你曾经想知道的关于肌肉的一切

建造它们,拆毁它们,修复它们,食用它们。
a blond woman with lots of muscles flexes for the camera
无论你是想练出强壮的肌肉,还是只想了解相关知识。DepositPhotos

本文已更新。上次发布日期为 2019 年 1 月 1 日。

无论你是否下定决心要在今年一月练出好身材,健肌月都将教你一些关于拉伸、收缩、举重、撕裂、增长以及更多知识。

欢迎来到 PopSci 的健肌月!我们以一篇关于肌肉相关一切的常见问题解答来拉开这个季度的序幕,该解答基于流行的网络搜索和我们员工的提问。有我们没有回答的问题吗?在 Twitter 上告诉我们

肌肉到底是什么?

肌肉的形成是由于称为肌细胞的特化长管状细胞聚集在一起,这个过程称为肌生成。纽约西奈山伊坎医学院的物理治疗师、西奈山医疗系统康复创新主管 David Putrino 表示,这些纤维分布在我们全身,有各种不同的形状、大小和形态。

人体有三种类型的肌肉细胞:骨骼肌、平滑肌和心肌。平滑肌衬在我们所有中空器官(如肠道和胃)的内壁。心脏除外,它含有心肌(因此得名)。心肌和平滑肌都是不自主的,意味着我们无法命令它们收缩或放松。它们的运动是由我们的自主神经系统精密调节的神经活动控制的。

Putrino 表示,我们大多数人熟悉的肌肉是骨骼肌。它们包括我们熟知的如腿筋、股四头肌、小腿肌以及难以捉摸的腹外斜肌和腹内斜肌。“每块骨骼肌都是一个独立的器官,与我们的骨骼相连,”Putrino 说,“负责让我们身体能够运动。”

那么,只是为了弄清楚,心脏是器官还是肌肉?

Putrino 表示,心脏是一个器官,尽管是一个复杂的器官。再次强调,它含有一种称为心肌的特殊肌肉类型,这种肌肉仅存在于心脏,构成了其主要组织。

那大脑呢?

大脑根本不是肌肉。它是由神经组织构成的器官。然而,你仍然可以(可以说)“锻炼”你的大脑,以加强某些认知功能,如记忆力和注意力。

好的,那么我们有多少块肌肉?最大的肌肉是什么?最小的呢?

人体大约有 639 块肌肉。Putrino 表示,有趣的是,我们中的一些人有一到两个独特且不寻常的辅助肌肉,“所以数量会根据个体解剖学上的差异而上下浮动。”

顾名思义,臀大肌是人体最大的肌肉。(Putrino 说,“不客气地说,这是你的‘臀部肌肉’”,或者简称你的‘臀肌’)。你可以感谢你的臀大肌实现了髋关节伸展运动,这项运动使我们人类能够完成行走和站立等基本功能,以及跑步等更极端的活动。

Putrino 表示,人体最小的肌肉是镫骨肌。但永远不要以貌取人:这个小小的“野兽”位于耳朵内部,稳定着人体最小的骨骼——镫骨,而镫骨负责让我们感知周围的世界。

说到小肌肉,皱眉真的比微笑需要更多的肌肉吗?

当然,大家都希望认为皱眉比微笑需要更多的肌肉。(幸福感充盈!)但事实是,Putrino 说,没有人真正做过研究来证明这一点。他还说,这取决于你如何定义皱眉或微笑。一个深刻的皱眉肯定比一个淡淡的微笑需要更多的肌肉。但当说到典型的皱眉与类似的平均微笑时,很难说。

Putrino 说,撇开传闻,“我不得不说这是个神话。”

什么动物肌肉最发达?

Putrino 说,这很难回答。“如果我们只谈论力量,甲虫绝对是世界上最强壮的动物,而大猩猩是最强壮的哺乳动物。”如果我们考虑肌肉质量,那么蛇就以最高的肌肉与身体比例而闻名。他表示,从另一个角度来看,大象被认为拥有最多的单独肌肉。“一头大象的象鼻就有超过 40,000 块肌肉。”

而且所有动物的肌肉类型都相似,对吗?实际上,生肌和暗肌有什么区别?人类有这两种吗?

Putrino 说,区分生肌和暗肌(或者当我们把它视为可食用的肉时,称为“肉”)的关键因素是肌红蛋白的存在。肌红蛋白在功能上类似于血液中的血红蛋白;两者都含有铁,分别负责将氧气输送到肌肉(肌红蛋白)和整个血液循环(血红蛋白)。事实上,血液中肌红蛋白含量高是严重肌肉损伤的迹象,如横纹肌溶解症,这可能危及生命。

肌红蛋白和随之而来的氧气在我们肌肉细胞中的高含量使我们能够长时间憋气。

就像其他动物一样,人类既有生肌也有暗肌。颜色取决于结合到肌肉上的铁原子的氧化态。但总的来说,根据 Putrino 的说法,“需要较少氧气才能工作的肌肉含有较少的肌红蛋白,看起来颜色较浅。”这些肌肉,分布在我们躯干和核心周围,“每天产生较低但稳定的力量,持续很长时间。”另一方面,需要更多氧气才能工作的肌肉,如我们四肢中的肌肉,含有更多的肌红蛋白,因此颜色更深。

对,但是红肉和白肉有什么区别?

