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肌肉

肌肉
Skeletal muscle zh.jpg
骨骼肌的放大示意图
细节
发育自中胚层
系统肌肉骨骼系统
识别标示
拉丁文musculus
MeSHD009132
TA98A04.0.00.000
TA21975
FMAFMA:30316、5022
解剖学术语

肌肉(拉丁语:Musculus)是一种能收缩的动物组织,属于软组织,由胚胎中胚层发育而来。肌肉细胞有收缩纤维,会在细胞间移动,并改变细胞的大小。

肌肉分为骨骼肌心肌平滑肌三种[1],其功能皆为产生并导致运动。心肌和平滑肌的收缩不经过意识控制且为生存所必需,例如心脏的收缩或是肠胃道的蠕动等。骨胳肌的自主收缩用来移动身体且能够被精细地控制,例如眼睛的运动或大腿股四头肌的总体运动。自主肌肉纤维分成快慢两种,慢肌纤维可以持续较长的时间,但力量较小;快肌纤维收缩地较快,力量也较大,但也较快感到疲劳[2]

种类

肌肉的种类(放大倍率不同)从左至右分别为:骨骼肌、平滑肌、心肌

人体的肌肉有三种:

  • 骨骼肌(或称“横纹肌”或“随意肌”)是通过肌腱固定在骨骼上,以用来影响骨骼如移动或维持姿势等动作。平均而言,骨骼肌可达成人男性体重的42%,成人女性的36%[3]
  • 平滑肌(或称“非随意肌”)出现在食道肠脏支气管子宫尿道膀胱血管的内壁上,甚至也出现在皮肤上(用来控制毛发的直立)。和骨骼肌不同,平滑肌不受意识所控制。
  • 心肌也是一种“非随意肌”,但在结构上则和骨骼肌较相近,且只在心脏内出现。

心肌和骨骼肌是条纹状的:它们的基本组成单位是肌小节(sarcomere),由肌小节规则排列成束状;但平滑肌却不是这样,并没有肌小节,也不是排成束状。骨骼肌的排列为规则且相平行的束状,而心肌则是以交错、不规则的角度相连接(称之为心肌间盘)。条纹状的肌肉有爆发力,而平滑肌一般来说是持续的保持紧缩。

骨骼肌可以被进一步的划分为两种类型:

  • 第一型-慢肌,富含微血管肌红蛋白线粒体,使其颜色呈现红色。慢肌可以运载较多的氧气,且支援有氧的运动。
  • 第二型-快肌,又可分为三种主要的类型,其下依收缩速度由慢而快排序[4]
    • 第IIa型,和慢肌一样是有氧的,富含线粒体和微血管,且呈现红色。
    • 第IIx型(亦称为第IId型),含有较少的线粒体和肌红蛋白,是人体内最快的肌肉类型。收缩地更快,且较有氧的肌肉更为有力,但只能维持较短的时间,在肌肉变得疼痛(时常被错误地归因于乳酸的产生)之前做无氧的运动。[5]
    • 第IIb型,为无氧的、行糖解作用的“白色”肌肉,含有更少的线粒体和肌红蛋白。在小动物如啮齿类的身上,这是它们快肌的主要类型,也因此它们的肉会是白色的。

解剖学

神经肌肉接合处与肌肉细胞整体结构:
1. 轴突
2. 神经肌肉接合处
3. 肌肉结缔组织/肌肉细胞
4. 一束肌纤维

肌肉由肌肉细胞(也称为肌纤维)组成。细胞中肌原纤维;肌原纤维包含肌节,而肌节由肌动蛋白肌球蛋白组成。各自的肌肉细胞于肌内膜内排列成行。肌肉细胞由肌束膜捆绑在一起叫做肌束;这些束聚集在一起然后形成肌肉,由肌外膜排行。肌肉纺锤被分散至遍布在肌肉里,并对中枢神经系统提供反馈知觉资讯。

骨骼肌主要分布在四肢及躯干,例如肱二头肌。它由腱连结到骨骼的突起。相反的,几乎所有器官中都有不同比例的。从皮肤(控制体毛的树立) 到对血管消化道(它控制内腔和蠕动的强弱)。

健康

运动

肌肉男子

运动可以加强运动神经的能力、健康、动作技能体适能以及肌肉强度。运大概就对于肌肉、结缔组织、骨骼和刺激肌肉的神经都有不同的效果。常见的效果是肌肉肥大英语Muscle hypertrophy,也就是肌肉直径的增加,常应用在健美训练中。

不同运动运用到的肌肉组织也有所不同。有氧运动是指长时间使肌肉运动在远小于其最大压缩强度的程度,马拉松就是典型的例子。有氧运动主要依赖氧气系统,用到的肌肉大部分是I型的慢肌,利用脂质、蛋白质和糖类为其能量来源,消耗大量的氧气,会产生少量的乳酸。无氧运动则是在短暂时间内有很高的运动量,肌肉会运动在大于其最大压缩强度的程度,例如短跑举重,无氧运动会用II型的快肌,主要是以ATP或葡萄糖为能量来源,消耗少量的氧气、脂质和蛋白质,但会产生大量的乳酸,而且无法像有氧运动一样的长时间运动,许多运动都包括了有氧运动及无氧运动,像足球就是一个例子。

乳酸的存在可以抑制肌肉中ATP的生成,乳酸虽然不会造成疲劳,但若细胞间的乳酸浓度过高时,会抑制甚至停止肌肉的运动。不过长期的训练可以使肌肉新血管生成英语neovascularization,提高肌肉排出代谢后物质的能力,同时维持肌肉的收缩。一旦乳酸由肌肉中移出,高浓度的储存在肌原纤维时,乳酸可以作为其他肌肉或身体组织的能量来源,或是转移到肝脏,代谢为丙酮酸。剧烈运动除了提高乳酸的浓度外,也使间质中靠近肌肉纤维处的钾离子浓度提高。乳酸造成的酸化可以使力量恢复,因此乳酸不但不是造成疲劳的原因,相反的可以避免疲劳[6]

