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【肌肉學(xué)說】速肌與慢肌的功能性差異

來源:泰然健康網(wǎng) 時(shí)間:2024年12月15日 04:41

   在人類進(jìn)化的過程中,從原始的采集狩獵生存模式逐漸過渡到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和工業(yè)化社會(huì),生活方式,人們的生存和生活方式也發(fā)生了很大的變化。在不同的生活環(huán)境和勞工方式下,人體骨骼肌肉需要應(yīng)對(duì)不同的需求和挑戰(zhàn),逐漸進(jìn)化成具有維持人體和各臟器的支撐機(jī)能和代謝功能內(nèi)分泌功能和免疫功能以及神經(jīng)傳導(dǎo)機(jī)能的五大功能(圖-1)。骨骼肌肉應(yīng)對(duì)勞作生活生存等的需要也分化出功能性差異的慢肌和速肌。在采集和耕種時(shí),人們需要持續(xù)地進(jìn)行低強(qiáng)度的肌肉活動(dòng),以保持持久性的耐力。慢肌纖維能夠支持身體較長時(shí)間的運(yùn)動(dòng),保持肌肉的收縮狀態(tài),從而適應(yīng)了這種生活方式。在狩獵和戰(zhàn)爭等場合,人們需要進(jìn)行短時(shí)間內(nèi)的高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng),以應(yīng)對(duì)突發(fā)事件和戰(zhàn)斗。速肌纖維能夠快速產(chǎn)生力量,支持身體迅速反應(yīng),保護(hù)身體免受危險(xiǎn)的威脅。人體骨骼肌肉進(jìn)化發(fā)展成慢肌和速肌纖維,是為了適應(yīng)不同的生存需求和環(huán)境,使人體肌肉在不同的活動(dòng)方式下都能夠發(fā)揮最佳的表現(xiàn)。

圖-1 人體骨骼肌肉的五大功能

一,維持人體活動(dòng)姿勢時(shí)的速肌和慢肌的功能差異

   肌肉類型的不同會(huì)影響肌肉在不同運(yùn)動(dòng)和活動(dòng)中的表現(xiàn)和作用。在支撐和維持人體活動(dòng)時(shí)姿勢方面,慢肌肌纖維的持久力和耐力使其在此功能中顯得更為重要。

 1)速肌和慢肌在肌肉收縮時(shí)的速度和力量產(chǎn)生能力上有所不同。速肌主要用于產(chǎn)生快速而強(qiáng)大的肌肉收縮,如短暫的爆發(fā)力活動(dòng),例如舉重、短跑、跳躍等。而慢肌則主要用于長時(shí)間持續(xù)的運(yùn)動(dòng),如長距離跑步、步行等。

 2)在支撐和維持人體活動(dòng)時(shí)姿勢方面,慢肌肌纖維具有較高的耐力和持久力,能夠持續(xù)收縮,維持身體姿勢和姿態(tài)。而速肌肌纖維則往往只能進(jìn)行短暫的收縮,不能持續(xù)維持姿勢。因此,在維持人體姿勢和姿態(tài)時(shí),慢肌肌纖維發(fā)揮了更為重要的作用。

二,速肌和慢肌代謝機(jī)能的差異

  速肌和慢肌是骨骼肌肉中兩種不同的肌纖維類型,它們的代謝機(jī)能也有所不同:

 1) 速肌主要利用磷酸肌酸(PCr)和肌酸搭橋(ATP-CP)系統(tǒng)來提供能量,這種能量供應(yīng)方式是短時(shí)高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的主要能量來源。

 2) 慢肌則主要利用有氧代謝來提供能量,這種能量供應(yīng)方式適用于低強(qiáng)度長時(shí)間運(yùn)動(dòng),例如長跑或騎車等有氧運(yùn)動(dòng)。

  此外,速肌和慢肌在蛋白質(zhì)代謝和酶活性等方面也有所不同,這些差異也導(dǎo)致了速肌和慢肌在不同類型的運(yùn)動(dòng)中表現(xiàn)出不同的適應(yīng)性和功能。

三,速肌和慢肌在內(nèi)分泌機(jī)能的區(qū)別

  速肌和慢肌在內(nèi)分泌調(diào)節(jié)方面存在差異,而在肌肉生長和代謝方面的相互作用還需要進(jìn)一步研究。在實(shí)際運(yùn)動(dòng)中,通過不同的訓(xùn)練方法和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度,可以調(diào)節(jié)肌肉的代謝和生長,從而促進(jìn)肌肉的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)和功能改善。

  1) 速肌和慢肌在運(yùn)動(dòng)中的代謝和能量供應(yīng)方式上存在差異。速肌主要依靠糖原分解產(chǎn)生ATP來提供能量,而慢肌則主要依靠有氧代謝和脂肪氧化來產(chǎn)生ATP。這些代謝差異也導(dǎo)致速肌和慢肌在內(nèi)分泌調(diào)節(jié)方面有所不同。

