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肌肉组织

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肌肉组织
Muscle tissue
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
不同类型肌肉细胞的示意图(顺序如上)

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]

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英语plexus (neuroanatomy)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:

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
    
    

骨骼肌

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
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、眼部的睫状肌英语ciliary muscle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

  1. ^ 1.0 1.1 1.2 Muscle Tissue TheVisualMD.com. www.thevisualmd.com. [2015-12-30]. 
  2. ^ Hugh Potter, Summary of muscle tissue 互联网档案馆存档,存档日期2014-10-21.
  3. ^ Pratt, Rebecca. Muscle Tissue. AnatomyOne. Amirsys, Inc. [2012-10-26]. (原始内容存档于2017-02-02). 
  4. ^ Marieb, Elaine; Hoehn, Katja. Human Anatomy & Physiology 7th. Pearson Benjamin Cummings. 2007: 317. ISBN 0-8053-5387-9. 
  5. ^ McCloud, Aaron. Build Fast Twitch Muscle Fibers. Complete Strength Training. 2011-12-30 [2011-12-30]. 
  6. ^ Larsson, L; Edström, L; Lindegren, B; Gorza, L; Schiaffino, S. MHC composition and enzyme-histochemical and physiological properties of a novel fast-twitch motor unit type. The American Journal of Physiology. July 1991, 261 (1 pt 1): C93–101 [2006-06-11]. PMID 1858863. 
  7. ^ Smerdu, V; Karsch-Mizrachi, I; Campione, M; Leinwand, L; Schiaffino, S. Type IIx myosin heavy chain transcripts are expressed in type IIb fibers of human skeletal muscle. The American Journal of Physiology. 1994-12, 267 (6 pt 1): C1723–1728 [2006-06-11]. PMID 7545970.  Note: Access to full text requires subscription; abstract freely available
  8. ^ Olivetti G, Cigola E, Maestri R, 等. Aging, cardiac hypertrophy and ischemic cardiomyopathy do not affect the proportion of mononucleated and multinucleated myocytes in the human heart. Journal of Molecular and Cellular Cardiology. July 1996, 28 (7): 1463–77. PMID 8841934. doi:10.1006/jmcc.1996.0137. 
  9. ^ Pollard, Thomas D. and Earnshaw, William. C., "Cell Biology". Philadelphia: Saunders. 2007.
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