肌肉系统

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肌肉系统解剖

肌肉类型

有三种类型的肌肉组织:内脏的，心脏的和骨骼的。

发自肺腑的肌肉

内脏肌肉存在于器官内部，比如胃肠和血管。内脏肌肉是所有肌肉组织中最弱的，它使器官收缩以使物质通过器官。因为内脏肌肉是由大脑中无意识的部分控制的，它被称为不随意肌肉——它不能直接由有意识的大脑控制。术语“平滑肌”通常用于描述内脏肌肉，因为在显微镜下观察时，它具有非常光滑、均匀的外观。这种光滑的外观与心脏和骨骼肌的带状外观形成鲜明对比。

心肌

只在心在美国，心肌负责向全身输送血液。心肌组织不能被有意识地控制，所以它是不随意肌。而荷尔蒙和信号来自大脑调整收缩速度，心肌刺激自身收缩。心脏的天然起搏器是由心肌组织构成的，它能刺激其他心肌细胞收缩。由于它的自我刺激，心肌被认为是自节律或内在控制的。

心肌组织细胞呈条纹状，也就是说，在光学显微镜下观察时，它们似乎有浅色和深色条纹。细胞内蛋白质纤维的排列导致了这些明暗条纹。条纹表明肌肉细胞非常强壮，不像内脏肌肉。

心肌细胞是分枝的X型或Y型细胞，通过称为插盘的特殊接头紧密连接在一起。插入的磁盘由两个相邻细胞的手指状突出物组成，它们相互锁扣，并在细胞之间提供强大的连接。这种分支结构和嵌入的圆盘使肌肉细胞能够抵抗高血压和终生泵血的压力。这些特征也有助于电化学信号在细胞间快速传播，这样心脏就能作为一个整体跳动。

骨骼肌

骨骼肌是人体唯一的随意肌肉组织，它是有意识地控制的。一个人有意识地进行的每一个身体动作(例如说话、走路或写作)都需要骨骼肌。骨骼肌的功能是收缩，使身体的某些部位靠近肌肉所附着的骨头。大多数骨骼肌都连接在关节上的两块骨头上，所以肌肉的作用是使这两块骨头彼此靠得更近。

骨骼肌细胞是由许多较小的祖细胞聚集在一起形成长而直的多核纤维形成的。这些骨骼肌纤维像心肌一样有条纹，非常强壮。骨骼肌之所以叫骨骼肌，是因为这些肌肉总是至少在一个地方与骨骼相连。

骨骼肌大体解剖

大多数骨骼肌通过肌腱与两块骨头相连。肌腱是由致密的规则结缔组织组成的坚韧带，其强大的胶原纤维将肌肉牢固地连接到骨骼上。当肌肉牵拉肌腱时，肌腱会受到极大的压力，因此它们非常强壮，并被编织到肌肉和骨骼的覆盖物中。

肌肉通过缩短长度、拉动肌腱和使骨骼彼此靠近来运动。一根骨头被拉向另一根，另一根保持不动。固定骨上通过肌腱与肌肉相连的地方称为原点。活动骨上通过肌腱与肌肉相连的地方称为插入点。腹部肌肉是肌肉中肌腱之间的多肉部分，它进行实际的收缩。

