人体的肌肉有什么奥秘？究竟是如何工作的？

每每看到电视上健美大赛，对于运动员的身材羡慕的不行，一身健硕的肌肉，流畅的线条是那么的优美，那么问题来了，我们身上的肌肉到底是如何工作的？

我们周围总会有一些奇特的人，比如耳朵会动，算不算特异功能呢？其实这不是什么特异功能，是耳朵旁边的肌肉在动，不过确实是只有很少数的人可以控制这个部位的肌肉。肌肉可是我们人体很重要的组成部分呢，他们的重量占体重的1/3呢。那么肌肉是怎么工作的呢？

当你活动身体的时候都会利用肌肉，他们都是通过收缩来进行工作的，当你的肌肉收缩时，就会形成褶皱，这时就会产生拉力，而且肌肉是成对工作的，成对工作难道还有搭档吗？

没错，肌肉都是成双成对的工作的，当其中一块肌肉产生拉力的时候，它的搭档肌肉就会放松，那我们可以控制肌肉的运动吗？有一些肌肉不需要大脑的指挥就会活动。但是，有些肌肉是需要下达指令后才会活动的，心脏，就是不需要大脑控制就可以运动的肌肉，还有一些肌肉，比如平滑肌，可以搅拌胃里的食物。并且将食物推入到肠道内，都有哪些肌肉是需要大脑控制的呢？

当你们跑步或者跳跃的时候，是不是可以想跑快一点就能跑快一点，想跳高一点就能跳高一点呢，这就是大脑可以控制的骨骼肌了，骨骼肌就是附着在骨头上，通过收缩能让骨骼运动的肌肉，那大脑是怎么控制他们的呢？

当我们运动的时候，身体不间断地利用上百种肌肉。首先呢，大脑将信号发送给神经细胞，接着再有神经细胞传递给每一块肌肉，大脑就这样做出指令，让你休息或者工作了。大脑指挥他们，就像指挥家指挥管弦乐队一样。而且肌肉可是很勤劳的，因为肌肉总是时时刻刻的在工作，即使在你睡觉的时候也没有停止。这才能保证你的身体健康。那为什么有的人肌肉看起来很发达，有的人看起来就没什么肌肉呢？

肌肉是有力量的，合理的运动锻炼可以使你的肌肉变得强大，也更加有柔韧性。强壮的肌肉能够帮助你不停的做事，也不会感觉到疲劳，这也就是我们说的体力好。那怎么样才能锻炼肌肉呢？比如说跑步，踢球，游泳，跳舞，或者借助一些器械来进行锻炼都可以帮助你增强肌肉，也可以使你的心肺功能得到很好的锻炼。

高娜

肌肉生长发育是一个复杂的过程，涉及到大量基因的表达与信号通路的调控。本文通过TGF-β信号通路及在内的几个相关基因，对它们在影响动物肌肉生长发育发面的功能作用极其作用机制进行了简单的阐述。

转化生长因子β家族由一类结构、功能相关的多肽生长因子亚家族组成。该超家族的主要功能是调节细胞增殖、分化、调亡等，还参与了组织、器官的生长发育及免疫反应等过程。TGF-β超家族成员广泛分布于动物机体的多种组织器官中，主要包括转录生长因子β、激活素（ACT）、骨形态蛋白（BMP）、生长分化因子（GDP）、肌肉生长抑制素（MSTN）、卵泡抑素（FST）、Smad蛋白家族等。TGF-β可促进生殖细胞的增巧和分化，在胚胎发育过程中具有重要作用。ACT可促进垂体合成并分泌促性腺激素调节生殖生理活动。BMP2不仅可诱导骨组织的形成，还可促进充间质干细胞向脂肪细胞的分化，在脂肪的形成过程中具有重要作用。

TGF-β信号转导通路的作用机理是TGF-β超家族成员结合细胞表面的激活素II型B受体（ActRIIB），然后召集激活素I型受体（ActRI），形成的配体受体复合物激活ActRI激酶（ALK4/5），导致转录因子Smad蛋白家族（主要是Smad2和Smad3）发生磷酸化，再与Smad4结合形成复合物进入细胞核，调控多种转录因子的靶基因（如图1所示），从而调控多种细胞的增殖、分化。TGF-β信号转导通路在胚胎的发育、骨骼的形成、肌肉的生长发育过程中也具有重要的调节作用。

图1 TGF-β信号通路的作用机理

1 肌肉生长抑制素

肌肉生长抑制素（MSTN）是肌肉生长发巧过程中的一种负调控因子，它属于TGF-β超家族，又被称为生长分化因子8（GDF8）。研究表明，在不同物种中MSTN的表达存在差异，但骨骼肌和脂肪组织是其主要表达部位。

上世纪90年代，美国Se-Jin Lee教授为了弄清楚TGF-β超家族各成员的功能，将其从GDF1-15编号，并培养了着5种基因缺陷型的小鼠，结果发现缺失GDF8的小鼠肌肉异常肥大，为普通小鼠的2倍左右（图2），其它功能未见异常，说明GDF8基因的蛋白表达产物可以抑制肌肉生长。

图2 双倍肌肉小鼠解剖图

MSTN抑制肌肉生长发育的作用机理是近年来的一个研究热点。MSTN属于TGF-β超家族成员，它可通过TGF-β信号通路作用于MyoD，降低MyoD的表达及磷酸化水平，促使MyoD不能和肌动蛋白启动子结合位点结合，从而抑制了肌细胞的分化。

