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肌肉系统

最后更新:2021年10月10日,

肌肉系统负责人体的运动。附着在骨骼系统骨骼上的约700块肌肉,约占人体体重的一半。每一块肌肉都是由骨骼肌组织、血管、肌腱和神经构成的独立器官。心脏、消化器官和血管中也有肌肉组织。在这些器官中,肌肉负责在全身运输物质。继续滚动阅读下面…

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肌肉系统解剖学18luck新利在线娱乐网

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,使物质通过器官。因为内脏肌肉是由大脑的无意识部分控制的,它被称为不自主肌——它不能直接由意识控制。“平滑肌”一词常用于描述内脏肌肉,因为在显微镜下观察时,它具有非常平滑、均匀的外观。这种平滑的外观与心脏和骨骼肌的带状外观形成鲜明对比。

心肌

只有在在美国,心肌负责向全身输送血液。心肌组织不能被有意识地控制,所以它是不自主肌。而荷尔蒙和信号来自大脑调整收缩速率,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。由于心肌是自我刺激的,因此被认为是自节律的或内在控制的。

心肌组织的细胞呈条纹状,也就是说,在光学显微镜下观察时,它们看起来有浅色和深色条纹。细胞内蛋白质纤维的排列导致了这些光带和暗带。条纹表明肌肉细胞非常强壮,不像内脏肌肉。

心肌细胞是X或Y型的分支细胞,通过被称为插盘的特殊连接紧密连接在一起。插片是由两个相邻细胞的指状突起组成的,它们相互交错,在细胞之间提供强有力的连接。分支结构和插入的椎间盘使肌肉细胞能够抵抗高血压和终生泵血的压力。这些特征也有助于在细胞间快速传播电化学信号,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自主肌组织,它是有意识控制的。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。大多数骨骼肌都附着在关节上的两块骨头上,所以肌肉的作用是将这些骨头的部分相互靠近。

当许多较小的祖细胞聚集在一起形成长而直的多核纤维时,骨骼肌细胞就形成了。就像心肌一样,这些骨骼肌纤维非常强壮。骨骼肌之所以叫骨骼肌,是因为这些肌肉总是在至少一个地方与骨骼相连。

骨骼肌大体解18luck新利在线娱乐网剖学

大多数骨骼肌通过肌腱与两块骨头相连。肌腱是一种由密集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附着在骨头上。当肌肉牵拉肌腱时,肌腱会承受极大的压力,因此它们非常强壮,被编织到肌肉和骨骼的覆盖物中。

肌肉的运动是通过缩短它们的长度、拉扯肌腱和使骨头彼此靠近来实现的。一根骨头被拉向另一根,而另一根保持静止。固定骨上通过肌腱与肌肉相连的地方称为原点。在活动的骨头上,通过肌腱与肌肉相连的地方称为插入处。肌肉的腹部是肌腱之间肌肉的肉质部分,它进行实际的收缩。

骨骼肌名称

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.许多肌肉得名于它们的解剖区域。例如,腹直肌和腹横肌在腹部.有些肌肉,比如胫骨前,都是以骨头的一部分(骨的前部)命名的胫骨)它们所依附的。其他的肌肉则是这两种肌肉的混合体,比如肱桡肌,它是以一个区域(肱)和一块骨头(肱)命名的。半径).
  • 起源和插入.有些肌肉是根据它们与静止骨(原点)和运动骨(插入)的连接来命名的。一旦你知道这些肌肉所附着的骨头的名字,这些肌肉就很容易识别。这类肌肉的例子包括胸锁乳突肌(连接胸骨而且锁骨到头骨的乳突)和枕额肌(连接枕骨额骨).
  • 数量的起源.有些肌肉与一根以上的骨头相连,或与一根骨头上的一个以上的地方相连,因此有多个起源。有两个来源的肌肉叫做肱二头肌。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其进行分类。例如,三角肌三角形或三角形。锯肌呈锯齿状或锯齿状。菱形大调是菱形或菱形的形状。肌肉的大小可以用来区分同一区域的两块肌肉。臀大肌(大肌)、臀中肌(中肌)和臀小肌(小肌)是臀大肌的组成部分。最后,肌肉纤维的运动方向可以用来识别肌肉。在腹部,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)的为横腹,成角度的为斜腹。
  • 函数.肌肉有时根据它们所执行的功能类型来分类。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,形状和大小相似。例如,前臂的屈肌群可以使手腕和手指弯曲。的旋后肌是一块腕部外旋的肌肉,通过将腕部翻转到掌心向上。在腿部,有一种叫做内收肌的肌肉,其作用是将两腿合在一起。

