肌肉——设计学上的杰作

生命是仗赖活动来维持的。且举个例，你呼吸的时候，胸膛会随之上下起伏，而心脏也规律地跳动，于是你就得以活下去了。这些活动是怎样产生的？都是肌肉的功劳！

肌肉是一些坚韧而富弹性的组织，使人体各部分得以发挥作用，和借行动来表达思想感情。不管是微笑、大笑、哭泣、说话、走路、跑步、工作、玩耍、阅读或进食，无不都用上肌肉。要想出什么动作是用不上肌肉的，可不是那么容易呢。

人体约共有六百五十块肌肉，当中体积最小的，附在全身最小的中耳的骨头上面，而最大块的则要算是位于臀部、使双腿活动的臀肌了。肌肉约占男性体重的一半，或女性体重的三分之一。肌肉无疑是为行动而设计的。生物工程学教授杰拉尔德·波拉克说，肌肉有如“生理发动机”，而且“即使把所有人造发动机，包括汽车在内，每天转化为活动的能量加在一起，也不及肌肉转化为活动的能量那么多”。

不过，即使人躺着不动，肌肉还是处于备用状态，随时都可以投入行动的。不论在什么时候，肌肉内某些纤维都是稍稍拉紧的。要不是这样，人的颚骨就会松开，内脏也会缺乏支持。就算人只是站着或坐下来，肌肉也得稍作调整，使人可以维持直立的姿势，或不致从椅子上掉下来。

肌肉的类别

人体的肌肉共分三类，分别担任不同的工作。抽动心脏的心肌是其中一种。心肌每次收缩后就放松下来，直至下一次再收缩为止。因此，心肌有一半时间是处于休息状态的。

另一类肌肉是平滑肌。人体的内脏和血管大都给平滑肌包裹着。平滑肌像心肌一样，都是不随意肌，也就是不受意识控制的肌肉。平滑肌负责一些维持生命必需的功能，例如使液体流过肾脏和膀胱、在消化道中传送食物、控制血液在血管中的流量、改变眼内晶状体的形状和扩大瞳孔的孔径等。

在人体650块肌肉中，骨骼肌所占的比例最大。骨骼肌受人的意志支配，属于随意肌，因此人一生下来，就开始学习指挥这类肌肉；像婴儿学习控制四肢，使自己蠕蠕学行时能保持身体平衡，就是其中一例。由于肌肉只能拉动，所以骨骼肌都得一双一对协调地工作：一块肌肉收缩，另一块就放松。举个例，你每次搔完头皮后，二头肌的好拍档三头肌就收缩，使你可以即时把手臂伸直过来，不然的话，你就得靠地心吸力把抬高了的手臂拉回原状了。

人体的肌肉大小不一、形状各异。有些肌肉纤细修长；腿后肌就属于这一类。有些粗壮，重量不轻，像臀肌就是了。不论粗幼长短，肌肉都是为活动而设计的。且举例说，要不是肌肉把肋骨与肋骨之间的空隙填得满满的，肋骨骨架就会过于坚硬而欠缺弹性，胸壁就更不能像手风琴般活动，利于人的呼吸了。另外，腹部肌肉也好像构成胶合板的各层木板，以不同角度层层交叠在腹前，使腹部各个器官不致跌离原位。

肌肉跟腱协调工作

一些坚韧、白绳子般称为腱的组织，把拉动骨头的肌肉附在骨头之上。腱深入肌肉内部，跟包裹着肌纤维的结缔组织相连。结缔组织使肌肉内部所产生的力拉动腱，从而使骨骼活动。人体中最强有力的腱是跟腱；跟腱附在全身最强壮的肌肉之一的腓肠肌（小腿肌）上面。腓肠肌的作用是替身体减震。人在走路、跑步或跳跃时，这组肌肉所承受的压力可超过1吨。

另一个肌肉与腱协调工作的例子是人那双灵活、用途广泛的手。幼长的腱穿过由纤维质组成的腕带的下面，把前臂20双肌肉跟关节众多的手和指骨一一连结起来。这组肌肉连同另外20块分布在掌心和手指上的肌肉，构成人的一双灵巧的手，使人既可以装配手表内部的精密装置，又能握着斧柄砍伐树木。

三十多块面部肌肉

人体中最能传情达意的部位，要算是人的面部了。创造者把人的脸孔设计成具有三十多块肌肉，足以使人做出各种各样的面部表情。真的要这么多吗？不错，因为仅是咧嘴一笑，就得用上14条肌肉呢！

有些面部肌肉强有力，例如附在颚骨上的肌肉，就能产生75公斤的力来咀嚼食物。有些肌肉则既纤巧又管用，像控制眼皮眨动的肌肉。眼皮每天眨动超过两万次，保持眼睛湿润之余，也能加以清洗，去除眼球表面的细菌污垢。

