肌肉組織

肌肉組織(Muscle tissue)是組成動物身體肌肉軟組織,肌肉的收縮是透過肌肉組織進行的。這和肌肉中其他的組織(例如肌束膜)相反。肌肉組織是在胚胎發育時藉由肌發生(myogenesis)的過程而形成的[1]

肌肉組織
Muscle tissue
人體有三種不同的肌肉組織:(a) 骨骼肌 (b) 平滑肌 (c) 心肌(相同比例的放大圖
不同类型肌肉细胞的示意图(順序如上)
解剖學術語

肌肉組織隨著其機能以及在身體內的位置而不同。哺乳類有三種肌肉組織:骨骼肌(skeletal muscle,也稱為條紋肌)、平滑肌(smooth muscle)及心肌(cardiac muscle,有時也稱為半條紋肌)。平滑肌和心肌都可以在沒有意識介入的情形下自發性的收縮。這些肌肉是透過中樞神經系統的互動來所其活動,也會受到周邊神经丛或是內分泌系統的控制。骨骼肌只會在有意識下收縮,是受到中樞神經系統的影響。反射是一種骨骼肌的無意識動作,雖然進行時不會有大脑皮质的介入,但仍然是由中樞神經系統使其動作。[1]

三種肌肉組織對神经递质激素(例如乙醯膽鹼去甲基腎上腺素腎上腺素一氧化氮等)的反應是不同的的,依其肌肉形態以及組織在肌肉中的位置而定[1]

肌肉組織也可以根據其他的特性來分類,例如以其中肌红蛋白線粒體肌球蛋白ATP酶的含量來分類。

結構

肌肉(肌細胞)是長型的細胞,其長度從數毫米到十厘米不等,寬度則在10至100微米之間[2]。肌肉細胞相互結合,形成組織,肌肉組織是條紋肌或平滑肌則依稱為肌絲的肌原纤维收缩蛋白,是否有規則、週期性的出現在肌肉組織中而定。條紋肌可以再細分為骨骼肌以及心肌[3]。骨骼肌會受意識控制,而平滑肌不會。因此 肌肉組織可以分為以下的三種:

  • 骨骼肌在結構上有條紋,會受意識控制,透過(有些部位會透過腱膜|)連結到骨骼,配合骨骼系統讓動物可以運動並且維持其姿勢(雖然姿勢控制一般而言是無意識的,參照本體感覺,不過相關肌肉也可以受意識控制)。成人男性的骨骼肌平均約佔體重的42%,成人女性的骨骼肌平均約佔體重的36%[4]
  • 平滑肌,本身沒有條紋,也不受意識控制,會出現在器官或是生理結構(例如食道小腸大腸支氣管尿道膀胱血管)的器壁上,也在皮膚中控制毛髮豎立的起毛肌中。

脊椎动物有以下這種肌肉:

  • 心肌,只存在在心臟中,是類似骨骼肌一樣有條紋的肌肉,但不受意識控制。

心肌及骨骼肌有條紋的原因是其中包括肌小節,而且肌肉結合成高度規則的束狀結構。平滑肌則不然。骨骼肌會呈規則的、平行的肌肉束,心肌會以分支、不規則的角度相連接(稱為肌間盤intercalated disc)。條紋肌會以時間較短、強度較高的方式進行收縮及放鬆,而平滑肌可以維持時間較長,甚至近乎於永久性的收縮。

三種組織比較

  平滑肌 心肌 骨骼肌
解剖學      
  神经肌肉接点
  肌纖維 梭形,短(<0.4  mm) 分支 柱形,長(<15 cm)
  線粒體 有多有少,依種類而定
  细胞核 1 1 >1
  肌小節 有,最長2.6 µm 有,最長3.7 µm
  合胞体 無(獨立細胞) 無(但有類似的功能)
  内质网 較短 中等 較長
ATPase 中等 豐富
生理學      
  自調節 自發性調節(慢) 有(快速) 無(依神經刺激而反應)
  對刺激的反應 不反應 全有全無律 全有全無律
  动作电位
對刺激的反應          

骨骼肌

顯微鏡下的條紋骨骼肌。其中垂直的條紋是肌纖維,橫向的條紋(有深淺相間的條紋)是因為細胞中纖維的組成及密度不同,造成視覺上的差異。肌纖維後類似雪茄的深色花斑是肌肉細胞的細胞核

骨骼肌可以再細分為以下的幾類:

