肌肉系統
肌肉系統是由骨骼,平滑和心肌組成的器官系統。它允許身體運動,保持姿勢並在整個身體內循環血液。脊椎動物的肌肉系統是通過神經系統控制的,儘管一些肌肉(如心肌)可以完全自主。它與骨骼系統一起形成肌肉骨骼系統,負責人體的運動。
從正面看到的人體肌肉。19世紀的插圖。
目錄
1 肌肉
1.1 骨骼肌
1.2 心肌
1.3 平滑肌肉
2 生理學
2.1 收縮
2.2 有氧和無氧肌肉活動
3 臨床意義
4 參考
肌肉
主要文章:肌肉
三種不同類型的肌肉(L至R):內部器官,心臟或心臟肌肉和骨骼肌中的平滑(非條紋)肌肉。
有三種不同類型的肌肉:骨骼肌,心肌,以及平滑(非條紋)肌肉。肌肉為身體提供力量,平衡,姿勢,運動和熱量,以保持溫暖。
骨骼肌
主要文章:骨骼肌
另見:人體肌肉列表
與其他橫紋肌一樣,骨骼肌由肌細胞或肌纖維組成,肌細胞又由肌原纖維組成,肌原纖維由肌節組成,肌纖維是橫紋肌組織的基本組成部分。在通過動作電位刺激後,骨骼肌通過縮短每個肌節來執行協調的收縮。用於理解收縮的最佳建議模型是肌肉收縮的滑動細絲模型。在肌節內,肌動蛋白和肌球蛋白纖維以彼此相向的收縮運動重疊。肌球蛋白絲具有向肌動蛋白絲突出的球杆狀頭部。
沿肌球蛋白絲的較大結構稱為肌球蛋白頭,用於在肌動蛋白絲的結合位點上提供附著點。肌球蛋白頭以協調的方式移動;它們向肌節中心旋轉,分離,然後重新連接到肌動蛋白絲最近的活動部位。這被稱為棘輪式驅動系統。
該過程消耗大量的三磷酸腺苷(ATP),即細胞的能量來源。ATP與肌球蛋白頭和肌動蛋白絲之間的交叉橋結合。釋放的能量為肌球蛋白頭的旋轉提供動力。當使用ATP時,它變成二磷酸腺苷(ADP),並且由於肌肉儲存很少的ATP,它們必須用ATP連續替換排出的ADP。肌肉組織還含有一種快速釋放的補充化學物質磷酸肌酸,它在必要時可以幫助ADP快速再生成ATP。
肌節的每個周期都需要鈣離子。當肌肉受到刺激收縮時,鈣從肌漿網釋放到肌節。該鈣揭示了肌動蛋白結合位點。當肌肉不再需要收縮時,鈣離子從肌節抽出並返回到肌質網中的儲存中。
人體內約有639個骨骼肌。
從正面看,骨骼肌
骨骼肌,從背面看
心肌
主要文章:心肌
心肌與骨骼肌不同,因為肌肉纖維彼此橫向連接。此外,就像平滑肌一樣,它們的運動也是不自主的。心肌由受自主神經系統影響的竇房結控制。
平滑肌
主要文章:平滑肌
平滑肌由自主神經系統直接控制並且是無意識的,這意味著它們不能被有意識的思想所感動。心跳和肺部(能夠自願控制,無論是在有限程度上)等功能是無意識的肌肉,但不是平滑的肌肉。
生理
收縮
神經肌肉接頭是運動神經元附著於肌肉的焦點。當動作電位到達稱為突觸的微觀連接處時,乙醯膽鹼(骨骼肌收縮中使用的神經遞質)從神經細胞的軸突末端釋放。一組化學信使穿過突觸並刺激電變化的形成,當乙醯膽鹼與其表面上的受體結合時,電變化在肌細胞中產生。鈣從細胞肌漿網的儲存區釋放出來。來自神經細胞的衝動導致鈣釋放並導致單一的短肌肉收縮,稱為肌肉抽搐。如果在神經肌肉接頭處存在問題,則可能發生非常長時間的收縮,例如破傷風引起的肌肉收縮。此外,交界處的功能喪失會導致癱瘓。
骨骼肌被組織成數百個運動單元,每個運動單元都包含一個運動神經元,由一系列稱為軸突終端的細指狀結構連接。這些附著並控制離散的肌肉纖維束。針對特定情況的協調且微調的響應將涉及控制所使用的電機單元的精確數量。當各個肌肉單元作為一個單元收縮時,由於運動單元的結構,整個肌肉可以在預定的基礎上收縮。運動單元的協調,平衡和控制經常在大腦小腦的指導下進行。這允許在很少有意識的努力下進行複雜的肌肉協調,例如當駕駛汽車而不考慮該過程時。
有氧和無氧肌肉活動
在靜止時,身體在線粒體中有氧生成其大部分ATP [1]而不會產生乳酸或其他疲勞副產物。[2] 在運動過程中,ATP產生的方法取決於健康的適應性。個人以及運動的持續時間和強度。在較低的活動水平下,當運動持續很長時間(幾分鐘或更長時間)時,通過將氧氣與碳水化合物和儲存在體內的脂肪結合起來,可以有氧地產生能量。在強度較高的活動期間,隨著強度增加可能持續時間減少,ATP產生可以轉變為厭氧途徑,例如使用磷酸肌酸和磷酸鹽系統或無氧糖酵解。好氧ATP生產在生物化學上要慢得多,只能用於長時間,低強度的運動,但不會產生不能立即從肌節和身體上清除的疲勞廢物,而且它會產生更多的每脂肪或碳水化合物分子的ATP分子。有氧訓練使氧氣輸送系統更有效,允許有氧代謝開始更快。[2] [不可靠的醫療來源?]厭氧ATP產生更快地產生ATP並允許近乎最大強度的運動,但也產生大量的乳酸酸使高強度運動不可持續超過幾分鐘。[2] 磷酸鹽系統也是無氧的。它允許最高水平的運動強度,但磷酸肌酸的肌內儲存非常有限,並且只能為持續長達十秒的運動提供能量。恢復非常快,全肌酸儲存在五分鐘內再生。[2]
臨床意義
另見:肌病
多種疾病會影響肌肉系統。
參考:
Abercrombie, M; Hickman, CJ; Johnson, ML (1973). A Dictionary of Biology. Penguin reference books (6th ed.). Middlesex (England), Baltimore (U.S.A.), Ringwood (Australia): Penguin Books. p. 179. OCLC 943860.
"Stage 2 Exercise Physiology: Energy Systems Part 5". St Paul』s College. Archived from the original (ppt) on 2011-04-11. Retrieved 2007-10-16.
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