2 卵泡抑素

卵泡抑素（FST）又叫促卵泡素抑制蛋白，是1987年Robertson和Ueno两位科学家分别从牛和羊卵泡中分离出的一种分泌型糖蛋白。FST既是TGF-β超家族成员，又是该超家族因子的拮抗剂，在肌肉生长发育过程中具有重要的正调节作用。

FST促进肌肉生长发育的作用机理主要是通过与MSTN的直接结合阻断MSTN/Smad信号通路，减少MSTN对MyoD的抑制作用，从而抑制肌肉生长分化，也有研究发现FST可以通过激活P13K信号通路来促进骨骼肌卫星细胞的增殖，以及通过激活AKT基因并下调P21而促进肌细胞的增殖。

3 Smad蛋白家族

Smads蛋白最早于1995年在果蝇的遗传分析中鉴定出来，Smad蛋白家族是TGF-β信号转导途径中一个重要的转导蛋白家族，可将TGF-β信号由细胞膜导入细胞核内，激活或抑制靶基因的表达，从而介导TGF-β超家族对细胞的各种调节作用。

Smad蛋白家族在肌肉生长中的作用在于Smad介导了MSTN抑制肌肉生长的信号通路。利用RNA干扰技术，沉默猪骨骼肌卫星细胞中的Smad3，发现细胞的増殖速度加快，说明Smad3负调控肌肉的生长发育。Patel等人沉默骨骼肌卫星细胞中的MSTN基因，结果Smad2和Smad3在蛋白水平的表达量均下降。

4 激活素IIB型受体

激活素受体属于TGF-β超家族丝氨酸－苏氨酸蛋白激酶型受体，根据结构和功能主要分为I型受体（ActRI）和II型受体（ActRII）。ActRII又可分为激活素受体IIA型和激活素受体IIB型。它们是一组由不同基因编码的、结构相似的细胞跨膜蛋白。

McPherron等人的研究中比较了ActRIIA和ActRIIB两种亚型与不同配体间（包括MSTN和Act）的亲和力，结果发现ActRIIB的亲和力明显高于ActRIIA，给野生小鼠体内注射可溶性的ActRIIB蛋白，两周后发现，小鼠肌肉体积增大60％，说明ActRIIB肌肉的尘长发育呈促进作用。还有研究发现当敲除卫星细胞缺陷型小鼠肌纤维中的ActRIIB后，结果引起了肌肉的肥大，此过程没有骨骼肌卫星细胞的参与，也没有肌纤维的融合，充分说明在肌肉肥大的过程中ActRIIB很可能激发了肌肉细胞类型的转变。

这种肌肉跳动其实是由一群肌肉细胞产生收缩所引起的，在医学上有个名称叫做「肌束颤动」，例如跳眼皮就属於这一类的肌束颤动，所以不必太过担心，这是正常的现象。

我们在训练时神经细胞发放神经冲动至需要活动的肌肉，使得这些肌肉处於极端兴奋的状态。在训练过后神经细胞按常理应从兴奋状态转化为抑制状态，并停止发放神经冲动至刚才参与活动的肌肉。但有些人因为训练不足或其他原因，运动停止后神经细胞仍然继续发放神经冲动到肌肉去，於是便引起肌肉跳动的现象。一般良性的肌肉跳动大部分找不到什麼确切的原因，它可能在疲劳或压力比较大时出现，喝茶或咖啡也可能加重这种跳动

如果肌肉跳动现象产生后并没有伴随著肌肉的无力与萎缩的话，这种肌肉跳动通常是良性的。反之如果伴随著肌肉的无力与萎缩的症状，就有可能是某些运动神经元或周边神经病变了，应立即就医检查。

肌肉是随意肌，是由神经控制的，当肌肉收到神经传来的信号就会收缩，收缩的话，长度变短体积不变，自然从宽度上向外鼓胀和变硬，肌肉在运动时因为需氧量的提高。

骨骼肌是运动系统的动力部分，分为白、红肌纤维，白肌依靠快速化学反应迅速收缩或者拉伸，红肌则依靠持续供氧运动。在神经系统的支配下，骨骼肌收缩中，牵引骨产生运动。

人体骨骼肌共有600余块，分布广，约占体重的40%，每块骨骼肌不论大小如何，都具有一定的形态、结构、位置和辅助装置，并有丰富的血管和淋巴管分布，受一定的神经支配。因此，每块骨骼肌都可以看作是一个器官。

扩展资料：

人体肌肉约639块。约由60亿条肌纤维组成，其中最长的肌纤维达60厘米，最短的仅有1毫米左右。大块肌肉约有两千克重，小块的肌肉仅有几克。一般人的肌肉占体重的百分之三十五至四十五左右。

按结构和功能的不同又可分为平滑肌、心肌和骨骼肌三种，按形态又可分为长肌、短肌、扁肌和轮匝肌。平滑肌主要构成内脏和血管，具有收缩缓慢、持久、不易疲劳等特点，心肌构成心壁，两者都不随人的意志收缩，故称不随意肌。

骨骼肌分布于头、颈、躯干和四肢，通常附着于骨，骨骼肌收缩迅速、有力、容易疲劳，可随人的意志舒缩，故称随意肌。骨骼肌在显微镜下观察呈横纹状，故又称横纹肌。

参考资料：