认识人体肌肉系统

 

概述 概述

人體的肌肉系統由三種不同的肌肉組成： 骨骼肌 （skeletal muscle）、 平滑肌 （smooth muscle）及心臟肌 （cardiac muscle），當中與體育運動有直接關係的就是骨骼肌，本文也是以講述骨骼肌為主。 人体的肌肉系统由三种不同的肌肉组成： 骨骼肌 （skeletal muscle）、 平滑肌 （smooth muscle）及心脏肌 （cardiac muscle），当中与体育运动有直接关系的就是骨骼肌，本文也是以讲述骨骼肌为主。 骨骼肌大多附著於人體的骨骼上，當骨骼肌收縮時，就會牽動骨骼，並引起各種動作。 骨骼肌大多附着于人体的骨骼上，当骨骼肌收缩时，就会牵动骨骼，并引起各种动作。 骨骼肌有收縮快而有力的特點，但比起平滑肌和心臟肌來說，卻易於疲勞。 骨骼肌有收缩快而有力的特点，但比起平滑肌和心脏肌来说，却易于疲劳。

人體約有434塊骨骼肌，經常參與體育運動的有75對，其他的主要用以控制面部表情、吞咽和發音等動作。 人体约有434块骨骼肌，经常参与体育运动的有75对，其他的主要用以控制面部表情、吞咽和发音等动作。 骨骼肌約佔成年人體重的40%，個別肌肉的發達程度按其機能而有所差異。 骨骼肌约占成年人体重的40%，个别肌肉的发达程度按其机能而有所差异。 例如，下肢的肌肉主要用作支撐及移動，所以較為粗大有力；上肢的肌肉主要用於抓握動作，所以上肢的肌肉較多及細小，但卻較為靈活。 例如，下肢的肌肉主要用作支撑及移动，所以较为粗大有力；上肢的肌肉主要用于抓握动作，所以上肢的肌肉较多及细小，但却较为灵活。

骨骼肌的結構 骨骼肌的结构

 

骨骼肌主要是由肌組織構成，每塊肌肉可分為肌腹和肌腱兩部分。 骨骼肌主要是由肌组织构成，每块肌肉可分为肌腹和肌腱两部分。 肌腹是肌肉中間的部分，由許多條肌纖維 （肌細胞）所組成，每條肌纖維的表面都包繞著一層有豐富毛細血管網的結締組織膜，稱為肌肉膜（endomysium）。 肌腹是肌肉中间的部分，由许多条肌纤维 （肌细胞）所组成，每条肌纤维的表面都包绕着一层有丰富毛细血管网的结缔组织膜，称为肌肉膜（endomysium）。 許多條肌纖維（約100至150條）集合起來成為一個肌束（muscle bundle），週圍由一層叫肌束膜（perimysium）的結締組織包裏著。 许多条肌纤维（约100至150条）集合起来成为一个肌束（muscle bundle），周围由一层叫肌束膜（perimysium）的结缔组织包里着。 再由若干個肌束被一層叫肌外膜（epimysium）的結締組織包裏著而成為一個肌腹。 再由若干个肌束被一层叫肌外膜（epimysium）的结缔组织包里着而成为一个肌腹。 肌內膜、肌束膜和肌外膜向肌腹的兩端延伸至由膠原纖維束構成的肌腱。 肌内膜、肌束膜和肌外膜向肌腹的两端延伸至由胶原纤维束构成的肌腱。 肌腱是肌肉附著於骨骼上的部分，本身沒有收縮能力，但卻有很大的抗張能力。 肌腱是肌肉附着于骨骼上的部分，本身没有收缩能力，但却有很大的抗张能力。 肌腱較肌腹來得堅韌，每平方厘米抗張力強度約為660至1250千克，反觀肌肉在鬆弛狀態下的抗張力強度則只有每平方厘米5.44千克。 肌腱较肌腹来得坚韧，每平方厘米抗张力强度约为660至1250千克，反观肌肉在松弛状态下的抗张力强度则只有每平方厘米5.44千克。

骨骼肌纖維的結構 骨骼肌纤维的结构

 

