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肌肉多运动 年龄减十岁
来源:科普时报 作者: 时间:2021年08月16日  16:49

视觉中国供图

奥运赛场上,各国选手英姿飒爽地展现着力与美。运动员们夺取奖牌靠的是肌肉运动,肌肉与骨骼构成的运动系统约占人体体重的60%。当神经系统发出信号,肌肉就会收缩并带动骨骼形成各种动作,肌肉收缩还会对外界物体产生作用力。

肌肉为什么会收缩呢?要解释这个问题必须从分子水平观察肌肉的结构。肌肉由肌细胞(也称肌纤维)构成,每一根肌细胞都像极细的丝线一样贯穿肌肉。肌细胞由更细的水平排列的肌原纤维构成,每一根肌原纤维贯穿肌细胞的全长。肌原纤维由成千上万个串联在一起的肌节组成,就好像一列长长的火车由许多个车厢串联而成,每个肌节是肌肉收缩的最小单位。

肌节的收缩则是由“肌丝滑行”来完成的。位于肌节中央的粗肌丝,好比一队膀大腰圆的拔河选手,而位于肌节两端的细肌丝好比两队相对瘦弱的拔河选手。平时,拔河选手们并不比赛,但是当运动神经元上的电信号传来,就好比发令枪响,双方进入比赛状态。电信号会沿着肌细胞膜上的凹陷传到肌质网,使肌质网上的电压依赖性钙通道开放,钙离子进入细胞质,与细肌丝上的肌钙蛋白结合。接着,细肌丝发生变形,暴露出与粗肌丝结合的位点,与粗肌丝之间形成“横桥连接”。粗肌丝通过“横桥连接”把两边的细肌丝拉向自己的中央,于是肌节向中线方向收缩,可以从2.2微米缩短至1.6微米。成千上万个串联在一起的肌节同时收缩,就会发生肉眼可见的缩短。由于运动神经元传来的通常是一连串的电脉冲,肌肉收缩会维持一段时间,直到电脉冲停止。电脉冲停止后,粗肌丝和细肌丝之间的横桥解离,于是肌肉舒张并恢复至原先的长度。

不仅我们的骨骼肌(附着在骨骼上的肌肉)是这样收缩的,心肌、平滑肌(构成气道、消化道等内脏器官)也遵循类似的“肌丝滑行”原理,通过粗肌丝和细肌丝之间的“拔河比赛”来完成收缩。心肌和平滑肌有与其“职责”相对应的特点。比如:心肌细胞上具有闰盘结构,可以快速传递电流,使整个心房或心室同步收缩;平滑肌通过中间丝、致密体和致密斑形成细胞的结构网架,使其具有比较大的伸展性;骨骼肌和心肌、平滑肌共同构成人体的肌肉组织,执行着各自的生命活动。

我们平时锻炼身体主要是锻炼骨骼肌,心肌和平滑肌也同时得到锻炼。肌肉组织忠实遵守“用进废退”的法则,如果经常锻炼,神经与肌肉间的信号传递更加通畅,动作更加协调灵活,并且肌肉力量也会增加。肌肉力量与多种因素相关,如细胞质内钙浓度的变化、与肌丝滑行有关的横桥ATP酶的活性、肌细胞能量代谢水平、各种功能蛋白及其亚型的表达水平,以及肌原纤维是否粗大等。人体通过锻炼,可以使构成粗肌丝和细肌丝的蛋白质增多、肌原纤维变粗、肌细胞体积变大;高强度锻炼可能使肌细胞发生分裂,导致肌细胞数目增加。

如果成年人不经常运动,肌肉会以每年0.25公斤的速度被脂肪组织替代,40年后就会减少10公斤肌肉,肌肉力量下降60%;普通人在35岁以后,心、脑、肺、胃肠、骨骼、神经、内分泌、免疫等功能以0.75—1%的速度退化,不运动的人的退化速度是经常运动的人的两倍,45岁时生理年龄便相差10岁。

不运动已经成为全世界引起死亡或残疾的前十项原因之一,也是各种慢性病和心理障碍的诱因。锻炼也许是这个世界上最能公平地给予回报的事,愿我们持之以恒,让肌肉经常得到运动,投入这场愈练愈强的“拔河比赛”。

(作者系华中师范大学副教授、湖北省生理学会理事)

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