动训练与骨骼肌纤维类型

一、骨骼肌纤维类型的分类 (2)

1．根据色泽和机能划分 (2)

2．根据组织化学染色方法 (2)

3．根据代谢特征 (2)

4．根据基因蛋白划分 (2)

二、骨骼肌纤维类型的形态、机能特点和运动特征 (2)

1．形态特点 (2)

(1)肌纤维直径 (2)

(2)肌浆网 (2)

(3)毛细血管密度 (3)

(4)神经支配 (3)

(5)线粒体 (3)

2．机能特点 (3)

(1)肌肉收缩力量 (3)

(2)肌肉收缩速度 (3)

(3)抗疲劳能力 (3)

3．代谢特点 (3)

(1)能源物质含量 (3)

(2)代谢酶活性 (4)

4．运动时骨骼肌纤维的动员 (4)

三、肌纤维的分布特征 (4)

1．动物骨骼肌纤维的分布特征 (4)

2．一般人骨骼肌纤维分布特征 (5)

3．运动员的骨骼肌纤维类型分布特征 (5)

四、运动训练与骨骼肌纤维类型 (6)

1．骨骼肌纤维类型与运动员选材 (6)

2．骨骼肌纤维类型的无损伤测定 (6)

(1)肌肉力量 (6)

(2)耐力工作时间 (6)

(3)肌电图(EMG) (6)

3．肌纤维类型的无损伤推测 (7)

4．骨骼肌纤维类型对运动训练的适应 (7)

(1)肌纤维面积 (7)

(2)肌纤维酶活性变化 (7)

5．运动训练与肌纤维类型转变 (8)

(1)骨骼肌纤维类型决定于遗传 (8)

(2)交又神经支配可引起肌纤维类型的转变 (8)

(3)运动训练对肌纤维亚型的影响 (8)

(4)运动训练对快慢肌纤维的影响 (9)

骨骼肌纤维根据其结构、机能特点分为快肌和慢肌纤维。劳伦悉尼(Loranzini，1673)首次报道兔骨骼肌有些颜色较红，有些颜色较白，并发现肌肉的色泽与运动能力有关。仑威尔(Ranvier，1883)用电刺激方法证明红肌纤维收缩速度慢而相对持久，白肌纤维收缩速度快，但容易疲劳，并将骨骼肌纤维分为“红肌”和“白肌”两种类型。1962年伯格斯特隆(Bergstrom)发明肌肉活检技术以来，对运动员的骨骼肌纤维特征与运动机能进行了大量研究，证实骨骼肌纤维类型与运动员科学选材和运动训练有着十分密切的关系。

一、骨骼肌纤维类型的分类

骨骼肌纤维根据不同的分类方法，可分为若干种不同的类型。

1．根据色泽和机能划分

用肉眼观察动物的骨骼肌可以发现不同的肌肉其色泽不同，有些肌肉颜色较红，称为红肌，有些肌肉颜色较白，称为白肌。红肌纤维的收缩速度较慢，所以又称为慢肌纤维(slow twitch muscle fibers，ST)，白肌纤维的收缩速度较快，又称快肌纤维(fast twitch muscle fibers，FT)，快肌纤维又可以分为快肌纤维A(FTa)和快肌纤维B(FTb)。

2．根据组织化学染色方法

采用组织化学染色方法，发现不同类型的肌纤维在不同条件下的染色不同，有些肌纤维染色较轻或不着色，有些肌纤维染色较重，根据肌纤维ATP酶染色方法，可将肌纤维分为Ⅰ型和Ⅱ型，Ⅱ型纤维又进一步分为a、b、c三种亚型。Ⅰ型纤维的收缩速度慢，相当于慢肌，Ⅱ型纤维的收缩速度快，相当于快肌，Ⅱ型纤维中，Ⅱb的收缩速度快于Ⅱa，Ⅱc。纤维则为介于Ⅱa和Ⅱb之间的中间纤维。