骨骼肌的群作用

骨骼肌很少自己工作来实现身体的运动。更多的时候,他们会集体工作,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剂或原动力。激动肌总是与拮抗肌配对,对同一骨骼产生相反的效果。举个例子,肱二头肌使手臂在.肱三头肌作为这个动作的拮抗肌,伸展肘部的手臂。当三头肌伸展手臂时,肱二头肌被认为是对手。

除了激动剂/拮抗剂配对外,其他肌肉也支持激动剂的运动。协同作用是帮助稳定运动和减少无关的运动的肌肉。它们通常在激动剂附近的区域被发现,并且经常连接到相同的骨骼。由于骨骼肌使插入物更靠近不活动的起始点,固定肌通过保持起始点稳定来辅助运动。如果你用手臂举起重物,躯干区域的固定装置会使你的身体保持直立,使你在举起重物时保持平衡。

骨骼肌组织学

骨骼肌纤维由于其高度特殊化的功能而与身体的其他组织截然不同。许多构成肌肉纤维的细胞器是这种类型的细胞所特有的。

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。与肌膜相连的是横小管(t小管),它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。大部分肌肉纤维的结构是由肌原纤维构成的,肌原纤维是细胞的收缩结构。肌原纤维由许多蛋白质纤维组成,排列成称为肌节的重复亚单位。肌节是肌肉纤维的功能单位。(见营养素更多关于糖和蛋白质作用的信息。)

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位组成的。肌球蛋白是使肌肉收缩的蛋白质。
  • 薄丝.细丝由三种蛋白质构成:

    1. 肌动蛋白.肌动蛋白形成螺旋结构,构成了细丝团块的大部分。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,它包裹着肌动蛋白并覆盖在肌动蛋白上的肌凝蛋白结合位点上。
    3. 肌钙蛋白.肌钙蛋白与原肌凝蛋白紧密结合,使原肌凝蛋白在肌肉收缩时远离肌凝蛋白结合部位。

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。肌肉是身体中唯一有收缩能力的组织,因此可以带动身体的其他部位。

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使身体保持静止或保持在特定的位置,而不是引起运动。负责身体姿势的肌肉在全身所有肌肉中具有最大的耐力——它们支撑着身体一整天而不感到疲劳。

与运动相关的另一个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输到另一个部位。

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。体内的许多小肌肉收缩产生我们的自然体温。当我们比平时更用力时,多余的肌肉收缩会导致体温升高,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。肌肉起着用力的作用;关节作为支点;肌肉移动的骨头起到杠杆的作用;被移动的物体充当了负载。

杠杆有三类,但身体中的绝大多数杠杆都是第三类杠杆。第三类杠杆是一个支点位于杠杆末端,力位于支点和杠杆另一端的负载之间的系统。身体的第三类杠杆作用是,与肌肉收缩的距离相比,增加负荷移动的距离。

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,导致前臂弯曲肘关节在三等杠杆系统中。肱二头肌长度的微小变化会引起前臂和手部更大的运动,但肱二头肌施加的力必须高于肌肉移动的负荷。

运动单位

被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个称为运动单元的群中的几个肌肉细胞。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。

根据肌肉的功能,全身运动单元的大小各不相同。可以做精细动作的肌肉,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确度。需要大量力量才能发挥功能的肌肉,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运动单元。这就解释了为什么用来拿起铅笔的肌肉也被用来拿起保龄球。

收缩周期

肌肉受到运动神经元信号的刺激时会收缩。运动神经元与肌肉细胞接触的点被称为神经肌肉接点(NMJ)。运动神经元在NMJ释放神经递质化学物质,这些化学物质与肌膜的一个特殊部分结合,称为运动端板。运动端板含有许多离子通道,它们对神经递质作出反应而打开,并允许正离子进入肌肉纤维。正离子在细胞内部形成电化学梯度,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。原肌凝蛋白从肌动蛋白分子上的肌凝蛋白结合位点移开,使肌动蛋白和肌凝蛋白结合在一起。