  • I型肌纖維,也稱為紅肌肉纖維、氧化型慢肌(slow oxidative muscle)或是慢縮肌(slow twitch muscle),其中有許多的線粒體肌红蛋白,因此其肌肉組織會是紅色。這種肌肉可以儲存較多的氧氣,也可維持有氧運動。
    • 根據目前的研究,I型肌纖維有時也可以再細分為I型及Ic型肌纖維[5]
  • II型肌細胞,也稱為快縮肌(fast twitch muscle),主要可分為三種,以收縮速度由小到大排列如下:[6]
    • IIa型,類似慢縮肌,進行有氧運動,富含線粒體和微血管,在去氧時會出現紅色。
    • IIx型有時也稱為IId型,線粒體和其類似慢縮肌,進行有氧運動,富含線粒體和肌红蛋白較少。這是人類反應最快的肌肉組織。這種肌肉收縮的更快,出力也比氧化肌要大,但只能維持短暫的時間,肌肉會進行無氧代謝,以提供突然性的能量,但之後肌肉會疼痛(疼痛常錯誤的認為是乳酸堆積)。有些教科書及論文會誤將這類肌肉稱為IIB型[7]
    • IIb型肌肉是利用糖酵解的無氧代謝來提供能量,其肌肉呈白色,其線粒體及肌红蛋白更少。在囓齒動物之類的小動物中,IIb型肌肉是其主要的快速肌肉類型,因此其身體顏色為淺色。

平滑肌

平滑肌是不受意識控制的肌肉,沒有條紋平滑肌可以分為兩類:單組織平滑肌及多組織平滑肌。單組織平滑肌中,整束肌肉成為合胞體(多核細胞質團,但不細分為細胞)多組織平滑肌就會細分為細胞,因此可以有精細的控制以及漸進的反應,就像骨骼肌中的運動單元反應一樣。

平滑肌會在淋巴管、膀胱子宮(稱為子宮平滑肌)、男性及女性的生殖道消化道呼吸道、皮膚的立毛肌、眼部的睫狀肌以及虹膜。不同器官中的平滑肌細胞結構及機能基本上是相近的,不過因為配合各器官的不同反應時間進行對應動作,其誘導刺激顯著的不同。另外,腎臟的腎小球也有類似平滑肌的腎小球系膜細胞

心肌

心肌(Cardiac muscle)是心臟部位不受意識控制的條紋肌組織,出現在心臟壁,也是心臟的基礎組織。組成心臟肌肉的細胞稱為心肌細胞,多半只有一個細胞核,不過也有二個或四個細胞核的情形[8][9]。心肌(myocardium)是心臟中的肌肉組織,是在外圍的心外膜層及內圈的心内膜層之間,較厚的一層組織。

心肌細胞會有協調性的收缩,將心房心室的血液打到往全身以及肺部的血管中,成為血液循環的一部份。這些精細的機制讓心臟可以定時的收縮

心肌細胞和身體其他細胞不同,需要有效的血液及電子來源來提供氧氣及養份,並且移除像二氧化碳之類的代謝後產物。冠状血管就是負責這類機能的血管。

相關條目

參考資料

  1. . www.thevisualmd.com. [2015-12-30].
  2. Hugh Potter, Summary of muscle tissue 存檔,存档日期2014-10-21.
  3. Pratt, Rebecca. . AnatomyOne. Amirsys, Inc. [2012-10-26]. (原始内容存档于2017-02-02).
  4. Marieb, Elaine; Hoehn, Katja. 7th. Pearson Benjamin Cummings. 2007: 317. ISBN 0-8053-5387-9.
  5. McCloud, Aaron. . Complete Strength Training. 2011-12-30 [2011-12-30]. (原始内容存档于2018-01-13).
  6. Larsson, L; Edström, L; Lindegren, B; Gorza, L; Schiaffino, S. . The American Journal of Physiology. July 1991, 261 (1 pt 1): C93–101 [2006-06-11]. PMID 1858863. (原始内容存档于2009-09-06).
  7. Smerdu, V; Karsch-Mizrachi, I; Campione, M; Leinwand, L; Schiaffino, S. . The American Journal of Physiology. 1994-12, 267 (6 pt 1): C1723–1728 [2006-06-11]. PMID 7545970. (原始内容存档于2009-04-21). Note: Access to full text requires subscription; abstract freely available
  8. Olivetti G, Cigola E, Maestri R, et al. . Journal of Molecular and Cellular Cardiology. July 1996, 28 (7): 1463–77 [2017-07-14]. PMID 8841934. doi:10.1006/jmcc.1996.0137. (原始内容存档于2017-03-31).
  9. Pollard, Thomas D. and Earnshaw, William. C., "Cell Biology". Philadelphia: Saunders. 2007.
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