是适合的。然而，不太清楚的是在需要弹性储存和释放时，一个刚度较高的系统能不能像一个刚度较低的系统一样存储弹性能量。当用MTU描述刚度时，我们既包括肌腱的被动成分，也包括肌肉的主动成分。因此，在整体刚度方面，依赖于哪个部分占主导地位将决定系统存储和释放能量的能力。例如，小腿MTU可以看到包含相对较大的跟腱弹性成分和小腿三头肌收缩成分。如果肌腱相对较硬，它将需要一个较高刚度的主动成分来利用它的弹性存储潜力，在负载时，肌肉可能会缩短，而不是伸长，将势能储存在肌腱内。因此，存储能量的回弹释放对运动表现可能是有益的，但是总刚度各个组分之间的关系是不清楚的。例如，在跳跃或短跑等力量项目中，肌腱可以被视为力量增幅器; 而在经济性的项目中（如马拉松），肌腱弹性能量的储存和释放将有助于减少肌肉工作。有一点很关键，那就是肌腱的刚度与需要与肌肉产生力的能力相匹配，不然很容易产生肌腱结构的损伤。例如，如果肌肉通过等长收缩或离心收缩缓冲高空着地时的惯性，肌肉通过肌腱传递这些力，可能导致肌腱拉伤。 |
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