ATP分子驱动粗纤维中的肌凝蛋白弯曲并拉动细纤维中的肌动蛋白分子。肌球蛋白蛋白就像船上的桨,把细丝拉向肌节的中心。当细丝被拉在一起时,肌节就会缩短和收缩。肌肉纤维的肌原纤维是由许多肌节组成的,所以当所有的肌节收缩时,肌肉细胞就会以相对于其大小的巨大力量缩短。

只要受到神经递质的刺激,肌肉就会继续收缩。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恢复到原来的位置;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拉力停止,肌节就会恢复到伸长的静止状态。

某些情况或疾病,如肌阵挛,会影响肌肉的正常收缩。你可以在我们的疾病和条件专区了解肌肉骨骼健康问题。此外,了解更多的进展DNA健康测试这有助于我们了解发生早期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:参与收缩的运动单位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使运动单元在放松前短暂收缩。这种小的收缩被称为抽搐收缩。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累加。如果运动神经元快速连续地提供许多神经脉冲,肌肉可能进入破伤风状态,或完全和持久的收缩。肌肉会一直处于破伤风状态,直到神经信号速率减慢或肌肉疲劳到无法维持破伤风状态。

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。当人们因压力而绷紧身体时,他们正在进行等距收缩。保持物体静止和保持姿势也是等距收缩的结果。能产生运动的收缩是等张收缩。通过举重来发展肌肉需要等张力收缩。

肌肉张力是骨骼肌一直保持部分收缩的一种自然状态。肌肉张力为肌肉提供轻微的张力,以防止突然的运动对肌肉和关节造成损伤,也有助于保持身体的姿势。所有的肌肉在任何时候都保持一定的肌肉张力,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消耗能量的方式分为两种:I型和II型。

  1. I型纤维在收缩时非常缓慢和谨慎。它们非常抗疲劳,因为它们通过有氧呼吸从糖中产生能量。我们在全身肌肉中发现I型纤维,用于耐力和姿势。附近的脊柱和颈部区域,高浓度的I型纤维会支撑身体一整天。
  2. II型纤维被分为两组:II型A和II型B。

    • II型A纤维比I型纤维更快更结实,但没有I型纤维那么持久。II型A纤维遍布全身,尤其是在腿部,它们在一整天的行走和站立中为你的身体提供支撑。
    • II型B纤维比II型A纤维更快更结实,但耐力更差。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,但尤其是在上半身,它们以消耗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一个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,只要肌肉接受足够的氧气和葡萄糖来保持收缩,它就可以继续。当我们使用肌肉产生高强度的力量时,肌肉收缩得非常紧,携带氧气的血液无法进入肌肉。这种情况导致肌肉利用乳酸发酵产生能量,这是一种无氧呼吸的形式。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。肌肉在无氧呼吸作用下消耗掉能量储备,很快就会疲劳。

为了使肌肉工作更长时间,肌肉纤维含有几种重要的能量分子。肌红蛋白是一种存在于肌肉中的红色色素,含有铁,并以类似血液中的血红蛋白的方式储存氧气。肌红蛋白中的氧气允许肌肉在缺氧时继续有氧呼吸。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释放能量。磷酸肌酸把它的磷酸基捐献给ADP,把它变回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,这是一种由许多连接的葡萄糖组成的大分子。活跃的肌肉分解糖原分子中的葡萄糖,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,肌肉会迅速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没有氧气、葡萄糖或三磷酸腺苷,取而代之的是呼吸作用产生的许多废物,如乳酸和二磷酸腺苷。运动后,身体必须吸收额外的氧气,以取代储存在肌肉纤维中的肌红蛋白中的氧气,并为有氧呼吸提供动力,以重建细胞内的能量供应。氧债(或复氧吸收)是指身体为使肌肉细胞恢复到休息状态而必须吸收的额外氧气。这就解释了为什么在剧烈运动后几分钟你会感到喘不过气来——你的身体正试图恢复到正常状态。

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