快缩肌纤维

快缩肌纤维(fast twitch fiber)为又称II型纤维、白肌纤或快解醣纤维

·break down ATP slowly, many mitochondria, lots of myoglobin (store O2), lots of blood vessels, sustained contraction (marathoners)

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

快肌纤维收缩的潜伏期短，收缩速度快，收缩时产生的张力大，与慢肌纤维相比，肌肉收缩的张力-速度曲线位于其上方，但收缩不能持久，易疲劳。

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，糖酵解的底物肌糖原的含量也比慢肌高

1873年,法国人兰维尔(Ranuier)将骨骼肌纤维分为红肌和白肌,发现红肌收缩较慢,白肌收缩较快。酶组织化学法研究将红肌确定为Ⅰ型,白肌确定为Ⅱ型,根据肌纤维电镜下线粒体密度的不同,结合酶组织化学法,红、白肌之间还有中间型。根据肌球蛋白ATPase对酸碱的稳定性不同,分别将肌纤维分为Ⅰ型、Ⅱa型和Ⅱb型。近年用基因克隆体进行免疫组化实验,发现许多新的肌球蛋白重链和肌纤维类型。在大鼠膈肌中发现有生理特征介于Ⅱa型和Ⅱb型之间的ⅡD型纤维。

肌纤维类型的形成与胎儿后期和婴儿早期神经支配有关。但胚胎期去神经支配的肌组织,仍能形成多种类型的肌纤维,表明肌纤维类型的形成还有“内在因素”起作用。这个“内在因素”经研究证实可能是“成肌细胞(Mb)谱系”。成肌细胞谱系与包括神经支配、激素调节、负荷、电刺激等在内的外在因素共同影响肌纤维类型的形成。肌纤维形成过程中,成肌细胞(Mb)先转变为肌小管(Mt),然后

分化为各种肌纤维。用逆转录病毒标记单个成肌细胞,使其克隆,植入肌肉中可形成多种类型肌纤维;但体外培养只能形成单一纤维类型。表明出生后“成肌细胞谱系”与神经、激素、中间代谢产物、运动负荷等均影响肌纤维类型的形成。多种肌纤维类型的存在及其时空分布,是肌纤维类型功能差别的生物学基础,是肌肉适应人体不同运动状态的结果。

1960年,有学者通过交换大鼠快慢肌的神经支配,发现肌纤维类型发生改变。我国生理学家冯德培[2]、朱培闳[3]等于20世纪70～80年代后期,用大白鼠作神经交叉支配实验,把支配比目鱼肌(慢肌)的慢神经用来支配属于快肌的伸趾长肌,支配伸趾长肌(快肌)的快神经改为支配慢肌,结果发现,慢神经发放的低频冲动使伸趾长肌肌纤维类型明显转变为慢肌,而比目鱼肌纤维类型变化不大。

为使骨骼肌替代慢性心力衰竭的心肌,需要对骨骼肌的耐疲劳性进行改造,最常用而又有效的方法是慢性电刺激。对7只家犬[4]背阔肌以2Hz的频率电刺激8周后,电镜下发现,其超微结构的变化朝向慢肌发展,线粒体含量明显增加,肌糖原颗粒的数目也显著增加,Z线变宽,强M线增多;Ⅰ型纤维由对照侧的3816%±618%上升到实验侧的9813%±211%,而Ⅱ型纤维由对照侧的6413%±710%下降到314%±411%。对4只家兔[5,6]背阔肌以电刺激4周的结果与此相似。实验还观察到部分Ⅰ型纤维电刺激后,肌纤维中有氧氧化酶-琥珀酸脱氢酶的光密度由010742±010028显著上升为011134±010031。琥珀酸脱氢酶的增多,标志着肌纤维有氧代谢旺盛,是红肌纤维的重要特征,表明肌纤维易转变为慢肌纤维。大量的骨骼肌纤维较易朝红肌纤维变化,可能与快肌球蛋白重链(MHC)易受糖皮质激素影响发生大量降解有关[7,8]。降解后的MHC被慢肌球蛋白重链取代。

速度和力量的肌纤维基础是白肌。肌肉中,白肌纤维数量多,速度和力量性项目的成绩就好。由于快肌纤维达最大紧张度时间较短,一般只需20ms,而慢肌纤维则需65ms。所以高频刺激下的肌肉,首先募集的是快肌纤维,得到发展的主要是快肌纤维。EMS(Electromotorstimulation)技术主要是加快刺激频率,使肌肉快速募集快肌纤维参与收缩,因而可用于发展力量和速度性项目运动员的白肌纤

维。EMS技术消耗白肌纤维中的能源。肌纤维在刺激后的恢复期内,能源物质、自身结构发生超量恢复,肌纤维增粗,肌肉力量增大。常用的调制波频为50～75Hz。我国王保成等将72名普通男性大学生分为3组以研究EMS技术与传统的抗阻练习对下肢爆发力和速度的影响,结果表明,用EMS技术仅刺激股四头肌,对下肢爆发力和速度的影响就可与传统的抗阻练习法相比。若再对小腿三头肌、胫骨前肌等施以EMS,其效果将大大超出传统的抗阻练习。将EMS技术用于刺激铅球运动员的原动肌,对股四头肌和肱三头肌每天电刺激,10d后股四头肌力量增长2010%,肱三头肌力量增长2318%。美国十项全能选手吉姆·施鲁尔,每周3次,每次20min,12个月后,下肢力量增长150%。