人體各種運動，其實都是肌肉收縮（muscular contractions）的成果。肌肉系統和骨骼系統關係密切，它們彼此配合，在日常生活和體育活動中產生各種各樣不同的動作。因此，肌肉系統和骨骼系統很多時都被合稱為運動系統（locomotive system）或肌肉骨骼系統（musculoskeletal system）。
人體內有三種不同的肌肉：骨骼肌（skeletal muscle）、平滑肌（smooth muscle）和心臟肌（cardiac muscle），不過它們都有以下的共通點（Jensen & Fisher, 1979）：
延伸性（extensibility）：有伸展、延長的能力。
伸縮性（elasticity）：當外在拉力移除後，可以回復原來的長度。
興奮性（excitability）：可以被激發或對刺激物作出回應。
收縮性（contractility）：有繃緊、施加張力的能力。
雖然三種不同的肌肉都有以上的共通點，但它們亦有一些不同的特性。例如，每種肌肉的收縮機制雖然相同，但收縮的速度、可持續的時間、目的等卻有很大的差異。每一種肌肉都有特定的結構和功能去應對要擔當的任務。
肌肉系統的功能
肌肉系統的主要功用包括：
產生活動：透過肌肉收縮（muscular contractions），就可以產生各種各樣的動作。
維持身體姿勢：在任何時刻，肌肉都保持著一定的張力（muscle tone），以維持身體的姿勢。
供能和產熱：肌肉內的能源儲備，如肌醣元（muscle glycogen）、磷酸肌酸（creatine phosphate，PC）、三磷酸腺苷（adenosine triphosphate，ATP）等，分解時就會釋放出能量作肌肉活動之用，同時亦會產生熱能，維持正常的體溫。
肌肉的類形
肌肉系統是由三種不同的肌肉組成：
骨骼肌（skeletal muscles）：主要附於骨骼上，與骨骼系統相配合，除意志支配而做出各種各樣的動作。由於在顯微鏡下可看見明暗相間的橫紋，所以亦稱作橫紋肌。
平滑肌（smooth muscles）：主要構成人體內臟器官（心臟除外）如胃、腸、血管等的管壁。在顯微鏡下沒有橫紋，也不受意志支配。
心臟肌（cardiac muscles）：只存在於心臟中而得名，在顯微鏡亦可看見橫紋，但不受意志支配，也不易疲勞。
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骨骼肌 |
平滑肌 |
心臟肌 |
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骨骼肌的結構
三種不同的肌肉當中，與體育運動最有直接關係的就是骨骼肌。人體共有 600 多條骨骼肌，約佔全身重量的 40%。
骨骼肌（在此之後只稱作肌肉）是由數以千計，具有收縮能力的肌細胞（muscle cells）所組成，由於其形狀成幼長的纖維狀，所以亦稱作肌纖維（muscle fibers），並且由結締組織（connective tissue）所覆蓋和接合在一起。每一條肌纖維（亦即每一個肌細胞）均由一層稱為肌內膜（endomysium）的結締組織所覆蓋，多條肌纖維組合一起便構成了一個肌束（muscle bundle 或 fascicle），並由一層稱為肌束膜（perimysium）的結締組織所覆蓋和維繫。每條肌肉可以由不同數量的肌束所組成，再由一層稱為肌外膜（epimysium）的結締組織所覆蓋和維繫。這個在肌肉內由結締組織所形成的網絡最後聯合起來，並連接到肌肉兩端由致密結締組織（dense connective tissue）構成的肌腱（muscle tendon），再由肌腱把肌肉間接地連接到骨骼上。肌腱本身沒有收縮的能力，但卻有很大的抗張能力。
肌肉內有大量的血管和微血管，動脈和靜脈沿著結締組織進入肌肉之後，便在肌內膜之中和周圍不斷分支成更細小的血管和微血管，形成了一個非常龐大的網絡，以確保每條肌纖維都能夠得到充足的養分，與及把有害的廢物如二氧化碳等排出肌細胞之外。根據 Inger（1978）及 Saltin 等（1977），習慣坐著不動的人平均每條肌纖維只有 3 至 4 條微血管環繞著，但經常參與體育鍛煉的人卻可以有 5 至 7 條之多。
進行劇烈運動時，肌肉所需的血液可以是安靜時的 100 倍或以上，環繞著每條肌纖維的微血管數目當然會影響到血液的供應。除此之外，人體還會作出一些其他改變，以滿足劇烈運動時肌肉對血液供應的需求。這些改變包括：（1）活耀肌肉交替地收縮及放鬆，週期性地對血管進行擠壓，加速血液回流心臟，也就加快了血液重新供應到肌肉的速度；（2）收窄供應血液到身體非活躍部位（如內臟、腎、皮膚）的血管，另一方面卻擴張供應血液到運動肌肉的血管，以調節血液的流量。
