（成都体育学院 610041）
摘要：肱二头肌作为人体至关重要的一块肌肉，它的功能完成对于机体的日常生活有着重要的意义。本文通过对肱二头肌屈肘功能得以实现的微观原理分析，通过Ca2+，ATP，粗细肌丝等在肱二头肌完成屈肘动作时的活动及功能进行阐述，对肌肉功能得以实现的流程从宏观到微观有个整体把握。
关键词：肌纤维，收缩，Ca2+，能量供应
1.前言
肱二头肌是人体大肌肉中重要的一块，在上肢的活动中起到至关重要的作用。肱二头肌位于臂的前面浅层。起端有两个头，长头以长腱起自肩胛骨关节盂上方，穿经肩关节囊，沿结节间沟下降；短头在内侧，起自肩胛骨喙突。两头在臂中部会合成一肌腹，向下延续为肌腱，经肘关节前方，止于桡骨粗隆[1]。肱二头肌为跨关节肌，具有屈肘，协助屈肩，使已旋前的前臂旋后的作用。本文就笔者所学知识对肱二头肌的屈肘功能的实现过程做简单分析，从宏观到微观，对肌肉收缩过程的流程做个简单总结，使肌肉收缩的原理能够更简介明了的被更多人了解。
2.肌肉收缩
屈肘动作得以实现，本质上是肱二头肌肌肉的向心收缩，起点固定，止点向起点靠拢所引起。暂不考虑其他肌肉对于起点的协同固定作用，仅考虑肱二头肌在该动作中的做功。宏观，整体观上，我们看到的是肘关节的屈曲；微观上，组成肌肉的肌纤维们正在滑动，缩短。
2.1 肌肉微观结构
每一块肌肉都是由许多被肌束膜包裹的肌束构成，而肌束又是由许多被肌内膜包裹的肌纤维（肌细胞）构成。肌纤维是肌肉的基本功能单位。再往下深入。通过显微镜可以观察到，肌纤维又是由成百上千条与肌纤维长轴相平行排列的肌原纤维构成，同样，肌原纤维又是由粗细两种肌丝按一定的规律排列形成。每条粗肌丝被6条细肌丝所围绕[2]。这里，需要引入“肌小节”的概念。肌小节是肌纤维的最小单位。它是由1/2明带（在显微镜下观该段只有细肌丝分布，看起较亮），暗带（显微镜下该段粗细肌丝相互嵌插，看起较暗）和1/2明带构成。粗肌丝由许多肌球蛋白构成，肌球蛋白的头部向外突出，称为“横桥”。横桥的肌肉收缩中起到最本源的作用。细肌丝由肌动蛋白，原肌球蛋白和肌钙蛋白构成，它们在肌肉收缩过程中各有分工。
2.2 肌肉收缩
目前公认的肌纤维收缩理论为“滑行学说”。滑行学说[3]认为：肌小节中细肌丝在粗肌丝之间滑行，两种肌丝相互重叠的部分增加，但粗细肌丝本身长度并无改变，通过重叠，使肌小节长度缩短，每个肌小节的长度都缩短以致于肌纤维缩短，由肌纤维构成的肌束同样缩短。宏观上方体现出肱二头肌肌腹的整体长度缩短，肌腹牵拉两侧肌腱，止点附着于骨上的肌腱使肌肉起止点的骨骼相互靠拢。前臂桡骨向肱骨靠拢，完成屈肘动作。
3．起始信号
粗细肌丝之间不会毫无原因的滑行，他们需要一个信号，就像人们比赛时，发令枪响便代表出发一样。粗细肌丝需要一种信号告诉他们开始滑行，这个信号，便是Ca2+。关于Ca2+从何处来，如何来的，我们暂不讨论，这又将涉及很多基础理论。当外来的传导，使得大量的Ca2+进入肌纤维细胞液中时，细肌丝上的肌钙蛋白便与Ca2+结合，改变自身与原肌球蛋白的形态，暴露出肌动蛋白上与粗肌丝横桥相结合的位点。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆横桥一旦发现结合位点，便会结合上去，这样粗细肌丝就做好了滑行的准备活动。