骨骼肌的名称

骨骼肌的命名基于许多不同的因素，包括它们的位置、起源和插入、起源的数量、形状、大小、方向和功能。

• 位置．许多肌肉的名称来源于它们的解剖区域。腹直肌和腹横肌，例如，在腹部．一些肌肉，比如胫骨前，都是以骨头的一部分(骨的前部)来命名的胫骨)他们所依附的。其他肌肉是这两种肌肉的混合体，比如肱桡肌，它是以一个区域(肱肌)和一块骨头(肱肌)命名的。半径）.
• 原点与插入．有些肌肉是根据它们与静止骨(原点)和移动骨(插入)的连接来命名的。一旦你知道了它们所附着的骨头的名字，这些肌肉就很容易识别了。这种类型的肌肉包括胸锁乳突肌(连接胸骨而且锁骨到颅骨的乳突)和枕额肌(连接枕骨到额骨）.
• 起源数量．有些肌肉连接到不止一块骨头或一块骨头上的不止一个地方，因此有不止一个起源。有两个起源的肌肉叫做二头肌。有三个起源的肌肉是三头肌。最后，有四个起源的肌肉是股四头肌。
• 形状、大小和方向．我们还根据肌肉的形状对它们进行分类。例如，三角肌有一个三角形或三角形。锯肌的特点是呈锯齿状或锯齿状。菱形大调是菱形或菱形。肌肉的大小可以用来区分同一区域的两块肌肉。臀区有三块肌肉，按大小区分——臀大肌(大)、臀中肌(中)和臀小肌(小)。最后，肌肉纤维的运动方向可以用来识别肌肉。在腹部区域，有几组宽阔平坦的肌肉。肌肉的纤维是直上直下的腹直肌，横向(从左到右)的为腹横肌，呈一定角度的为腹斜肌。
• 函数．肌肉有时根据它们所起的作用来分类。前臂的大部分肌肉都是根据它们的功能命名的，因为它们位于同一区域，具有相似的形状和大小。例如，前臂的屈肌群使手腕和手指弯曲。的旋后肌是一种肌肉，使手腕旋向面部掌心向上。在腿部，有一种称为内收肌的肌肉，其作用是将腿内收(拉在一起)。

骨骼肌中的群作用

骨骼肌很少自己工作来实现身体的运动。更多时候，他们会成群结队，做出精确的动作。产生身体任何特定运动的肌肉被称为激动器或原动力。激动剂总是与拮抗肌配对，在同一骨骼上产生相反的效果。例如，肱二头肌使手臂在肘．作为这个动作的拮抗，肱三头肌在肘部伸展手臂。当肱三头肌伸展手臂时，肱二头肌被认为是对抗肌。

除了激动剂/拮抗剂配对外，其他肌肉也支持激动剂的运动。协同器是帮助稳定动作和减少多余动作的肌肉。它们通常出现在激动器附近的区域，通常连接到相同的骨骼。由于骨骼肌将插入物移动到固定的关节原点附近，固定肌通过保持关节原点的稳定来辅助运动。如果你用手臂举起重物，躯干部位的固定装置会让你的身体保持直立，保持不动，这样你在举起重物时就能保持平衡。

骨骼肌组织学

骨骼肌纤维由于其高度专业化的功能而与身体的其他组织有很大的不同。许多组成肌纤维的细胞器是这种类型细胞所特有的。

肌膜是肌肉纤维的细胞膜。肌膜是刺激肌肉细胞的电化学信号的导体。连接肌膜的是横向小管(t -小管)，它们帮助将这些电化学信号传输到肌纤维中间。肌浆网是钙离子(Ca2+)的存储设施，对肌肉收缩至关重要。线粒体是细胞的“能量屋”，在肌肉细胞中大量存在，可以分解糖，并以ATP的形式为活跃的肌肉提供能量。大部分肌纤维的结构是由肌原纤维组成的，肌原纤维是细胞的收缩结构。肌原纤维由许多蛋白质组成，纤维排列成重复的亚单位，称为肌节。肌节是肌肉纤维的功能单位。(见营养素以了解更多关于糖和蛋白质的作用。)

肌节结构

肌节由两种蛋白质纤维构成:粗纤维和细纤维。

• 厚的丝．粗纤维是由蛋白质肌凝蛋白的许多结合单元组成的。肌球蛋白是导致肌肉收缩的蛋白质。

• 薄丝．细丝由三种蛋白质组成:

  1. 肌动蛋白．肌动蛋白形成螺旋结构，构成细丝团的大部分。肌动蛋白含有肌凝蛋白结合位点，允许肌凝蛋白在肌肉收缩时连接并移动肌动蛋白。
  2. 原肌球蛋白．原肌凝蛋白是一种长蛋白质纤维，它包裹在肌动蛋白周围，覆盖在肌动蛋白上的肌凝蛋白结合位点。
  3. 肌钙蛋白．肌钙蛋白与原肌凝蛋白紧密结合，在肌肉收缩时将原肌凝蛋白从肌凝蛋白结合位点移走。

肌肉系统生理学

肌肉组织的功能

肌肉系统的主要功能是运动。肌肉是身体中唯一能够收缩从而带动身体其他部位运动的组织。

与运动功能相关的是肌肉系统的第二个功能:保持姿势和身体位置。肌肉收缩通常是为了保持身体静止或保持特定的姿势，而不是为了引起运动。负责身体姿势的肌肉是身体所有肌肉中耐力最强的——它们支撑着身体一整天而不感到疲劳。