骨骼肌纖維（細胞）的長度可由1毫米至15厘米，直徑約為10至100微米，肌纖維膜（sarcolemma）極薄，細胞核的數量可達數百個。 骨骼肌纤维（细胞）的长度可由1毫米至15厘米，直径约为10至100微米，肌纤维膜（sarcolemma）极薄，细胞核的数量可达数百个。 肌纖維膜內的肌漿（sarcoplasm）含有豐富的肌紅蛋白、糖元和脂滴等，還有一般的細胞器（例：線粒體）及大量的肌原纖維（myofibrils）。 肌纤维膜内的肌浆（sarcoplasm）含有丰富的肌红蛋白、糖元和脂滴等，还有一般的细胞器（例：线粒体）及大量的肌原纤维（myofibrils）。 肌原纖維的直徑只有1至2微米，在肌纖維內是成束的排列著，有明暗相間的橫紋，是肌肉收縮的重要成分。 肌原纤维的直径只有1至2微米，在肌纤维内是成束的排列着，有明暗相间的横纹，是肌肉收缩的重要成分。

在電子顯微鏡下，肌原纖維其實也是由大量的肌微絲 （myofilaments）所組成，一種由肌動蛋白分子形成，稱為肌動蛋白微絲 （actin filaments）；另一種由肌球蛋白分子形成，稱為肌球蛋白微絲 （myosin filaments）。 在电子显微镜下，肌原纤维其实也是由大量的肌微丝 （myofilaments）所组成，一种由肌动蛋白分子形成，称为肌动蛋白微丝 （actin filaments）；另一种由肌球蛋白分子形成，称为肌球蛋白微丝 （myosin filaments）。 這兩種肌微絲都是一些收縮物質，與肌肉收縮的機制有很直接的關連。 这两种肌微丝都是一些收缩物质，与肌肉收缩的机制有很直接的关连。 除此之外，在電子顯微鏡下，還可以見到一種叫做肌漿網 （sarcoplasmic reticulum）的特別結構，纏繞在每條肌原纖維的表面上，一般相信，肌漿網與肌纖維收縮時興奮的傳導有關。 除此之外，在电子显微镜下，还可以见到一种叫做肌浆网 （sarcoplasmic reticulum）的特别结构，缠绕在每条肌原纤维的表面上，一般相信，肌浆网与肌纤维收缩时兴奋的传导有关。

血管與神經 血管与神经

骨骼肌含有豐富的血管。 骨骼肌含有丰富的血管。 毛細血管在肌纖維表面蜿蜒行走，形成了一種毛細血管網的架構。 毛细血管在肌纤维表面蜿蜒行走，形成了一种毛细血管网的架构。 人的骨骼肌平均每平方毫米有毛細血管3,000條，總長度約為10萬千米，總表面面績約為6,300平方米。 人的骨骼肌平均每平方毫米有毛细血管3,000条，总长度约为10万千米，总表面面绩约为6,300平方米。 人處於安靜狀態時，肌肉內的毛細血管並非全數開放（充滿血液），一般每平方毫米只有約100條毛細血管是開放著，但當人體在運動狀態時，每平方毫米卻可以有3,000條毛細血管在開放著。 人处于安静状态时，肌肉内的毛细血管并非全数开放（充满血液），一般每平方毫米只有约100条毛细血管是开放着，但当人体在运动状态时，每平方毫米却可以有3,000条毛细血管在开放着。

骨骼肌的運動是由運動神經支配，一個神經細胞和它所支配的肌纖維組成了一個運動單位 （motor unit）。 骨骼肌的运动是由运动神经支配，一个神经细胞和它所支配的肌纤维组成了一个运动单位 （motor unit）。 在大肌肉中一個運動神經元所支配的肌纖維數目可達2,000條，在小肌肉（例：眼肌）中一個運動神經元支配的肌纖維數目可能只有6至12條。 在大肌肉中一个运动神经元所支配的肌纤维数目可达2,000条，在小肌肉（例：眼肌）中一个运动神经元支配的肌纤维数目可能只有6至12条。 一個運動單位內所含的肌纖維數目越多，收縮時所產生的力量越大，反之則越小。 一个运动单位内所含的肌纤维数目越多，收缩时所产生的力量越大，反之则越小。 肌肉收縮時，參與的運動單位越多，所產生的力量也就越大。 肌肉收缩时，参与的运动单位越多，所产生的力量也就越大。 就算在安靜的狀況之下，人體各骨骼肌仍然有少數的運動單位在輪流進行收縮運動，使肌肉保持一定程度的張力，以維持人體的姿勢。 就算在安静的状况之下，人体各骨骼肌仍然有少数的运动单位在轮流进行收缩运动，使肌肉保持一定程度的张力，以维持人体的姿势。