3．根据代谢特征

根据肌纤维的有氧代谢酶和无氧代谢酶活性，可将肌纤维分为慢氧化型(slow oxidative，S0)、快氧化型(fast oxidative glycolytic，FOT)和快酵解型(fast glycolytic，FT)。S0的收缩速度慢，肌纤维中琥珀酸脱氢酶活性高，肌肉收缩时以有氧代谢供能为主；FOG的收缩速度相对较快，也以有氧供能形式为主；而FG则收缩速度快，肌纤维的乳酸脱氢酶活性高，肌肉收缩时以糖无氧代谢供能为主。

4．根据基因蛋白划分

为了观察肌纤维类型是否随年龄和运动训练等后天因素而发生改变，根据肌肉收缩蛋白中肌凝蛋白重链(myosin heavy chain)的基因表达，可将肌纤维的MHC分为Ⅰa、Ⅰc、Ⅱa、Ⅱac、Ⅱc、Ⅱab和Ⅱb七种类型。

骨骼肌纤维类型的分类方法和分型见(表2)。

二、骨骼肌纤维类型的形态、机能特点和运动特征

不同类型的骨骼肌纤维具有不同的形态、机能和代谢特征，这在运动实践中具有十分重要的意义。1．形态特点

不同类型骨骼肌纤维的形态学特征主要表现在肌纤维直径、肌浆网、毛细血管密度和神经支配等方面。

(1)肌纤维直径

快肌纤维与慢肌纤维相比，直径粗，体积大，这种形态学特征保证快肌纤维具有较大的收缩力量。

(2)肌浆网

快肌纤维的肌浆网较慢肌纤维发达，因此，快肌纤维在接受刺激后向胞浆释放Ca2+的速度比慢肌纤维快，兴奋收缩偶联时间短，表现为肌纤维收缩速度快。

(3)毛细血管密度

慢肌纤维周围的毛细血管数量较快肌纤维多，慢肌纤维工作时血液供应较快肌纤维丰富，有利于肌细胞和毛细血管的气体交换。

(4)神经支配

支配快肌纤维的运动神经元体积大，神经纤维传导速度快，而支配慢肌纤维的运动神经元体积小，传导速度慢。一个神经纤维支配快、慢肌纤维的数量不同(即运动单位不同)，一个神经元可以支配300—800条快肌纤维，而仅能支配10—180条慢肌纤维。

(5)线粒体

线粒体(mitochondria)是肌纤维中重要的氧化代谢场所，慢肌纤维中线粒体数量多，体积大，而快肌纤维中的线粒体数量相对较少。

2．机能特点

(1)肌肉收缩力量

快慢肌的收缩力量主要决定于单个肌纤维的体积和神经肌肉支配比，由于快肌纤维体积大，运动单位中的肌纤维数量多，因此，快肌纤维的收缩力量明显大于慢肌纤维，这是快肌纤维重要的机能特征之一。

(2)肌肉收缩速度

快肌纤维的收缩速度明显高于慢肌纤维，这是快慢肌纤维的重要区别。在快速爆发性工作中主要是快肌纤维参与工作，而在慢速活动中，则主要由慢肌纤维参与工作。

不同类型骨骼肌纤维的结构、机能特征见(表3)。

(3)抗疲劳能力

慢肌纤维的氧化代谢能力强，毛细血管丰富，氧气供应充足，因此，肌肉工作持续时间长，抗疲劳能力明显强于快肌纤维。

3．代谢特点

肌纤维的代谢能力主要决定于能源物质的含量和代谢酶活性，不同类型肌纤维中能源物质的含量、有氧代谢酶和无氧代谢酶的活性也不相同。

(1)能源物质含量

ATP和磷酸肌酸(CP)是存在于肌肉组织中重要的高能磷酸物，主要参与肌肉收缩时的快速供能，快肌纤维中高能磷酸物的含量高于慢肌纤维，因此，有利于肌肉在快速收缩时的能量供应。而与糖代谢有关的肌糖原、6-磷酸果糖和乳酸含量也是快肌纤维高于慢肌纤维（表4）