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健身视频:认识肌肉的向心和离心收缩!

作为健身爱好者的你,锻炼肌肉在看一些健身文章,或者一些运动知识的时候有没有发现向心收缩,离心收缩

到底这些是什么意思呢?

任何的体育活动,都是骨骼肌(skeletalmuscles)收缩的成果,人体共有600多条骨骼肌,约占全身重量的40%。肌肉的力量和耐力,都直接影响到运动时的表现,编排这两方面的锻炼时,对骨骼肌的结构和功能要有充分的认识,也就显得非常重要了。

骨骼肌的结构

骨骼肌(在此之后只称作肌肉)是由数以千计,具有收缩能力的肌细胞(由於其形状成幼长的纤维状,所以亦称作肌纤维)所组成,并且由结缔组织(connective tissue)所覆盖和接合在一起。

每一条肌纤维(亦即每一个肌细胞)均由一层称为肌内膜(endomysium)的结缔组织所覆盖,多条肌纤维组合一起便构成了一个肌束(muscle bundle或fasciculus),并由一层称为肌束膜(perimysium)的结缔组织所覆盖和维系。每条肌肉可以由不同数量的肌束所组成,再由一层称为肌外膜(epimysium)的结缔组织所覆盖和维系。这个在肌肉内由结缔组织所形成的网络最後联合起来,并连接到肌肉两端由致密结缔组织(dense connective tissue)构成的肌腱,再由肌腱把肌肉间接地连接到骨骼上。

骨骼肌细胞的结构

在光学电子显微镜下,骨骼肌纤维(即骨骼肌细胞)呈深浅相间的横纹,所以骨骼肌又称作横纹肌(striated muscle)。肌纤维膜(sarcolemma)之内是一种红色并带黏滞的液体,称为肌浆(sacroplasm),当中悬浮着细胞核、线粒体、肌红蛋白、脂肪、醣元、PC、ATP及数以千计线状的蛋白丝,称作肌原纤维(myofibrils)。肌原纤维内的肌节(sarcomeres),就是肌肉收缩的单位。肌节主要由两种肌原纤维微丝(myofilaments)所组成,较幼身的一种称作肌动蛋白微丝(actin filament),而较粗身的一种则称作肌球蛋白微丝(myosin filament),彼此间以一种特别的结构排列着──每条肌球蛋白微丝由6条或更多的肌动蛋白微丝围绕着。

肌肉收缩的原理

Huxley(1969)提倡了一套微丝滑行学说(sliding filament theory),作为肌肉收缩原理的解释。根据这套学说,肌肉收缩是由於肌动蛋白微丝在肌球蛋白微丝之上滑行所致。在整个收缩的过程之中,肌球蛋白微丝和肌动蛋白微丝本身的长度则没有改变。

微丝滑行的实际情况仍需等待进一步的阐释,但相信肌球蛋白微丝的突起部分(称作横桥或交叉桥,cross bridges)与肌动蛋白微丝上的一些特殊位置形成了一种称作肌动肌球蛋白(actomyosin)的复合蛋白,在ATP的作用之下,就能促使肌肉产生收缩的现象。

当肌肉收缩时,若肌动蛋白微丝向内滑行,使到Z线被拖拉向肌节中央而导致肌肉缩短了,这便称作向心收缩。例如,进行哑铃弯举动作时,当二头肌(biceps)产生张力(收缩)并缩短,把前臂向上提升时,就是正在进行向心收缩。反过来说,在哑铃的下降阶段,肌动蛋白微丝向外滑行,使到肌节在受控制的情况下延长并回复至原来的长度时,就是正在进行离心收缩。

另外还有一种情况,就是肌动蛋白微丝在肌肉收缩时并未有滑动,而且仍然保留在原来位置(例如:进行引体向上时,只把身体挂在横杆上),这便称作等长收缩(isometric contraction)。

由于肌肉在放松的时候依然具有相当程度的弹性(muscle tone),所以相信此时仍有一定数量的横桥在不断进行工作。根据Yu与Brenner(1989),即使肌肉在放松的情况下,仍然可以有30%的横桥正在执行任务。

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