除了運動神經外，肌肉內還有感覺神經和交感神經。 除了运动神经外，肌肉内还有感觉神经和交感神经。 感覺神經除了負責傳導肌肉的痛楚、溫度等一般感覺外，還會把肌肉收縮的感覺傳到神經中樞；交感神經則負起調節肌肉的營養，物質代謝和生長發育等功能。 感觉神经除了负责传导肌肉的痛楚、温度等一般感觉外，还会把肌肉收缩的感觉传到神经中枢；交感神经则负起调节肌肉的营养，物质代谢和生长发育等功能。

肌纖維的種類 肌纤维的种类

在二百多年以前己發現動物肌纖維的顏色有深有淺，因此早期主要根據肌纖維的顏色而分為紅肌 （red muscle）與白肌 （white muscle）兩類；後來又按肌纖維的生理特點而分為慢縮肌 （slow twitch或Type I）及快縮肌 （fast twitch或Type II）；更有人把快縮肌再分為快縮紅肌（Type IIa）和快縮白肌（Type IIb）。 在二百多年以前己发现动物肌纤维的颜色有深有浅，因此早期主要根据肌纤维的颜色而分为红肌 （red muscle）与白肌 （white muscle）两类；后来又按肌纤维的生理特点而分为慢缩肌 （slow twitch或Type I）及快缩肌 （fast twitch或Type II）；更有人把快缩肌再分为快缩红肌（Type IIa）和快缩白肌（Type IIb）。 各類肌纖維的生理機能特點見下表： 各类肌纤维的生理机能特点见下表：

人體大部分肌肉都混有這兩種（慢、快）具有不同生理機能特點的肌纖維，但在每一塊肌肉中兩者的比例並不相同，而且各塊肌肉中兩種肌纖維的百分比亦相差頗大。 人体大部分肌肉都混有这两种（慢、快）具有不同生理机能特点的肌纤维，但在每一块肌肉中两者的比例并不相同，而且各块肌肉中两种肌纤维的百分比亦相差颇大。 不過，在同一運動單位（motor unit）內的肌纖維則只會屬同一類型。 不过，在同一运动单位（motor unit）内的肌纤维则只会属同一类型。 亦即是說，快縮運動單位內全是快縮肌纖維；而慢縮運動單位內則全是慢縮肌纖維。 亦即是说，快缩运动单位内全是快缩肌纤维；而慢缩运动单位内则全是慢缩肌纤维。

研究發現，速度性項目運動員主要運動肌肉內，快縮肌纖維的比例較高。 研究发现，速度性项目运动员主要运动肌肉内，快缩肌纤维的比例较高。 例如，世界級優秀運動員小腿肌內快縮肌可佔上70至90%。 例如，世界级优秀运动员小腿肌内快缩肌可占上70至90%。 反過來說，耐力性項目運動員主要運動肌肉內，慢縮肌纖維的百分比較高，一些頂級長跑運動員小腿肌內慢縮肌的比例可以高達90%。 反过来说，耐力性项目运动员主要运动肌肉内，慢缩肌纤维的百分比较高，一些顶级长跑运动员小腿肌内慢缩肌的比例可以高达90%。 不過，一般認為這種現象只是自然選擇的結果。 不过，一般认为这种现象只是自然选择的结果。 大部分學者都認為每塊肌肉內兩種肌纖維的比例是遺存的，訓練並不會改變肌肉內慢縮肌和快縮肌的百分比組成，但快縮紅肌（Type IIa）與快縮白肌（Type IIb）則可隨著訓練而改變。 大部分学者都认为每块肌肉内两种肌纤维的比例是遗存的，训练并不会改变肌肉内慢缩肌和快缩肌的百分比组成，但快缩红肌（Type IIa）与快缩白肌（ Type IIb）则可随着训练而改变。 例如，耐力訓練可使原本氧化能力較低的快縮白肌纖維轉化為氧化能力較高的快縮紅肌纖維。 例如，耐力训练可使原本氧化能力较低的快缩白肌纤维转化为氧化能力较高的快缩红肌纤维。

