肌肉
肌肉是一種能收縮的動物組織,屬於軟組織,
由胚胎的中胚層發育而來。
肌肉細胞有收縮纖維,會在細胞間移動並改變細胞的大小。
肌肉分為骨骼肌、心肌和平滑肌三種,
其功能皆為產生力並導致運動。
心肌和平滑肌的收縮不由意識控制且為生存所必需,
例如心臟的收縮或是腸胃道的蠕動等。
骨胳肌的自主收縮用來移動身體且能夠被精細地控制,
例如眼睛的運動或大腿股四頭肌的總體運動。
自主肌肉纖維分成快慢兩種,
慢肌纖維可以持續較長的時間,但力量較小;
快肌纖維收縮地較快,力量也較大,但也較快感到疲勞。
人體的肌肉有三種:
骨骼肌(或稱「橫紋肌」或「隨意肌」)
是通過肌腱固定在骨骼上,
以用來影響骨骼如移動或維持姿勢等動作。
平均而言,
骨骼肌最多可達成人男性體重的42%,
成人女性的36%。
平滑肌(或稱「非隨意肌」)
出現在食道、胃、腸臟、支氣管、
子宮、尿道、膀胱、血管的內壁上,
和骨骼肌不同,平滑肌不受意識所控制。
甚至也出現在皮膚上(用來控制毛髮的直立)。
心肌也是一種「非隨意肌」,
但在結構上則和骨骼肌較相近,
且只在心臟內出現。
心肌和骨骼肌是條紋狀的:
它們的基本組成單位是
肌小節(sarcomere),
由肌小節規則排列成束狀;
但平滑肌卻不是這樣,並沒有肌小節,
也不是排成束狀。
骨骼肌的排列為規則且相平行的束狀,
而心肌則是以交錯、
不規則的角度相連接(稱之為心肌間盤)。
條紋狀的肌肉有爆發力,
而平滑肌一般來說是持續的保持緊縮。
骨骼肌可以被進一步的劃分為兩種類型:
第一型-慢肌,富含微血管、肌紅蛋白及線粒體,使其顏色呈現紅色。
慢肌可以運載較多的氧氣,且支援有氧的運動。
第二型-快肌,又可分為三種主要的類型,其下依收縮速度由慢而快排序:
第IIa型,和慢肌一樣是有氧的,富含線粒體和微血管,且呈現紅色。
第IIx型(亦稱為第IId型),含有較少的線粒體和肌紅蛋白,是人體內最快的肌肉類型。
收縮地更快,且較有氧的肌肉更為有力,但只能維持較短的時間,
在肌肉變得疼痛(時常被錯誤地歸因於乳酸的產生)之前做無氧的運動。
第IIb型,為無氧的、行糖解作用的「白色」肌肉,含有更少的線粒體和肌紅蛋白。
在小動物如囓齒類的身上,這是它們快肌的主要類型,也因此它們的肉會是白色的。
解剖學
神經肌肉接合處與肌肉細胞整體結構:
1.
軸突
2.
神經肌肉接合處
3.
肌肉纖維/肌肉細胞
4.
