肌肉组织(Muscle tissue)是组成动物身体肌肉软组织,肌肉的收缩是透过肌肉组织进行的。这和肌肉中其他的组织(例如肌束膜)相反。肌肉组织是在胚胎发育时借由肌发生英语myogenesis(myogenesis)的过程而形成的[1]

Quick Facts 肌肉组织 Muscle tissue ...
肌肉组织
Muscle tissue
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人体有三种不同的肌肉组织:(a) 骨骼肌 (b) 平滑肌 (c) 心肌(相同比例的放大图
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不同类型肌肉细胞的示意图(顺序如上)
解剖学术语
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肌肉组织随着其机能以及在身体内的位置而不同。哺乳类有三种肌肉组织:骨骼肌(skeletal muscle,也称为条纹肌)、平滑肌(smooth muscle)及心肌(cardiac muscle,有时也称为半条纹肌)。平滑肌和心肌都可以在没有意识介入的情形下自发性的收缩。这些肌肉是透过中枢神经系统的互动来所其活动,也会受到周边神经丛或是内分泌系统的控制。骨骼肌只会在有意识下收缩,是受到中枢神经系统的影响。反射是一种骨骼肌的无意识动作,虽然进行时不会有大脑皮质的介入,但仍然是由中枢神经系统使其动作。[1]

三种肌肉组织对神经递质激素(例如乙酰胆碱去甲基肾上腺素肾上腺素一氧化氮等)的反应是不同的的,依其肌肉形态以及组织在肌肉中的位置而定[1]

肌肉组织也可以根据其他的特性来分类,例如以其中肌红蛋白线粒体肌球蛋白ATP酶英语myosin ATPase的含量来分类。

结构

肌肉(肌细胞)是长型的细胞,其长度从数毫米到十厘米不等,宽度则在10至100微米之间[2]。肌肉细胞相互结合,形成组织,肌肉组织是条纹肌或平滑肌则依称为肌丝英语myofilament的肌原纤维收缩蛋白,是否有规则、周期性的出现在肌肉组织中而定。条纹肌可以再细分为骨骼肌以及心肌[3]。骨骼肌会受意识控制,而平滑肌不会。因此 肌肉组织可以分为以下的三种:

  • 骨骼肌在结构上有条纹,会受意识控制,透过(有些部位会透过腱膜|)连结到骨骼,配合骨骼系统让动物可以运动并且维持其姿势(虽然姿势控制一般而言是无意识的,参照本体感觉,不过相关肌肉也可以受意识控制)。成人男性的骨骼肌平均约占体重的42%,成人女性的骨骼肌平均约占体重的36%[4]
  • 平滑肌,本身没有条纹,也不受意识控制,会出现在器官或是生理结构(例如食道小肠大肠支气管尿道膀胱血管)的器壁上,也在皮肤中控制毛发竖立的起毛肌英语erectores pilorum中。

脊椎动物有以下这种肌肉:

  • 心肌,只存在在心脏中,是类似骨骼肌一样有条纹的肌肉,但不受意识控制。

心肌及骨骼肌有条纹的原因是其中包括肌小节,而且肌肉结合成高度规则的束状结构。平滑肌则不然。骨骼肌会呈规则的、平行的肌肉束,心肌会以分支、不规则的角度相连接(称为肌间盘英语intercalated discintercalated disc)。条纹肌会以时间较短、强度较高的方式进行收缩及放松,而平滑肌可以维持时间较长,甚至近乎于永久性的收缩。

三种组织比较

  平滑肌 心肌 骨骼肌
解剖学      
  神经肌肉接点
  肌纤维 梭形,短(<0.4  mm) 分支 柱形,长(<15 cm)
  线粒体 有多有少,依种类而定
  细胞核 1 1 >1
  肌小节 有,最长2.6 µm 有,最长3.7 µm
  合胞体 无(独立细胞) 无(但有类似的功能)
  内质网 较短 中等 较长
ATPase 中等 丰富
生理学      
  自调节 自发性调节(慢) 有(快速) 无(依神经刺激而反应)
  对刺激的反应 不反应 全有全无律 全有全无律
  动作电位
对刺激的反应 Thumb     Thumb     Thumb

骨骼肌

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显微镜下的条纹骨骼肌。其中垂直的条纹是肌纤维,横向的条纹(有深浅相间的条纹)是因为细胞中纤维的组成及密度不同,造成视觉上的差异。肌纤维后类似雪茄的深色花斑是肌肉细胞的细胞核

骨骼肌可以再细分为以下的几类:

  • I型肌纤维,也称为红肌肉纤维、氧化型慢肌(slow oxidative muscle)或是慢缩肌(slow twitch muscle),其中有许多的线粒体肌红蛋白,因此其肌肉组织会是红色。这种肌肉可以储存较多的氧气,也可维持有氧英语aerobic metabolism运动。
    • 根据目前的研究,I型肌纤维有时也可以再细分为I型及Ic型肌纤维[5]
  • II型肌细胞,也称为快缩肌(fast twitch muscle),主要可分为三种,以收缩速度由小到大排列如下:[6]
    • IIa型,类似慢缩肌,进行有氧运动,富含线粒体和微血管,在去氧时会出现红色。
    • IIx型有时也称为IId型,线粒体和其类似慢缩肌,进行有氧运动,富含线粒体和肌红蛋白较少。这是人类反应最快的肌肉组织。这种肌肉收缩的更快,出力也比氧化肌要大,但只能维持短暂的时间,肌肉会进行无氧代谢,以提供突然性的能量,但之后肌肉会疼痛(疼痛常错误的认为是乳酸堆积)。有些教科书及论文会误将这类肌肉称为IIB型[7]
    • IIb型肌肉是利用糖酵解的无氧代谢来提供能量,其肌肉呈白色,其线粒体及肌红蛋白更少。在啮齿动物之类的小动物中,IIb型肌肉是其主要的快速肌肉类型,因此其身体颜色为浅色。

平滑肌

平滑肌是不受意识控制的肌肉,没有条纹平滑肌可以分为两类:单组织平滑肌英语single-unit smooth muscle及多组织平滑肌。单组织平滑肌中,整束肌肉成为合胞体(多核细胞质团,但不细分为细胞)多组织平滑肌就会细分为细胞,因此可以有精细的控制以及渐进的反应,就像骨骼肌中的运动单元反应一样。

平滑肌会在淋巴管、膀胱子宫(称为子宫平滑肌)、男性及女性的生殖道消化道呼吸道、皮肤的立毛肌、眼部的睫状肌以及虹膜。不同器官中的平滑肌细胞结构及机能基本上是相近的,不过因为配合各器官的不同反应时间进行对应动作,其诱导刺激显著的不同。另外,肾脏的肾小球也有类似平滑肌的肾小球系膜细胞英语mesangial cell

心肌

心肌(Cardiac muscle)是心脏部位不受意识控制的条纹肌组织英语striated muscle tissue,出现在心脏壁,也是心脏的基础组织。组成心脏肌肉的细胞称为心肌细胞,多半只有一个细胞核,不过也有二个或四个细胞核的情形[8][9]。心肌(myocardium)是心脏中的肌肉组织,是在外围的心外膜层及内圈的心内膜层之间,较厚的一层组织。

心肌细胞会有协调性的收缩,将心房心室的血液打到往全身以及肺部的血管中,成为血液循环的一部分。这些精细的机制让心脏可以定时的收缩英语Systole (medicine)

心肌细胞和身体其他细胞不同,需要有效的血液及电子来源来提供氧气及养份,并且移除像二氧化碳之类的代谢后产物。冠状血管就是负责这类机能的血管。

相关条目

参考资料

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