快慢肌理论——结构决定功能的体现

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中国选手苏炳添在北京田径世锦赛男子100米半决赛上以9秒99成功突围,成为北京国际田联世界田径锦标赛该项目决赛历史上亚洲第一人!尽管在最终的决赛中苏炳添以10秒06获得第九,但他已经创造了中国男子百米选手在世界大赛中的最好名次。
田径赛场上有一些令人困惑而有趣的现象,至今已有解或待解。其中给人视觉反差最大的便是:站在短跑起跑线上的,总是一帮肌肉强壮、身材匀称的黑人(所以苏炳添的突破才显得那么不同寻常),他们甚至来源于某一特定的区域,比如中、北美洲;而世界顶尖的长跑好手,则貌似越来越趋向于“营养不良”体型,可在弯道上轻灵地飞奔,他们通常来自另一特定地域——东部非洲。这些是为什么?
古老问题的教科书解释:结构决定功能。
“经典解释”即在运动生理学上已成定论的“快慢肌”之说,人体的骨骼肌中,快肌、慢肌是相互混杂的,一般不存在单纯的快肌和慢肌,但每块肌肉中快肌与慢肌的分布比例是不同的。这两类肌纤维因其内部构造不同,功能上有很大差异。
一、慢肌纤维的特点
1.直径较细,肌浆丰富,肌红蛋白含量高,呈红色。肌红蛋白是肌细胞中运输氧的色素,是一种结合蛋白,与血红蛋白的一个亚单位相似,由一条珠蛋白的多肽链和一个血红素基团组成,它与红细胞释放的氧相结合,起贮氧作用,并将其转运至肌细胞的线粒体。
2.肌浆中线粒体直径大,数量多,周围毛细血管网发达。
3.支配慢肌纤维的神经元是脊髓前角的小运动神经元,传导速度慢。
4.肌纤维数量少,肌红蛋白横桥少,收缩力量小。慢肌纤维在力量与爆发力方面逊色与快肌纤维,但其拥有很好的耐力。
因此,收缩速度较慢,收缩力小,持续时间较长,疲劳出现较晚。鸟类主要由慢肌纤维组成,因此可以做长时间的飞行。
二、快肌纤维的特点
1.直径较粗,肌浆少,肌红蛋白含量少,呈苍白色。
2.肌浆中线粒体数量和容积小,但肌质网发达,对钙离子的摄取速度快,从而反应速度快。
3.快肌纤维接受脊髓前角大运动神经元的支配,神经传导快。
4.收缩力量大。
总之,慢肌纤维收缩速度较慢,收缩力小,持续时间较长,疲劳出现较晚;快肌纤维收缩速度快,收缩力较大,持续时间较短,疲劳出现早。
科学研究表明,短跑运动员肌肉中快肌纤维占优势,而长跑运动员的肌肉组织中则慢肌纤维较多。也就是说,快肌纤维决定爆发力,而慢肌纤维决定耐力。
从代谢来看,快肌纤维,无氧代谢能力较高,表现为肌纤维中参与无氧氧化过程酶的活性较慢肌纤维高,糖酵解的底物肌糖元的含量也比慢肌高。
苏炳添跑步快的天生原因就是肌肉中快肌的含量比常黄种人多,黑人比其他肤色的人普遍快肌的含量要高。