另一个与运动相关的功能是体内物质的运动。心脏和内脏肌肉主要负责将血液或食物等物质从身体的一个部位运送到另一个部位。

肌肉组织的最后一个功能是产生体温。由于收缩肌肉的高代谢率，我们的肌肉系统产生了大量的废热。体内许多小肌肉的收缩产生了我们自然的体温。当我们比平时更用力时，多余的肌肉收缩会导致体温上升，最终导致出汗。

骨骼肌作为杠杆

骨骼肌与骨骼和关节一起工作形成杠杆系统。肌肉起着作用力的作用;关节作为支点;肌肉运动的骨头起到杠杆的作用;被移动的物体作为载荷。

杠杆有三种，但人体中的绝大多数杠杆都是第三类杠杆。第三类杠杆是这样一种系统:支点在杠杆的末端，力在支点和杠杆另一端的载荷之间。身体中的第三类杠杆用于增加与肌肉收缩的距离相比的负重移动的距离。

距离增加的代价是，移动负载所需的力必须大于负载的质量。例如，手臂的肱二头肌牵拉前臂的半径，导致屈肘关节在一个三级杠杆系统中。肱二头肌长度的微小变化会引起前臂和手更大的运动，但肱二头肌施加的力必须高于肌肉施加的负荷。

运动单位

称为运动神经元的神经细胞控制着骨骼肌。每个运动神经元控制一组称为运动单元的几个肌肉细胞。当运动神经元收到来自大脑的信号时，它会同时刺激其运动单元中的所有肌肉细胞。

全身运动单元的大小各不相同，这取决于肌肉的功能。做精细动作的肌肉，比如眼睛或者手指——每个运动单元的肌肉纤维非常少，以提高大脑对这些结构控制的精度。需要大量力量来完成其功能的肌肉，如腿部或手臂肌肉，在每个运动单元中都有许多肌肉细胞。身体控制每块肌肉力量的方法之一是决定为某一特定功能激活多少个运动单元。这就解释了为什么用来拿起铅笔的肌肉也可以用来拿起保龄球。

收缩周期

肌肉受到运动神经元信号的刺激时会收缩。运动神经元在一个叫做神经肌肉连接处(NMJ)的点接触肌肉细胞。运动神经元在NMJ释放神经递质化学物质，与被称为运动终板的肌膜的特殊部分结合。马达端板含有许多离子通道，这些离子通道响应神经递质而打开，并允许正离子进入肌纤维。正离子在细胞内形成电化学梯度，通过打开更多的离子通道，扩散到整个肌膜和t小管。

当正离子到达肌浆网时，Ca2+离子被释放并允许流入肌原纤维。Ca2+离子与肌钙蛋白结合，导致肌钙蛋白分子改变形状并移动附近的原肌凝蛋白分子。原肌凝蛋白被移离肌动蛋白分子上的肌凝蛋白结合位点，使肌动蛋白和肌凝蛋白结合在一起。

ATP分子为粗纤维中的肌凝蛋白提供动力，使其弯曲并拉动细纤维中的肌动蛋白分子。肌凝蛋白就像船上的桨，把细丝拉到肌节的中心。当细纤维被拉在一起时，肌节就会缩短和收缩。肌肉纤维的肌原纤维是由许多肌节排列而成的，所以当所有的肌节收缩时，肌肉细胞相对于其大小会以很大的力量缩短。

肌肉只要受到神经递质的刺激就会持续收缩。当运动神经元停止释放神经递质时，收缩过程就会逆转。钙回到肌浆网;肌钙蛋白和原肌凝蛋白回到它们的静止位置;肌动蛋白和肌凝蛋白被阻止结合。一旦肌凝蛋白对肌动蛋白的牵拉力停止，肌节就会回到它们拉长的静止状态。

某些情况或疾病，如肌阵挛，会影响肌肉的正常收缩。您可以在我们的疾病和病症部分了解肌肉骨骼健康问题。此外，了解更多关于进步DNA健康检测这有助于我们了解早发性原发性肌张力障碍的遗传风险。

肌肉收缩的类型

肌肉收缩的强度可以由两个因素控制:参与收缩的运动单元的数量和来自神经系统的刺激量。运动神经元的单一神经冲动会导致运动单元在放松之前短暂收缩。这种小的收缩被称为抽动收缩。如果运动神经元在短时间内提供多个信号，肌肉收缩的强度和持续时间就会增加。这种现象被称为时间求和。如果运动神经元快速连续地提供许多神经冲动，肌肉可能进入破伤风状态，或完全持久的收缩。肌肉会一直处于破伤风状态，直到神经信号速率减慢，或者直到肌肉疲劳到无法维持破伤风状态。