奇妙的设计

每块肌肉都给设计成可以收缩自如。不过，人在捡拾羽毛时所用的力，显然跟提起10公斤重的物件时所用的力大不相同。因此，骨骼肌的收缩需要跟动作互相配合才行。那末，骨骼肌是怎样应付各种不同需要的呢？让我们探究一下。

所有肌肉都是由个别的细胞组成的。由于肌细胞外形细长，因此又称为肌纤维。有些肌纤维色泽较浅，有些则较深。色泽较浅的肌纤维具有快速收缩或抽动的能力。如果人从事一些在短时间内马上要加劲、加速的活动，像提起重物或参加100米的短跑比赛，就会用到这类肌纤维了。快速收缩的肌纤维以糖原——糖的一种——为能源，因此强劲有力。不过，这类肌纤维会积累乳酸，因此容易疲乏或甚至抽筋、疼痛。

相反，色泽较深的肌纤维则收缩缓慢。这类肌纤维以氧的代谢作用为能量来源，血液供应丰富，比快速收缩的肌纤维所含的带氧能量较多，所以是“耐力特强的肌肉带”。

此外，还有一种色泽介乎上述两者之间的肌纤维，跟快速收缩的肌纤维相似，但不易疲劳。这种肌纤维同时以糖和氧为能量来源，因此人长时间从事吃力的工作时，用上的大概就是这类肌纤维了。

事实上，不论是单块肌肉，还是不同类别的肌肉，上述几种肌纤维往往都混合存在。例如，长跑运动员的腿部肌肉可能平均有百分之80是收缩缓慢的肌纤维，而短跑运动员的腿部肌肉则可能有百分之75以上是快速收缩的肌纤维。

神经系统指挥行动

肌纤维都是由神经指挥行动的。神经一旦把冲动传送到肌肉，肌肉就收缩起来。不过，肌肉内的肌纤维不是全都立刻同时收缩的。相反，肌纤维给组成不同的运动单位，而个别的运动单位就包括一条神经，以及神经所连接和操控的多组肌纤维。

有些运动单位，像腿部肌肉内的，一条神经控制超过2000根肌纤维。然而，眼睛里个别的运动单位却不过指挥三根肌纤维而已。肌肉所含的运动单位越多，而运动单位内肌纤维束的数目越少，就会有利于人做出须要高度协调、精巧细致的动作，像穿针引线、弹奏钢琴等。

要捡拾羽毛，肌肉收缩若干个运动单位就行了。不过，假如人要举起重物，肌纤维内某些特别的感觉器官就会以闪电般的速度把信息传给大脑，叫更多个运动单位投入行动，从而大大增加人的力气，使人能够把重物提起来。人徐徐步行时，只须用上少量的运动单位；一旦要发足奔跑，用上的运动单位数目就大得多，而使用的频率也会增加。

心肌跟骨骼肌不同的地方是：心肌不是收缩，就是放松。一个心肌细胞受刺激，其他心肌细胞就即时齐齐“和应”，于是整个心脏收缩、放松，约每分钟72次。

平滑肌的运作方式跟心肌的十分相似：一个细胞收缩，整个器官就同时收缩。可是，平滑肌可以维持收缩状态而不疲累的时间较心肌长。一般人都不怎么留意平滑肌的。不过，有时候人因饥肠辘辘而感到饥痛，或者在分娩时经历强力的收缩，就会意识到平滑肌的存在了。

保持肌肉壮健

《肌肉：人体活动的奥妙》说：“不论对健康还是体形，运动都有好处。……肌肉要是经常受到锻炼，运用起来就会得心应手了。”运动令肌肉强健，使肌肉能支持内脏器官和不那么容易就感到疲劳。

有两种运动类形不同，却都同样对肌肉有益。一类是乏氧运动；像每天花点时间举重，有助于强化肌肉。强壮的肌肉不但储存更多糖和脂肪酸，也更有效地燃烧这些供应能量的物质，使肌肉不易疲劳。

带氧运动，像缓步跑、游泳、骑自行车或竞走，则对人的整体健康都有帮助。这类需要耐力的运动令流经肌肉的血液增多和增加线粒体，而线粒体又能产生高能量化合物腺苷三磷酸，供应肌肉收缩时所需的能量。带氧运动对心脏尤其有益，甚至可能有助于预防心脏病。

做剧烈运动之前，先来点热身运动，让肌肉拉动一下、伸展一下，可防止肌肉扭伤或受损。热身运动提升肌肉的温度，促进肌肉的血液循环，使酶产生的能量增多，令肌肉收缩得更加顺畅。运动过后，再做点热身时做过的动作，让身体逐渐缓和下来，可除去积存的乳酸，从而预防肌肉疼痛、僵硬。

