專欄 運動,從了解自己開始(神經肌肉篇)

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在了解肌肉細胞收縮機制肌肉型態之後,有沒有想到過幾乎全身的骨骼都有骨骼肌覆蓋著,但是要怎麼樣才能告訴著些肌肉什麼時候該收縮呢?

我們身上的骨骼肌是所謂的隨意肌,意思就是可以透過意識控制的肌肉。告訴肌肉要收縮需要透過神經細胞和肌肉細胞之間的溝通,肌肉細胞會因接收到的訊息啟動收縮機制。不過單單一塊肱二頭肌的肌纖維就有超過萬條肌纖維,更何況全身上下還有其他的肌肉,肌肉纖維與神經細胞數量的差距非常大,而神經是怎麼連結並且控制肌肉?

(運動單位)

首先,就從到底是一個怎麼樣的組合讓神經可以這麼有效地控制肌肉來看。根據生理學的定義,運動單位(motor unit)是「一條運動神經元與其所支配的所有肌肉纖維」,由於骨骼肌纖維需要與運動神經元連接才能完整地接受到收縮訊息,所以運動神經元需要藉由分支的構造與一或多條肌肉纖維連接。從被支配的骨骼肌纖維的角度來看,只要神經元有訊息傳下來他們就會同時啟動,即同時收縮。

運動單位會因著不同種的肌肉而有不同的分配,越是精密動作需要用到的肌肉,其運動單位的肌纖維數量就越少(一心一意的控制);反之,需要產生較大力量且較不精密的動作,同時要刺激的肌纖維比較多,故運動單位的肌纖維數量也比較多(控好控滿)。像是眼球肌肉就是前者一個非常棒的例子,而後者則是像股四頭肌這類的大肌肉群。

(運動終板)

有趣的是,神經細胞與肌肉細胞之間其實並沒有真正的接觸,而是以運動終板(motor end plate)的方式,增加訊息傳遞的表面積。神經元會透過一種叫做乙醯膽鹼(Acetylcholine, ACh)的神經傳導物質作為傳遞的訊號,從神經纖維的突觸末端釋放出去後被肌纖維吸收,並啟動肌肉滑動學說一連串的反應,最後造成肌肉縮短。至於常聽到的眼鏡蛇神經毒素就是作用在運動終板處,阻擋乙醯膽鹼訊號的傳遞,肌肉沒有辦法收縮而麻痺,最後使橫隔膜沒有辦法作用,導致窒息死亡...(好可怕 QAQ

訓練後神經與肌肉的適應主要有兩個方向的適應,分別為增加同時收縮的運動單位以及增加運動單位訊息刺激的頻率,整合一下就是增加肌纖維的招募數量以及增加收縮的頻率。

以上,希望能帶給大家一些基本的運動生理知識,目的是讓各位讀者都能夠看懂、能夠從文中帶走知識,讓大家動的聰明、也動的健康!

非常謝謝各位讀者的支持還有分享,Gelatin會繼續努力推出更多相關的文章~

 

 

參考資料

Physiology of Sport and Exercise (5th Edition)

Human Physiology by Stuart Ira Fox (12th Edition)

Neuroscience by Purves D, Augustine GJ, Fitzpatrick D, et al. (2nd edition)

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK10874/

http://blog.xuite.net/aa371010a/twblog/140629524-%E8%9B%87%E6%AF%92%E8%97%A5%E7%90%86%E4%BD%9C%E7%94%A8(%E5%8F%B0%E5%A4%A7%E8%97%A5%E7%90%86%E6%89%80+%3D%3D%E8%95%AD%E6%B0%B4%E9%8A%80)

http://www.muaythaischolar.com/motor-unit/

https://commons.wikimedia.org/wiki/File:The_Muscle_Contraction_Process.png


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Gelatin Runner

1993年10月生,目前就讀國立台灣師範大學體育學系,雙主修生命科學系。自小就非常喜愛並且熱衷於嘗試各樣運動,國小時期打直排輪曲棍球,六年級進入田徑的世界,便深深愛上跑步,從短距離跑到中長距離,一路跑到大學,雖然腳帶有舊傷但對於跑步的熱情仍...

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