并不是所有的肌肉收缩都会产生运动。等距收缩是一种轻微的收缩，它增加了肌肉的张力，但没有施加足够的力量来移动身体的某个部位。当人们由于压力而使身体紧张时，他们正在进行等距收缩。握住一个物体不动和保持姿势也是等距收缩的结果。能产生运动的收缩是等渗收缩。等张收缩是通过举重来发展肌肉质量所必需的。

肌肉张力是骨骼肌始终保持部分收缩的一种自然状态。肌肉张力对肌肉提供轻微的张力，以防止肌肉和关节因突然的运动而受损，也有助于保持身体的姿势。所有肌肉在任何时候都保持一定程度的肌肉张力，除非肌肉因神经损伤而与中枢神经系统断开。

骨骼肌纤维的功能类型

骨骼肌纤维可以根据它们产生和使用能量的方式分为两种类型:I型和II型。

1. I型纤维在收缩过程中非常缓慢和从容。它们非常抗疲劳，因为它们通过有氧呼吸从糖中产生能量。I型纤维存在于全身肌肉中，有助于保持体力和姿势。附近的脊柱和颈部，高浓度的I型纤维支撑着身体一整天。

2. II型纤维可分为两类:II型A和II型B。

   • II型A型纤维比I型纤维更快、更强，但耐力不如I型纤维。II型A纤维遍布全身，尤其是在腿部，它们在长时间的行走和站立中支撑着你的身体。
   • II型B纤维比II型A纤维更快、更强，但耐久度更低。II型B纤维的颜色也比I型和II型A纤维浅得多，因为它们缺乏肌红蛋白，一种储存氧气的色素。我们发现II型B纤维遍布全身，尤其是在上半身，它们以牺牲耐力为代价，为手臂和胸部提供速度和力量。

肌肉代谢与疲劳

肌肉从不同的来源获得能量，这取决于肌肉工作的情况。当我们要求肌肉产生低到中等水平的力量时，肌肉就会进行有氧呼吸。有氧呼吸需要氧气从葡萄糖分子中产生大约36-38个ATP分子。有氧呼吸是非常有效的，只要肌肉接收到足够的氧气和葡萄糖来保持收缩，它就可以持续下去。当我们使用肌肉产生高水平的力量时，肌肉会收缩得非常紧密，以至于携带氧气的血液无法进入肌肉。这种情况会导致肌肉通过乳酸发酵产生能量，这是一种无氧呼吸。无氧呼吸比好氧呼吸效率低得多——每个葡萄糖分子只产生2个ATP。肌肉在无氧呼吸下消耗能量储备时很快就会疲劳。

为了让肌肉长时间工作，肌肉纤维含有几种重要的能量分子。肌红蛋白是肌肉中的一种红色色素，含有铁和储存氧气的方式类似于血液中的血红蛋白。肌红蛋白中的氧气允许肌肉在缺氧时继续进行有氧呼吸。另一种有助于保持肌肉工作的化学物质是磷酸肌酸。肌肉以ATP的形式利用能量，将ATP转化为ADP来释放能量。磷酸肌酸将其磷酸基捐赠给ADP，将其转化为ATP，以便为肌肉提供额外的能量。最后，肌肉纤维含有储存能量的糖原，这是一种由许多相连的葡萄糖组成的大分子。活跃的肌肉从糖原分子中分解葡萄糖，提供内部燃料供应。

当肌肉在有氧或无氧呼吸过程中耗尽能量时，肌肉很快就会疲劳并失去收缩能力。这种情况被称为肌肉疲劳。疲劳的肌肉含有很少或根本不含氧气、葡萄糖或三磷酸腺苷，相反，它含有许多呼吸产生的废物，如乳酸和二磷酸腺苷。万博下载官方app下载在运动后，身体必须吸收额外的氧气，以取代储存在肌纤维肌红蛋白中的氧气，并为有氧呼吸提供动力，从而重建细胞内的能量供应。氧债(或恢复性氧摄取)是指身体为使肌肉细胞恢复到静息状态而必须摄入的额外氧气。这就解释了为什么你在剧烈运动后会有几分钟喘不过气来——你的身体正试图恢复到正常状态。