不过，千万要留意的是，过度剧烈的运动能使骨骼肌受损；如果人未经训练就贸然做剧烈运动，受损的机会就更大了。此外，不断延长肌肉收缩的时间，使肌肉过度紧张，像缓缓地放下重物或从高处往低处跑，也可能撕裂肌纤维。即使肌肉过度紧张而导致撕裂的肌纤维不多，也能造成令人疼痛的肌肉痉挛或炎症。

因此，要好好照料你身上的肌肉。要适量地做点操练肌肉的运动和有充足的休息，这样，肌肉就能继续像台设计精良的机器，成了你身上“性能最佳的发动机”。

［第20页的精选语句］

人体约共有六百五十块肌肉。体积最大的肌肉是负责移动双腿的臀肌

［第24页的附栏］

肌肉与营养

要保持肌肉强健，良好的营养是不可或缺的。多吃含钙丰富的食物，例如奶类制品，和像香蕉一类多钾的食物，以及柑橘类水果和干果、深黄色蔬菜、坚果和种子等，都有助于调理肌肉的收缩。全谷面包和谷类食物能提供铁质和复合维生素B，而维生素B₁在把碳水化合物、蛋白质和脂肪转化为肌肉所需的能量方面更是尤其重要。另外，多喝开水也能使体内的电解质保持平衡，和除去干扰肌肉运作的乳酸和其他废物。

［第22,23页 的附栏或图解］

肌肉奇妙的收缩作用

肌肉产生的动作看似简单，背后牵涉的收缩活动却教人叹为观止。杰拉尔德·波拉克教授说：“大自然设计之美实在令人拍案叫绝。肌肉这么巧妙地把化学能转化为机械能，人不得不承认这是智慧的成果。”

让我们透过电子显微镜，仔细观察一下肌肉精妙的收缩活动，好增加我们对创造者这项精心杰作的认识。

每个肌细胞或肌纤维，其实是由一束平行排列、体积较小的肌原纤维组成的。在每根肌原纤维内，都有数千条更细小的肌丝。肌丝分粗、细两种。粗肌丝由肌球蛋白组成，细肌丝则主要由肌动蛋白构成；两种蛋白质在肌肉细胞的收缩中起重要作用。

每根肌纤维的表面都有一个凹陷的地方。从脊柱伸出来的神经纤维的末梢，就是贴附在肌纤维这个凹位上面的。那末，肌肉是怎样被启动的呢？首先，大脑会发出指令，而信号就即时通过中枢神经系统数百万个神经细胞，来到跟肌纤维相接的神经末梢。神经末梢受刺激后，末梢内一百多个小泡会释出一种化学物质，把传到肌肉细胞膜的神经冲动扩大，从而触发一连串刺激整个肌细胞的电气活动，使细胞膜放出带电荷的钙离子，继而启动肌肉收缩的机械程序。

借着互相交织成为网状、穿过肌原纤维之间的幼管，钙离子得以散播整根肌纤维，和遇上不同的蛋白质。钙离子跟细肌丝的某种蛋白质结合，使构成细肌丝的肌动蛋白细丝上被掩盖着的蛋白质的活动部位暴露出来。

与此同时，两个突出较粗的肌球蛋白细丝表面、带着高能量化合物腺苷三磷酸的球状结构（简称头），也投入行动。一个头跟肌动蛋白细丝上露出的一个活动部位连接起来，形成一座横桥。另一个头则分解腺苷三磷酸，借此释放能量，使横桥能够把肌动蛋白细丝拉到肌球蛋白细丝的旁边或其上去。情形有如一队正在拉绳子的人，把绳子一手交一手的，肌球蛋白细丝的头这儿松开手，那儿就扯着肌动蛋白细丝较后的部分，一直把肌动蛋白细丝拉向肌球蛋白细丝的中央。这个动作不断重复，直至收缩完成为止。整个连锁反应历时不过数千分之一秒！

收缩过程完成后，游离的钙离子就回到原来所处的肌细胞膜里，肌动蛋白细丝上露出的部位也重新掩盖起来，肌纤维回复松弛状态，直到再受刺激为止。毫无疑问，“［人］受造”，确实是“奇妙可畏”呢！——诗篇139:14。

［图解］

（排版后的式样，见出版物）

肌肉实际上是一束束重叠的纤维

粗肌丝和细肌丝（放大图）

肌原纤维

肌原纤维束

肌纤维

肌肉

［第21页的图片］

（图片是实物的两倍）

体积最小的肌肉附在人体最小的中耳的骨头上面

［第21页的图片］

仅是咧嘴一笑，就得用上14块肌肉！

［第21页的图片］

眼部肌肉使人每天眨眼超过两万次

［第24页的图片］

心肌每分钟收缩、放松约72次或平均一生26亿次

［第24页的图片］

乏氧运动

［第20页的图片鸣谢］

Man, p. 20; eye, p. 21; heart, p. 24: The Complete Encyclopedia of Illustration/ J. G. Heck