人類肌纖維類型與分布特點
一、人體骨骼肌纖維的分類及功能
人類骨骼肌的肌纖維在形態、生理特質和酶組織化學特性方面都有明顯的差異,據此可以將肌纖維分為不同的類型:Ⅰ型和Ⅱ型。
Ⅰ型肌纖維也稱慢肌纖維,屬於典型的氧化型肌纖維,其肌細胞中的線粒體和肌紅蛋白含量豐富。Ⅰ型肌纖維佔主導的肌肉在收縮力量上不如Ⅱ型肌纖維強。在供能系統方面,主要以有氧氧化供能為主。因此,Ⅰ型肌纖維與運動人體的有抗疲勞、氧耐力和維持姿勢等能力具有直接關係。
Ⅱ型肌纖維也稱快肌纖維。根據其功能的不同,也分為兩種不同的亞型:Ⅱa型和Ⅱb型。雖然Ⅱ型肌纖維是以糖酵解型為主,具有收縮速度快,力量大的特點,與力量及爆發力相關,但是Ⅱa型和Ⅱb型之間也有不同的差異。
Ⅱa型快肌纖維的功能介於Ⅰ型慢肌纖維和Ⅱb型快肌纖維之間,有氧氧化能力和糖酵解能力沒有明顯的差異。Ⅱb型快肌纖維屬於典型的快縮酵解型,及以糖酵解功能為主,收縮速度快,且力量大於Ⅰ型慢肌纖維和Ⅱa型快肌纖維。
二、人類不同類型骨骼肌的分布特點
國內外關於人體骨骼肌類型分布特點的研究有很多,但是結果卻不盡相同。不同人種、年齡、性別和地域差異能夠影響不同人體骨骼肌纖維類型外,與研究者的取材部位、大小等的差異也有直接關係。
1.不同功能骨骼肌纖維類型的比例
人類骨骼肌都是異質性的,即不同型肌纖維在一塊肌肉中混合存在,不同個體之間、不同肌肉之間存在差異,而同一塊肌肉中的不同位置也存在差異。例如,肌緊張維持人體姿勢的比目魚肌和脛骨前肌等,其Ⅰ型慢肌纖維的比例高達87%和73%;而持續性的握持功能的拇收肌的Ⅰ型慢肌纖維佔比也高達80%。相反,類似眼輪匝肌和胸鎖乳突肌等時相性(phasic)肌等,其Ⅱ型快肌纖維佔比分別高達85%和65%。人體的大多數肌纖維兼具兩種類型的活動,因此肌纖維比例並無明顯優勢。Ⅰ型慢肌纖維佔比介於40%~60%之間。
從人體的正確站立姿勢不難看出,骨骼作為人體的支撐物往往落在穿過該關節重力線之後,也就意味著:在人體主要關節(如:踝關節、膝關節、上頸椎亦或是脊柱)中,人體重力線幾乎總是落在關節前面。換句話說,如果關節周圍沒有任何的軟組織加固,在重力作用下,踝關節會背屈,膝關節會超伸。髖關節會前傾,胸椎後凸角度增加,頸椎會前屈及低頭等現象。
真因為有了關節周圍的被動穩定裝置(關節囊和韌帶)和主動穩定裝置(肌肉,尤其是維持姿勢的肌肉)我們才能保持自然直立。不難看出,以上所述的維持基本站姿的肌肉大多位於人體的後面。
現實情況也是如此:人體關節後面的肌肉以耐力型的慢肌纖維佔主導,前部以力量型的快肌為主。由此亦可知,在姿態矯正的訓練中,都人體後部的肌肉進行反覆多次指導訓練就顯得尤為重要了。
2.不同肌纖維的直徑大小差異
人類各型肌纖維的直徑大小也有差異。Polgar等人測量了6個男性36塊肌肉的50個肌標本的肌纖維直徑,其中有44個肌標本顯示Ⅰ型慢肌纖維直徑小於Ⅱ型快肌纖維的直徑,僅有6個標本中的Ⅰ型慢肌肌纖維比Ⅱ型快肌纖維粗大。不同的肌肉中,同類型的肌纖維直徑也有差異。因此,人類骨骼肌不僅表現在肌纖維類型分布和比例方面的差異,而且還通過肌纖維粗細的變化來適應不同功能的需要。
3.不同年齡與性別之間的肌纖維差異特點
肌纖維直徑的年齡和性別差異即為明顯。Moore研究表明,肌纖維直徑在30~40歲時最大,以後有逐漸縮小。由於老年人(60歲以上)活動量減少,肌纖維逐漸變細。
同樣,在一組青年人(20~29歲)和老年人(60~65歲)的對比試驗中,老年組的Ⅱ型快肌纖維橫切面積明顯小於青年組,但是Ⅰ型慢肌肌纖維的橫切面積沒有明顯差別。由此可見,隨著不如衰老,人類的快肌纖維會最先出現選擇性萎縮,有資料顯示,在40歲之後這種變化會最明顯。
因此,適當的抗阻訓練在維持或延緩快肌纖維選擇性萎縮方面具有重要的作用。
4.不同肌纖維在抗阻訓練中的激活順序
在肌肉的收縮活動中,不同類型的肌纖維激活的順序是不一樣的。在安靜狀態下,如維持站立姿勢,需要激活的肌肉相當少,這些肌肉通常零散分布在不同的肌肉的不同位置。維持姿勢的肌纖維以Ⅰ型慢肌纖維為主。隨著運動強度的增加,神經系統會召集更多的運動單位(一個運動神經元與其支配的所有肌纖維)參與運動。平靜的呼吸逐步加快加深(以有氧氧化為主)。隨著運動強度的再次增加,身體為克服更大的阻力,需要募集更多的運動單位,如短跑和深蹲等,以力量型糖酵解供能為主的快肌纖維最終得到激活。
有資料顯示,以抗阻訓練為例,人體最先激活的Ⅰ型慢肌纖維,隨著強度的增加,Ⅱa型快肌纖維被激活,在極限強度或力竭訓練中,Ⅱb型快肌纖維最後被激活。在抗阻訓練中,目標肌肉充血並不代表具有很好的增肌效果,但是如果肌肉沒有達到充血的狀態,訓練效果肯定是值得懷疑的。因此,不難看出,如果有增加肌肉圍度的需要,不斷超越大重量的抗阻訓練時不可或缺的。
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