第四章肌肉关节解剖生理学

第四章肌肉關節解剖生理學綱要•基礎肌肉關節生理學–肌肉關節系統–骨骼肌構造及骨骼肌肌纖維的生化分類–肌肉增長的基本原理–身體主要肌群基礎肌肉關節生理學肌肉系統•人體約有600條肌肉，約佔人體體重50%，而其中骨骼肌佔人體體重之40%，而肌肉因其功能不同在尺寸、型態及肌纖維走向也有很大差異。

•肌纖維的特徵：具延展性、彈性、可興奮性、可收縮性，綜合以上特徵可負責提供人體所需之關節活動。

–彈性的起源:•並聯彈性組織(Parallel elastic component): 被動彈性，由肌膜而來(epimysium, perimysium, endomysium, sarcolemma) 。

•串聯彈性組織(Series elastic component): 被動彈性，由肌腱而來。

•收縮組織(Contractile component): 由肌肉收縮而來(actin and myosin) 。

肌肉的分類•隨意肌(Voluntary muscle)：隨意肌是受運動神經支配來產生肌肉收縮，是可隨著人體的自由意識來操控而稱為隨意肌。

隨意肌兩端肌肉末點附著在骨骼上，又稱為骨骼肌，在顯微鏡下看到的隨意肌是呈現橫紋走向，所以也稱為橫紋肌。

例外的是，心肌（cardiac muscle）雖屬於橫紋肌，但由心肌所構成的心臟，因為主管心臟跳動，它是接受自主神經的操控，無法透過意識來支配，因而屬於不隨意肌。

•不隨意肌(Unvoluntary muscle)：不隨意肌是接受自主神經的操控，無法透過我們的意識來支配，因而稱為不隨意肌。

例如腸、胃、血管等。

不隨意肌在顯微鏡下呈現的是平滑的現象，所以也稱為平滑肌。

人體的關節- 依據可活動的程度分類•不可動關節（Synarthroses, Immovable Joint）–頭蓋骨之間就是靠這種關節緊密結合，牢固的保護著裡面的重要器官。

•少動關節（Amphiarthroses, Partially Movable Joint）–最典型的例子就是脊椎骨之間的連結，雖然允許有限度的活動，然其穩定度對保護裡面的脊髓是更重要的。

•可動關節（Diarthroses, Freely Movable Joint）–大部分的關節屬於這一類，又分為以下六種：鉸鏈型（Hinge Joint）、樞軸型（Pivot Joint）、球臼型（Ball and Socket Joint）、滑動型（Gliding Joint）、馬鞍型（Saddle-shaped Joint）、橢圓關節(ellipsoidal joint。

可動關節種類•球臼型（Ball and Socket Joint）: 有最大的自由活動度，如肩關節及髖關節。

•樞軸型（Pivot Joint）: 容許旋轉的動作，如第一及第二頸椎關節使頭部能旋轉；前臂之橈尺骨關節讓手掌能做翻轉的動作。

•鉸鏈型（Hinge Joint）: 只能做伸屈方向的運動，如肘關節、膝關節、踝關節及手指間的關節。

•橢圓關節(ellipsoidal joint): 又稱髁狀關節，具有圓形或橢圓形關節頭的關節，如腕關節；能完成屈、內收、外展及迴轉等動作。

•滑動型（Gliding Joint）: 如脊椎骨間的關節，允許少量的活動度。

•馬鞍型（Saddle-shaped Joint）: 可做前後左右的活動，但無法旋轉，如腕關節及拇指之基底關節。

肌肉關節系統•肌肉骨骼系統在人體扮演槓桿的角色，三種槓桿搭配六種關節型式，可提供人體各種活動的可能性–例如: 肩關節(ball and socket joint): 三個自由度活動動作大。

–例如: 肘關節(hinge joint): 一個自由度活動動作小，只允許肘關節屈伸活動。

肌肉關節系統- 附著點部位不同的肌肉•單關節肌群（Single-Joint Muscle）：例如臀大肌、胸大肌是屬單關節肌群。

•雙關節肌群（Double-Joint Muscle）：例如橫跨兩個關節的大腿內側縫匠肌與上臂肱二頭肌為雙關節肌群。

•多關節肌群（Multi-Joint Muscle）：多關節肌群能做比較複雜的關節運動，例如伸指肌與屈趾長肌..等。

肌纖維走向•肌肉肌纖維的走向不同，會形成不同形狀的肌肉，不同形狀的肌肉在功能上也會有很大的不同。

•平行狀肌：此肌肉的肌纖維與肌肉長軸呈平行方向排列。

平行狀肌的主要功能是伸展動作的角度範圍，而不在於力量的呈現，例如肱二頭肌。

•羽狀肌與雙羽狀肌：此肌肉的肌纖維與肌肉長軸產生角度，因而形成羽狀肌或雙羽狀肌，此種肌纖維較短，主要功能為力量的呈現，例如腓腸肌。

•肌力的大小與肌肉生理學橫斷面積成正比，由此論點可看出，平行狀肌所產生的力量是最小的，羽狀肌次之，雙羽狀肌能產生最大的力量。

•生理學橫截面面積(Physiologic cross-section area)：與肌束垂直方向的截面積，所以包含肌肉的所有肌纖維(羽狀肌肉)。

與肌肉所能產生的最大力量呈正相關。

•解剖學橫截面面積(Anatomic cross-section area)：與肌肉垂直方向的截面積，所以不包含羽狀肌肉所有的肌纖維。

※由每平方公分約可產生30~40N的力量可推算絕對肌肉強度。

肌肉間的交互作用（Interactions of Skeletal Muscles in the Body）•當肌肉群一起作用收縮時，每一肌肉都有其扮演的角色，一般而言，根據肌肉之功能可分為主作用肌(agonist)、拮抗肌(antagonist)及協同作用肌(synergist)三種。