與血管一起進入肌肉的還有神經元（即神經細胞），當中包括了運動神經元（motor neurone，亦作輸出神經元，efferent neurone）和感覺神經元（sensory neurone，亦作輸入神經元，afferent neurone）。這些神經元在結締組織內不斷分支，接觸到每條肌纖維之上。運動神經元收到來自中樞神經系統（central nervous system）的刺激後便會引起肌肉收縮。肌肉內約有 60% 為運動神經元，餘下來的 40% 為感覺神經元，主要是把痛楚和來自身體各部分的訊息傳達到中樞神經系統。
骨骼肌細胞的結構
骨骼肌細胞的長度可由 1 毫米至 15 厘米，直徑約為 10 至 100 微米。在光學電子顯微鏡下，骨骼肌纖維（即骨骼肌細胞）呈深淺相間的橫紋，所以骨骼肌又稱作橫紋肌（striated muscle）。肌纖維膜（sarcolemma）之內是一種紅色並帶黏滯的液體，稱為肌漿（sacroplasm），當中懸浮著細胞核、線粒體、肌紅蛋白、脂肪、醣元、PC、ATP及數以千計線狀的蛋白絲，稱作肌原纖維（myofibrils）。肌原纖維內的肌節（sarcomeres），就是肌肉收縮的單位。肌節主要由兩種肌原纖維微絲（myofilaments）所組成，較幼身的一種稱作肌動蛋白微絲（actin filament），而較粗身的一種則稱作肌球蛋白微絲（myosin filament），彼此間以一種特別的結構排列著──每條肌球蛋白微絲由 6 條或更多的肌動蛋白微絲圍繞著。
肌原纖維的微型結構
在細心觀察之下，肌原纖維亦呈現深淺相間的橫紋，骨骼肌之所以呈深淺相間的橫紋，其實也是基於這個緣故。根據光通過肌原纖維微絲時的特性，淺色的地段稱作 I 帶（isotropic band），而深色的地段稱作 A 帶（anisotropic band）。I 帶中央有一條較為深色的線，稱作 Z 線（zwischen line），Z 線與 Z 線之間的一段就是一個肌節，也就是肌肉收縮的基本單位。
I 帶只含有肌動蛋白微絲，它們在肌節之內並不延續，其中一端穩固在 Z 線之上，而另一端則部分伸延至 A帶之內。因此，A 帶雖然主要由肌球蛋白微絲所組成，但仍包含小部分的肌動蛋白微絲，A 帶中央欠缺肌動蛋白微絲的部分稱作 H 區域（H zone）。
肌原纖維被包圍在一個稱作肌漿網（sarcoplasmic reticulum）和 T 小管（transverse tubules）的網絡結構之中，這個結構相信與肌肉收縮時神經訊息的傳導有關。肌漿網與 T 小管合共佔上肌纖維體積的 5% 左右，經過長期的體育鍛煉後，平均可增加至 12%（Cirrito，1979）。
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Fox, E. L., Bowers, R. W, and Foss, M. L. (1993). The Physiological Basis for Exercise and Sport (5th ed.). Dubuque, IA: Wm. C. Brown.
Huxley, H. (1969). The mechanism of muscular contraction. Science, 164(3886), 1356-1366.
Inger, F. (1978). Maximal aerobic power related to the capillary supply of the quadriceps femoris muscles in man. Acta Physiol Scand, 104, 238-240.
Jensen, C. R., & Fisher, A. G. (1979). Scientific Basis of Athletic Conditioning (2nd ed.). Philadelphia: Lea & Febiger.
Johnson, M. a., Polgar, J., Weightman, D., and Appleton, D. (1973). Data on distribution of fiber types in thirty-six human muscles. An autopsy study. J. Neurol Sci, 18, 111-129.
Saltin, B., Heriksson, J, Nygaard, E., and Anderson, P. (1977). Fiber types and metabolic potentials of skeletal muscles in sedentary man and endurance runners. Ann NY Acad Sci., 301, 3-29.
Vogler, C., and Bove, K. E. (1985). Morphology of skeletal muscle in children. Arch Pathol Lab Med, 109, 238-242.
教育局（2009）：體育(香港中學文憑)教材套－人體。
最後更新日期：2018/08/30
