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骨骼肌通过分解ATP产生力量,ATP需通过磷酸肌酸再生及三大营养素代谢补充。运动类型(强度/时长/频率)决定主要代谢途径(糖酵解/β-氧化/三羧酸循环)及肌纤维适应(慢肌I型增强氧化能力,快肌II型增肌产力)。周围性肌肉疲劳由能量耗尽、质子堆积等机制引发,科学训练与合理膳食可延缓疲劳。
N. Zanou
洛桑大学体育科学研究所,瑞士洛桑布尼翁街7号,邮编1005
摘要
骨骼肌是人体最重要的器官之一,其主要功能是产生力量。肌肉力量的产生依赖于肌肉细胞中储存的能量——三磷酸腺苷(ATP)。肌肉中的ATP储备量有限,因此在运动过程中,能量的补充主要通过磷酸肌酸的分解以及碳水化合物和脂质等宏量营养素的代谢来实现,因为蛋白质对肌肉能量的贡献相对较小。肌肉能够代谢这些物质,使其成为体内强大的代谢器官。运动过程中,碳水化合物和脂质作为主要能量来源,分别通过糖酵解和β-氧化途径进行代谢;在条件适宜的情况下,还会进入克雷布斯循环和氧化磷酸化过程。运动类型(强度、持续时间、频率)决定了主要使用的代谢底物和途径,进而影响肌肉的适应性变化。耐力训练有助于提高氧化能力和抗疲劳能力,这些变化主要由I型慢肌纤维介导;而力量训练则促进肌肉质量的增加和力量的产生,这一过程主要由II型快肌纤维负责。然而,在某些情况下,肌肉可能无法发挥预期的力量,这种状态被称为疲劳。疲劳可能由中枢或外周因素引起,其原因包括能量或底物储备耗尽、质子、无机磷酸盐或活性氧的过度积累等。适当的训练和饮食有助于延缓疲劳的出现。
章节片段
引言
人体大约30-40%由骨骼肌构成。骨骼肌具有多种独特特性,使其成为脊椎动物体内最显著的组织之一。这些特性包括肌肉纤维的多核结构及其类型的多样性。此外,肌肉组织对刺激和环境变化具有高度的可塑性。
肌肉与肌肉组织
骨骼肌具有特定的组织结构,这种结构使其能够通过收缩产生力量。肌肉外部覆盖着称为外膜的结缔组织,内部则由称为内膜的结缔组织包裹着肌束。
运动方式
肌肉的基本功能是收缩并产生力量。运动会导致肌肉表型的变化,具体表现为收缩蛋白和营养储备的数量变化,以及代谢酶的数量和性质改变。这些变化取决于运动的类型(强度、持续时间和频率),同时也受到年龄、性别等因素的影响。
运动中的肌肉能量代谢途径
人体细胞(包括骨骼肌细胞)利用以ATP形式储存的能量。在肌肉细胞中,碳水化合物、脂肪和蛋白质是生成ATP的原料。碳水化合物或脂质的利用程度取决于运动强度,这一过程与“营养交叉概念”(crossover concept)有关[28]。一般来说,运动强度越大,对碳水化合物的依赖性越高。
运动中的肌肉能量底物
为了产生肌肉力量所需的能量,身体会利用多种能量底物,包括碳水化合物、脂质和蛋白质。
外周性肌肉疲劳的概念
肌肉疲劳是指肌肉或肌肉群无法维持所需或预期的力量,从而导致运动表现下降[34],[35]。疲劳可分为中枢性和外周性两种类型:中枢性疲劳涉及神经肌肉接头以上的所有影响运动指令生成或脊髓/脊髓以上水平运动单位募集的机制;外周性疲劳则与肌肉本身直接相关。
利益冲突声明
作者声明在本文中没有任何特殊利益诉求,唯一目的是为科学和教育事业做出贡献。
人工智能使用声明本章内容未使用人工智能生成。不过,在编辑过程中确实使用了相关工具来检查语法错误并进行必要的调整。作者已对内容进行了审核和修改,并承担全部责任。
致谢
我要感谢Philippe Gailly教授,他是我学习肌肉生理学的导师,对我的科学研究事业给予了巨大支持。同时,也非常感谢Bengt Kayser教授和Nicolas Place教授在我进入运动生理学领域时给予的指导与信任。最后,我要特别感谢我的家人,他们一直在我充满挑战的科学道路上给予我坚定支持。