肌原纖維
肌肉由肌肉細胞(也稱為肌肉纖維)組成。
細胞中肌原纖維;肌原纖維包含肌節,而肌節由肌動蛋白和肌球蛋白組成。
各自的肌肉細胞於肌內膜內排列成行。
肌肉細胞由肌束膜捆綁在一起叫做肌束;這些束聚集在一起然後形成肌肉,由肌外膜排行。
肌肉紡錘被分散至遍佈在肌肉裡,並對中樞神經系統提供反饋知覺資訊。
骨骼肌主要分佈在四肢及軀幹,例如肱二頭肌。
它由腱連結到骨骼的突起。相反的,幾乎所有器官中都有不同比例的。
從皮膚(控制體毛的樹立)
到對血管和消化道(它控制內腔和蠕動的強弱)。
中醫
在中醫上,肌肉與脾有密切關係;《素問·瘺論》:「脾主身之肌肉。」
脾為氣血生化之源,飲食入胃,通過脾的運化,輸送精微以營養肌肉。
體能鍛煉
運動可以加強運動神經的能力、健康、
動作技能、體適能以及肌肉強度。
運動對於肌肉、結締組織、
骨骼和刺激肌肉的神經都有不同的效果。
常見的效果是肌肉肥大,
也就是肌肉直徑的增加,常應用在健美訓練中。
不同運動運用到的肌肉組織也有所不同。
有氧運動是指長時間使肌肉運動
在遠小於其最大壓縮強度的程度,馬拉松就是典型的例子。
有氧運動主要依賴氧氣系統,用到的肌肉大部份是I型的慢肌,
利用脂質、蛋白質和醣類為其能量來源,
消耗大量的氧氣,會產生少量的乳酸。
無氧運動則是在短暫時間內有很高的運動量,
肌肉會運動在大於其最大壓縮強度的程度,
例如短跑及舉重,無氧運動會用II型的快肌,
主要是以ATP或葡萄糖為能量來源,
消耗少量的氧氣、脂質和蛋白質,但會產生大量的乳酸,而且無法像有氧運動一樣的長時間運動,
許多運動都包括了有氧運動及無氧運動,像足球就是一個例子。
乳酸的存在可以抑制肌肉中ATP的生成,乳酸雖然不會造成疲勞,
但若細胞間的乳酸濃度過高時,會抑制甚至停止肌肉的運動。
不過長期的訓練可以使肌肉新血管生成,提高肌肉排出代謝後物質的能力,同時維持肌肉的收縮。
一但乳酸由肌肉中移出,高濃度的儲存在肌原纖維時,乳酸可以作為其他肌肉或身體組織的能量來源,
或是轉移到肝臟,代謝為丙酮酸。劇烈運動除了提高乳酸的濃度外,也使間質中靠近肌肉纖維處的鉀離子濃度提高。
乳酸造成的酸化可以使力量恢復,因此乳酸不但不是造成疲勞的原因,相反的可以避免疲勞。
遲發性肌肉痛是指運動後一至三天時有的疼痛或不適,一般會持續二至三天。
之前多半認為乳酸堆積造成,但有一個較新的理論認為是因肌肉纖維離心收縮造成的小幅撕裂,
或是因運動量過大所造成。因為乳酸很快就可以由肌肉中移除,
因此不能說明運動後兩至三天還會有的疼痛。
疾病
患有肌肉萎縮症的組織分佈較不規則,而且抗肌萎縮蛋白(圖中綠色處)
明顯減少神經肌肉疾病是指會影響肌肉及(或)對應神經控制的疾病。
神經控制的問題有可能會導致痙攣或是癱瘓,依部位及特性的不同而定。
大部份的神經系統疾病,從中風、帕金森氏症到克雅二氏病都可能導致運動或運動協調上的問題。
肌肉疾病的症狀包括肌肉無力、痙攣、肌陣攣及肌痛。
診斷程式包括測試血液中的肌酸激酶,以及肌電圖的量測。
有時可以用肌活組織檢查來找出肌病,也可以用基因檢測的方式,
確認是否有有關特定肌病或肌肉營養不良有關的DNA異常。
人類最強壯的肌肉
根據「最強壯的」使用定義,人體內許多不同種類的肌肉可以被認定為「最強壯的」。
通常情況下,肌肉「力量」是指對外部物體施加力量的能力;
如舉起一個重物。根據這種定義,嚼肌(masseter)是最強壯的肌肉。
1992年金氏世界紀錄紀錄了一個達到了975
lbf(4337
N)的力量,該力量維持了2秒鐘。
使嚼肌區別於其他不同肌肉的並不是嚼肌本身,而是因為它擁有比其他肌肉以更短的槓桿施力的優勢。
肌肉的演化
根據1999年出版的一項研究,輪廓和心臟這兩類肌肉的專業形式
在脊椎動物與節肢動物進化線分離之時以前就形成了。
這表明這些類肌肉曾經由7億年以前的一個共同祖先那裡發展來的。
同時發現脊椎動物的平滑肌(在人體裡發現的平滑肌)是從輪廓和心臟的肌肉獨立逐步形成的。