  2) 速肌和慢肌對(duì)于內(nèi)分泌激素的敏感性也存在差異。例如,速肌對(duì)于肌肉生長素(IGF-1)的敏感性更高,而慢肌則對(duì)于甲狀腺激素的敏感性更高。這些內(nèi)分泌激素對(duì)于肌肉生長和代謝都有一定的影響。

  3)速肌和慢肌在肌肉纖維類型、大小和數(shù)量等方面也存在差異,這些差異也可能影響肌肉的內(nèi)分泌調(diào)節(jié)。例如,速肌中的肌纖維數(shù)量和大小更大,但數(shù)量相對(duì)較少,而慢肌中則相反。這些差異也可能影響肌肉對(duì)內(nèi)分泌激素的響應(yīng)和調(diào)節(jié)。

四, 速肌和慢肌在免疫機(jī)能方面的差異

  1) 速肌和慢肌在肌纖維類型和組織結(jié)構(gòu)上存在差異,這也導(dǎo)致它們?cè)诿庖邫C(jī)能上存在一些差異。比如,速肌和慢肌的肌纖維類型和代謝特點(diǎn)不同,速肌富含糖原和肌酸慢肌則富含肌紅蛋白和線粒體,這些差異也影響了肌肉的免疫機(jī)能。

  2) 速肌和慢肌在運(yùn)動(dòng)中的代謝和免疫應(yīng)答也存在差異。研究表明,速肌在高強(qiáng)度、短時(shí)間的運(yùn)動(dòng)中容易受到氧化應(yīng)激的影響,從而導(dǎo)致肌肉損傷和炎癥反應(yīng)的產(chǎn)生,而慢肌則在長時(shí)間、低強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)中更容易發(fā)揮免疫保護(hù)作用,從而減輕氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)。

  3) 速肌和慢肌在免疫細(xì)胞組成和分布上也有一些差異。比如,慢肌中的肌紅蛋白和線粒體可以吸收自由基和氧化物質(zhì),從而減少氧化應(yīng)激的產(chǎn)生,同時(shí)慢肌中的免疫細(xì)胞數(shù)量也較多,可以產(chǎn)生更多的細(xì)胞因子和抗氧化物質(zhì),從而減輕炎癥反應(yīng)和氧化應(yīng)激。

雖然速肌和慢肌在肌肉結(jié)構(gòu)和功能上存在一些差異,但它們?cè)诩∪饷庖邫C(jī)能上的差異還需要進(jìn)一步深入研究。適度的運(yùn)動(dòng)可以促進(jìn)肌肉的免疫保護(hù)作用,但過度的運(yùn)動(dòng)或不良的訓(xùn)練方法可能會(huì)損傷肌肉和免疫系統(tǒng),因此需要根據(jù)個(gè)體情況和身體狀況合理制定運(yùn)動(dòng)計(jì)劃。

五,速肌和慢肌在神經(jīng)傳導(dǎo)方面的差異性

 速肌和慢肌在神經(jīng)傳導(dǎo)方面有著明顯的差異,這些差異與它們的肌肉類型和功能密切相關(guān)。這主要表現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:

 1)神經(jīng)元類型

  速肌和慢肌在神經(jīng)元類型上有所不同。慢肌的神經(jīng)元是Aα型神經(jīng)元,這種神經(jīng)元的直徑較小,傳遞速度較慢,但能夠傳遞高強(qiáng)度的電信號(hào)。而速肌的神經(jīng)元是Aβ型神經(jīng)元,這種神經(jīng)元的直徑較大,傳遞速度較快,但能夠傳遞的電信號(hào)強(qiáng)度較低。

   2) 神經(jīng)肌接頭

  神經(jīng)肌接頭是神經(jīng)元和肌肉細(xì)胞之間的連接點(diǎn)。速肌和慢肌在神經(jīng)肌接頭上的結(jié)構(gòu)也有所不同。慢肌的神經(jīng)肌接頭面積較大,神經(jīng)元釋放的神經(jīng)遞質(zhì)能夠影響多個(gè)肌肉細(xì)胞,因此慢肌能夠協(xié)調(diào)肌肉運(yùn)動(dòng)。而速肌的神經(jīng)肌接頭面積較小,神經(jīng)元只能影響單個(gè)肌肉細(xì)胞,因此速肌的肌肉收縮相對(duì)較為獨(dú)立。

    楊金宇   初稿(健康界) 2023.04.26

參考文獻(xiàn):

[1]《神經(jīng)科學(xué)前沿》(Frontiers in Neuroscience) 2018年奇點(diǎn)網(wǎng) 2018年6月3日轉(zhuǎn)載

[2]《基于解剖學(xué)/生理學(xué)/運(yùn)動(dòng)學(xué)的動(dòng)作分析》  日本醫(yī)齒藥出版株式會(huì)社

[3]《神經(jīng)生理學(xué)》第二版   p44  人民衛(wèi)生出版社 

[4]【肌肉學(xué)說】 骨骼肌肉的內(nèi)分泌,免疫功能 《健康界》2022年11月17日

[5] chrtGPT 4.0

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