至於性別方面，女性肌肉內慢縮肌纖維的比例較男性高，所以女性的爆發力一般比男性差。 至于性别方面，女性肌肉内慢缩肌纤维的比例较男性高，所以女性的爆发力一般比男性差。

 鍛煉對肌肉系統的影響 锻炼对肌肉系统的影响

•   肌肉體積增大：一般認為肌肉體積增大是由於肌纖維增粗（hypertrophy）的結果，而不是肌纖維的數目增多。 肌肉体积增大：一般认为肌肉体积增大是由于肌纤维增粗（hypertrophy）的结果，而不是肌纤维的数目增多。 肌纖維之所以增粗是因為肌細胞內線粒體的增多增大、肌原纖維縱裂增多和增粗、肌漿網相應按比例增大等的成果。 肌纤维之所以增粗是因为肌细胞内线粒体的增多增大、肌原纤维纵裂增多和增粗、肌浆网相应按比例增大等的成果。

• 肌纖維內線粒體增多增大：線粒體是肌細胞內的供能中心，其增多增大可以為肌肉提供更多的能量作耐力運動之用。 肌纤维内线粒体增多增大：线粒体是肌细胞内的供能中心，其增多增大可以为肌肉提供更多的能量作耐力运动之用。 研究發現，耐力性練習如長跑、自行車等，均能增加肌肉中線粒體的數量和體積（快縮肌纖維的改變尤為明顯）。 研究发现，耐力性练习如长跑、自行车等，均能增加肌肉中线粒体的数量和体积（快缩肌纤维的改变尤为明显）。

• 肌肉內脂肪減少：肌肉內的脂肪會降低肌肉收縮的效率，耐力性練習能降低肌肉內脂肪的含量，從而提高肌肉收縮的效率。 肌肉内脂肪减少：肌肉内的脂肪会降低肌肉收缩的效率，耐力性练习能降低肌肉内脂肪的含量，从而提高肌肉收缩的效率。

• 結締組織增加：力量性練習可令到肌肉內的結締組織明顯增厚，使肌腱和韌帶變粗，從而減低了被拉斷拉傷的機會。 结缔组织增加：力量性练习可令到肌肉内的结缔组织明显增厚，使肌腱和韧带变粗，从而减低了被拉断拉伤的机会。

• 肌肉中毛細血管增多：肌纖維之間的毛細血管經訓練後都有增多的現象，因而改善了骨骼肌中血液供應的情況，增進了肌肉的工作能力。 肌肉中毛细血管增多：肌纤维之间的毛细血管经训练后都有增多的现象，因而改善了骨骼肌中血液供应的情况，增进了肌肉的工作能力。

• 肌肉內化學成分的改變：肌肉內的肌糖元、肌紅蛋白、肌動蛋白、肌球蛋白等都在體育鍛煉後有所增加，這些物質都能夠提高肌肉收縮及能量代謝等方面的效率。 肌肉内化学成分的改变：肌肉内的肌糖元、肌红蛋白、肌动蛋白、肌球蛋白等都在体育锻炼后有所增加，这些物质都能够提高肌肉收缩及能量代谢等方面的效率。

• 參與活動的肌纖維數量增加：運動時其實只有一部分肌纖維對神經衝動產生反應，從而進行收縮。 参与活动的肌纤维数量增加：运动时其实只有一部分肌纤维对神经冲动产生反应，从而进行收缩。 運動鍛煉能增強神經衝動的傳遞，令到參與收縮的肌纖維數量增加，因而提高了肌肉收縮的力量。 运动锻炼能增强神经冲动的传递，令到参与收缩的肌纤维数量增加，因而提高了肌肉收缩的力量。