–主作用肌: 主要造成關節活動或維持姿勢的肌肉。

–拮抗肌: 造成跟主作用肌相反的動作，通常拮抗肌並不主動收縮，而是被動的伸長或縮短以產生動作。

–協同作用肌: 協同收縮，與主作用肌同時收縮，通常以等長收縮的方式收縮以穩定近端關節，而產生遠端關節活動。

例如旋前圓肌(pronator teres)可幫助肱二頭肌(bicepts brachii)在做阻抗式肘屈曲(elbow flexion)時不必要之旋後(supination)動作。

肌肉收縮的術語•等長收縮: 所謂等長收縮乃指在負荷狀態下，肌肉長度不改變的收縮。

•等張收縮: 所謂等張收縮乃指在相同的負荷量，肌肉長度發生變化的收縮。

其特性如下:–動作幅度中，力量有強弱．–器械設計可補不足．–適合大部份運動員採用．•等速收縮: 乃指在整個肌肉縮短產生動作的過程中，所有關節角度產生的張力是最大的，其目的在於控制肌肉收縮速度，又稱為調整阻力的運動．其特性如下:–器械昂貴–適合肌肉受傷的復健者使用–肌肉酸痛程度較低•離心&向心收縮: 乃指肌肉在收縮時拉長或縮短，皆為等張收縮或等速收縮．其特性如下:–離心收縮常與肌肉酸痛有關．–離心收縮可給予肌肉較大的剌激．骨骼肌構造•骨骼肌經由結締組織包覆(又稱鞘膜sheath)，而此結締組織連接肌肉於骨頭上的部份即稱為肌腱。

•包覆骨骼肌的結締組織依其位置又區分為:–肌外衣(Epimysium): 包圍整條肌肉(entire muscle)–肌束衣(Perimysium): 包圍肌束(fasciculus)–肌內衣(Endomysium): 包圍肌纖維(muscle fiber)•較肌纖維更小的構造即為肌原纖維(myofibrils) ，每一條肌原纖維中含有很多肌節(sarcomeres) ，其頭尾相接，肌節為骨骼肌收縮基本單位，而肌節又由肌絲(myofilaments)所構成，粗肌絲稱為肌凝蛋白微絲(myosin filament)，細肌絲稱為肌動蛋白微絲(actin filament) 。

肌凝蛋白與肌動蛋白的構造•肌凝蛋白myosin. 又稱肌球蛋白，有兩個組成成份，即頭與尾。

尾部連在一起，頭部則由肌絲伸出，具ATP活性酶，負責與肌動蛋白相互作用，引致肌肉收縮。

•細肌絲蛋白是二條長的雙螺旋鏈結構，由肌動蛋白、Tropomyosin和Troponin組成，Troponin分子本身是小球形單位，沿著Tropomyosin分子間隔地分佈。

Troponin 分子是個複合物有三個次單元，Troponin I為抑制肌動蛋白和凝蛋白的交互作用，Troponin T的作用則是把其他的Troponin分子結合到Tropomyosin上，另外Troponin C本身會和鈣結合，引發肌肉收縮。

肌節（sarcomeres）•Z線（Z disc or Z line）為肌節兩端的界線。

•A帶（A band）為暗帶，長度即粗絲的長度且不會隨收縮而改變。

•H區（H zone）為A帶的中央沒有細絲的部位。

•M 線（M line）為H區的中央。

•I帶（I band）為亮帶，只具有細絲，長度隨收縮而改變。

•細（肌動蛋白）絲[ thin (actin) filament] 附著於Z線上。

•粗（肌凝蛋白）絲[thick (myosin) filament]–兩端為肌凝蛋白頭（myosin head）或接駁橋（cross bridge）其內含有ATP分解酵素（ATPase enzyme）。

–經由titin連接在Z線上。

橫樑學說（Cross bridge theory）•橫樑學說（Cross bridge theory）:肌肉收縮的原理為粗細肌絲間形成橫樑，並產生滑動。

並非粗細肌絲本身蛋白縮短的結果。

骨骼肌肌纖維型式(Fiber type)的生化分類•骨骼肌依生化功能特性，可分I型(紅肌或慢縮肌纖維) 與II型(白肌或快縮肌纖維) ，其中II型肌纖維又可分為IIa與IIb兩類。

三種不同類型的肌纖維，產生張力的大小與時間不同。

•慢縮肌纖維(Type I, Slow-twitch Oxidative; SO):–包含更高密度的粒線體和肌紅蛋白，而且血液的供應亦較充足，所以比快肌纖維有較高的有氧代謝和生產ATP的能力，而且亦較耐勞。

–主要徵用於長時間低強度的耐力活動。

•快縮肌纖維(FT, Type II):–有較高的PC和醣元儲備，而且相關的酵素活動亦較高，所以較能產生強而有力的輸出。

–傾向被徵用於短時間高強度的活動。

–又可細分為:•Type IIa (快速-醣解纖維; Fast-twitch Oxidative Glycolytic; FOG)•Type IIb (快速-有氧醣解纖維; Fast-twitch Glycolytic; FG)•總括來說，在一般的情況下，慢肌纖維會最先被徵用於活動之中，再視乎活動的強度、持續時間或疲勞的出現，快肌纖維亦會加入工作的行列。

對於中等強度的活動，慢肌纖維和Type IIA纖維會一同運作，若活動持續下去，Type IIB纖維亦會加入工作。

至於更高強度的活動，慢肌纖維和兩種快肌纖維（Type IIA 和IIB）都會很快地按次序加入工作的行列。