肌肉的结构功能

美国国家医学图书馆供图 人体的肌肉

对于大多数人来说，肌肉再平常不过了，但是它们的重要性却令人难以置信，原因主要有两个：

• 肌肉是身体用以驱动自身的“引擎”。尽管它们与汽车发动机或电动机的工作原理不同，但作用相同。它们都将能量转化为运动。
• 如果没有肌肉，将不能做任何事情。大脑构想的任何内容都要以肌肉运动的形式表现出来。表达思想的方式只能是使用喉部、嘴部和舌部肌肉（说话）、指部肌肉（写字或“手语”）或者骨骼肌（身体语言、舞蹈、奔跑、锻炼或搏斗等）。

因为肌肉对所有动物都如此重要，所以结构极为复杂。它们能够高效地将营养物转变为运动，能够持久运作，还能够自行痊愈并通过锻炼变得更强壮。它们执行人体的一切活动，包括从走路到保持血液流动！

	肌肉的结构功能

在本文中，我们将了解人体的不同肌肉类型及其令人惊叹的工作机理。

谈到“肌肉”时，大部分人想到的都是可见的肌肉。例如，大多数人都知道胳臂中有二头肌。但实际上，所有哺乳动物体内均有三种特殊类型的肌肉：

• 第一种是骨骼肌，即可以看到和感觉到的肌肉类型。当健身者通过锻炼增加肌肉力量时，锻炼的就是骨骼肌。骨骼肌附着在骨骼上且成对出现：一块肌肉朝一个方向移动骨头，另外一块朝相反方向移动骨头。这些肌肉通常随意志收缩，意味着想要收缩它们时，神经系统会指示它们这样做。骨骼肌可以做短暂单次收缩（颤搐）或长期持续收缩（破伤风）。
• 第二种是平滑肌，存在于消化系统、血管、膀胱、呼吸道和女性的子宫中。平滑肌能够长时间拉紧和维持张力。这种肌肉不随意志收缩，意味着神经系统会自动控制它们，而无需人去考虑。例如，胃和肠中的肌肉每天都在执行任务，但人们一般都不会察觉到。
• 第三种是心肌，只存在于心脏，它最大的特征是耐力和坚固。它可以像平滑肌那样有限地伸展，也可以用像骨骼肌那样的力量来收缩。它只是一种颤搐肌肉并且不随意志收缩。

从现在开始，我们将着重介绍骨骼肌。三种肌肉类型中的基本分子过程是一样的。

骨骼肌也称为横纹肌，因为在偏振光下观察或者用指示剂染色后，骨骼肌上会有明暗交错的条纹。

显示出肌纤维（红色）和脂肪细胞（白色）的 骨骼肌的横截面（放大200倍）

骨骼肌具有一套复杂的结构，对于收缩非常重要。我们将从骨骼肌最大的结构看起，依次到最小的结构。

任何肌肉的基本动作都是收缩。例如，当您想要用二头肌移动胳臂时，您的大脑会发送信号给指示二头肌收缩的神经细胞。肌肉产生的力量大小是不同的，肌肉可以根据发送的信号来小幅或大幅收缩。肌肉所做的就是产生收缩力。

一块肌肉就是一束称为纤维的细胞，而且细胞的数量很多。您可以把肌纤维看作是长的圆柱体。与体内的其他细胞相比，肌纤维相当大，长度约为1至40微米，直径约为10至100微米。相比而言，一根头发的直径约为100微米，而体内一般细胞的直径约为10微米。

肌纤维包含许多肌原纤维，它们是肌肉蛋白质组成的圆柱体。这些蛋白质使得肌肉细胞能够收缩。肌原纤维包含两种类型的平行于纤维长轴方向的肌丝，这些肌丝以六边形模式排列，分为粗肌丝和细肌丝。每根粗肌丝周围有六根细肌丝。

粗肌丝和细肌丝都附着在称为Z盘或Z线的另一个结构上，该结构垂直于纤维的长轴（从一个Z线到另一个Z线的肌原纤维称为肌小节）。与Z线垂直的是称为横小管或T小管的结构，它实际上是延伸至纤维深部的细胞膜的一部分。在纤维内部，沿T小管间的长轴伸展的是称为肌质网的膜系统，用来存储和释放激发肌肉收缩的钙离子。