4.能量供应
横桥与位点结合后，还需要一种东西方可使粗细肌丝滑行，就好像人不吃饭就没有力气干活一样，虽然横桥已经处在了工作的位置上，但，如果没有能量供应，它便不能摆动，带领肌丝相互重叠。这种能量就是ATP（三磷酸腺苷）。
4.1 宏观能量来源
宏观上讲，人体生理功能得以维持的一切能量来源是我们的食物。包子、馒头、米饭、蔬菜等经过人体消化吸收后，它们都是糖、脂肪、蛋白质、无机质、维生素、水、纤维素这七大营养素。这其中，只有糖、脂肪与蛋白质可以供能。而蛋白质又是机体各细胞、组织、器官的主要构成物质，所以，常规情况下，供能的物质主要是糖类和脂肪，而从动员的角度讲，糖类最易动员供能，而脂肪较难，脂肪产能必须在氧充足情况下才能分解，且分解供能的步骤较糖类繁琐[4]。糖可以通过有氧氧化与无氧酵解的方式供能。并且糖可以以糖原的形式储存在肌肉中，肌肉活动时随时调用，方便快捷。
4.2 能源系统
糖有氧氧化供能所需时间长，产能多，每1分子糖有氧氧化可生成36-38分子ATP；而无氧酵解快，但产能少，仅够维持2-3分钟运动，每1分子糖无氧酵解只能生成2-3分子ATP。此外，还有一种最快速的供能方式，即磷酸原系统供能，这个途径需要CP（磷酸肌酸）与ADP（二磷酸腺苷）的参与。CP是人体内自有的活性物质[5]，ATP分解供能途中会产生ADP，同时还有一些其他途径也会产生ADP。CP转移磷酸基团给ADP使之成为ATP，提供能量。这个系统不需氧气参与，但供能时间仅能维持6-8秒，因此，只作为快速供能的主要能源。
4.3 横桥摆动
无论通过以上哪个途径获取的ATP，横桥上的ATP酶，与位点结合时被激活，分解周围的ATP，提供能量，使横桥摆动，将细肌丝往肌小节中心拉，拉动细肌丝前进横桥摆动长度后，横桥与位点分离，与下一结合位点结合，继续摆动，拉动细肌丝，所有被激活的横桥都拉动周围相结合的细肌丝前进，因此粗细肌丝得以相互滑行。
5.小结
Ca2+浓度、能量供应是否充足、粗细肌丝的滑动是否正常，这些微观的因素都决定了宏观上肱二头肌能否成功完成屈曲肘关节的功能。宏观上的表现都与微观下的结构功能密切相关。其他骨骼肌肌肉收缩完成相应功能的原理可以此类推。
参考文献
[1].严振国、白丽敏、张丽华、李亚东.正常人体解剖学[M].上海：上海科学技术出版社，2006.8
[2].王瑞元、孙学川、熊开宇.运动生理学[M].北京：人民体育出版社，2002
[3].D.D.Thomas、J.C.Seidel、J.Gerhely、王沪祥.分子运动和肌肉收缩的机制及其调节[J].滨州医学院学报1984年第2期
[4].李春福.运用生物化学原理揭示人体肌肉运动的主要能量来源[J].中国校外教育2008年01期
[5].王景辉、李梦青、刘桂敏、郑永丽、王平.磷酸肌酸的应用研究[J].天津药学2004年2月
论文作者:刘洪波
论文发表刊物:《航空军医》2019年2期
论文发表时间:2019/5/15
标签：肌肉论文; 肌纤维论文; 粗细论文; 能量论文; 微观论文; 小节论文; 功能论文; 《航空军医》2019年2期论文;