迟发性肌肉痛是指运动后一至三天时有的疼痛或不适,一般会持续二至三天。之前多半认为乳酸堆积造成,但有一个较新的理论认为是因肌肉纤维离心收缩造成的小幅撕裂,或是因运动量过大所造成。因为乳酸很快就可以由肌肉中移除,因此不能说明运动后两至三天还会有的疼痛[7][8]

肌肉增大

肌肉会因为一些因素的引发而增大,例如激素的刺激、生长因子力量训练及疾病等。运动不会增加肌纤维的数量,肌肉生长是因为许多肌肉细胞生长形成的组合,方式是在已有的肌肉细胞上形成新的蛋白质长丝,由未分化的卫星细胞提供其质量[9]

像年龄及荷尔蒙量等生理因素也会影响肌肉的增大。男性在青春期时,因为体内控制生长的荷尔蒙量增加,会加速其肌肉的成长。自然的肌肉成长约在十八、十九岁停止。因为睾酮是身体主要的成长荷尔蒙,因此平均而言,男性的肌肉成长会比女性快很多。服用额外的睾酮或同化类固醇也会加速肌肉的成长。

疾病

患有肌肉萎缩症的组织分布较不规则,而且抗肌萎缩蛋白英语dystrophin(图中绿色处)明显减少

神经肌肉疾病英语Neuromuscular disease是指会影响肌肉及(或)对应神经控制的疾病。神经控制的问题有可能会导致痉挛或是瘫痪,依部位及特性的不同而定。大部分的神经系统疾病英语Neurological disorder,从中风帕金森氏症克雅二氏病都可能导致运动或运动协调上的问题。

肌肉疾病的症状包括肌肉无力英语Muscle weakness痉挛肌阵挛英语myoclonus肌痛。诊断程序包括测试血液中的肌酸激酶,以及肌电图的量测。有时可以用肌活组织检查英语muscle biopsy来找出肌病英语myopathy,也可以用基因检测的方式,确认是否有有关特定肌病或肌肉营养不良有关的DNA异常。

人类最强壮的肌肉

根据“最强壮的”使用定义,人体内许多不同种类的肌肉可以被认定为“最强壮的肌肉”。

通常情况下,肌肉“力量”是指对外部物体施加力量的能力;如举起一个重物。根据这种定义,嚼肌(masseter)是最强壮的肌肉。1992年吉尼斯世界纪录纪录了一个达到了975 lbf(4337 N)的力量,该力量维持了2秒钟。使嚼肌区别于其他不同肌肉的并不是嚼肌本身,而是因为它拥有比其他肌肉以更短的杠杆施力的优势。

肌肉的演化

根据1999年出版的一项研究,轮廓和心脏这两类肌肉的专业形式在脊椎动物与节肢动物进化线分离之时以前就形成了。这表明这些类肌肉曾经由7亿年以前的一个共同祖先那里发展来的。同时发现脊椎动物的平滑肌(在人体里发现的平滑肌)是从轮廓和心脏的肌肉独立逐步形成的。

参见

注解

  1. ^ 動物界(進階篇). 东吴大学. [2014-02-11] (中文).[永久失效链接]
  2. ^ 肌肉力量的基础和发展原则. 肌肉网. [2014-02-11] (中文).
  3. ^ Marieb, Elaine; Hoehn, Katja. Human Anatomy & Physiology 7th. Pearson Benjamin Cummings. 2007: 317. ISBN 0805353879.
  4. ^ Larsson, L; Edstrom L, Lindegren B, Gorza L, Schiaffino S. MHC composition and enzyme-histochemical and physiological properties of a novel fast-twitch motor unit type. The American Journal of Physiology. July 1991, 261 (1 pt 1): C93–101 [2006-06-11]. PMID 1858863. (原始内容存档于2009-09-06).
  5. ^ Smerdu, V; Karsch-Mizrachi I, Campione M, Leinwand L, Schiaffino S. Type IIx myosin heavy chain transcripts are expressed in type IIb fibers of human skeletal muscle. The American Journal of Physiology. December 1994, 267 (6 pt 1): C1723–1728 [2006-06-11]. PMID 7545970. (原始内容存档于2009-04-21). Note: Access to full text requires subscription; abstract freely
  6. ^ Nielsen, OB; Paoli, F; Overgaard, K. Protective effects of lactic acid on force production in rat skeletal muscle. Journal of Physiology. 2001, 536 (1): 161–6. PMC 2278832. PMID 11579166. doi:10.1111/j.1469-7793.2001.t01-1-00161.x.
  7. ^ Robergs, R; Ghiasvand, F; Parker, D. Biochemistry of exercise-induced metabolic acidosis. Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2004, 287 (3): R502–16. PMID 15308499. doi:10.1152/ajpregu.00114.2004.
  8. ^ 乳酸的產生與排除. 运动生理周讯. 2002-06-22 [2014-02-15] (中文).
  9. ^ Poole, RM (编). The Incredible Machine. Washington, DC: National Geographic Society. 1986: 307–311. ISBN 0-87044-621-5.

参考资料

  • Costill, Jack H. and Wilmore, David L. (2004). Physiology of Sport and Exercise. Champaign, Illinois: Human Kinetics. ISBN 978-0-7360-4489-9.
  • Phylogenetic Relationship of Muscle Tissues Deduced from Superimposition of Gene Trees, Satoshi OOta and Naruya Saitou, Mol. Biol. Evol. 16(6) 856-7, 1999

外部链接


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