请阅读上面内容,但将“肉”换成“肌肉”,在这种情况下它们是同义词。动物吃其他动物的肌肉作为食物。(虽然不总是必需的,而且我们人类平均可以吃得少一些。)

我如何增加肌肉?我今年想练出强壮的体格。

理论上,一个人可以通过两种方式增加肌肉:增加肌肉细胞的数量,或者增加现有肌肉细胞的大小(长度、宽度或两者兼有)。

不幸的是,我们在出生后不久就停止生长新的肌肉细胞,所以如果你已经大到可以阅读这篇文章,你唯一的选择就是增加它们的大小——这才是人们所说的“增肌”。

Putrino 说,“抗阻训练(举重)是快速增加肌肉最常见的方式,但所有运动都能增加肌肉。”

当你举重、跑步、游泳,甚至快走时,这会给你的肌肉增加张力,导致它们轻微撕裂。我们的身体通过添加肌原纤维(肌肉细胞内部的纤维状蛋白质)或肌原纤维——肌肉细胞中构成条纹外观的棒状单元链——来修复这些撕裂。更多的肌原纤维会增加肌肉细胞的质量,而更多的肌原纤维会增加长度。

你施加在肌肉上的张力越大,肌肉细胞撕裂、修复和变得更强的可能性就越大。只要确保给自己留出恢复时间,否则导致肌肉增长的愈合过程就不会真正发生。

但我需要摄入更多蛋白质才能增加肌肉。对吗?

某种程度上。

Putrino 表示,营养也是增加肌肉的关键,用蛋白质补充日常饮食是促进运动增肌的常见方法。但你也需要充足的卡路里,碳水化合物也有助于支持力量训练和肌肉增长。即使你运动得更努力,在饮食中添加蛋白质粉也未必能给你的身体提供它所需要的东西。你需要找到一种适合你身体的均衡饮食;健身没有捷径。

three women use foam rollers together in an exercise studio
泡沫轴很受欢迎,但它们有效吗?DepositPhotos

每次运动或举重时,我的肌肉都会酸痛。为什么?

遗憾的是,科学还没有完全弄清楚这一点。

临床医生将这种现象称为延迟性肌肉酸痛,或 DOMS。正如 Putrino 解释的那样,当你锻炼肌肉时,随后的收缩会导致肌肉细胞的微损伤。当这些受损的细胞自我修复时,我们会长出更多的肌肉。一种特定类型的收缩,离心收缩——即肌肉同时收缩和伸长时发生——是这种细胞损伤的主要原因。例如,当你做一个典型的深蹲时,你的股四头肌在下降时会收缩并伸长。

理论上,有一种方法可以在不引起后续酸痛的情况下增强肌肉,尽管这极其困难。涉及向心收缩的运动——收缩时肌肉缩短而不是伸长的运动——不会引起这种类型的酸痛。尽管如此,Putrino 说,“为了专门针对向心肌肉运动,你必须付出的努力是巨大的。”他说,这就像做二头肌弯举,但只做弯举的阶段,然后让一个人(或机器)把重量放回起始位置,这样你就可以再次弯举。“也就是说,”Putrino 说,“如果你要为一场比赛做准备,并且不想第二天感到酸痛,你可能需要付出额外的努力。”

一旦出现肌肉酸痛,我该如何摆脱它?

这是一个备受争议的话题,支撑着一个极其有利可图的行业——泡沫轴、震动泡沫轴、冷冻疗法、冰浴、冰热贴片等。

但根据 Putrino 的说法,摆脱运动引起的 DOMS 的最佳方法是结合主动拉伸和——请继续关注——更多的运动。但你的恢复运动应该比让你感到酸痛的锻炼得多;你想让身体活动起来,同时还要给它时间和精力来恢复。散散步,游游泳,做些瑜伽。他说,这有助于清除废物并促进新鲜血液和营养的涌入。按摩和热疗,如温水浴或桑拿,也被认为有帮助。

是什么导致肌肉痉挛?

当我们说“肌肉痉挛”时,可能意味着一百种不同的事情,Greg Nuckols 解释说,他拥有运动科学学位和三次力量举世界纪录(他的网站Stronger by Science 是举重爱好者们的宝库)。“这是一个通用的术语,用于描述原因不明的普遍肌肉疼痛。可能是某个难以拉伸的奇怪肌肉发生抽筋,比如脊柱旁的一块肌肉。但在其他情况下,Nuckols 说,可能不太生理学:“很多时候,人们在受到其他类型损伤后会经历他们认为是肌肉痉挛,然后他们就习惯了在这种区域感到疼痛。”

如果拉伸那个区域的肌肉似乎总是不管用,Nuckols 说,那很可能是你期望感到疼痛,而不是实际的组织损伤。“很多疼痛是基于感知和预期,以及完全脱离实际组织损伤的事物。你可以有组织损伤但没有疼痛,你也可以有疼痛但没有组织损伤。”这意味着有时痉挛全在你脑子里,但这并不是说它不真实,只是疼痛的来源不是你的肌肉——而是你的大脑。

但 Nuckols 说,真的,“人们谈论痉挛时好像他们知道自己在说什么,但我们实际上并不知道我们在说什么。它们仍然相当不为人所理解。”

好的,那么是什么导致肌肉抽筋?

人们以前认为抽筋基本上是出汗的结果——你脱水,电解质耗尽,这会以某种方式导致抽筋。但事实并非如此。“我不想说没有证据将脱水与抽筋联系起来,但对于这个假设的证据简直是微弱得令人难以置信,”Nuckols 解释道。

更有可能的原因是,当你运动疲劳和受损时,你的神经控制肌肉的能力下降(别担心,损伤实际上有助于你长肌肉!)。当你运动时,你的脊髓和肌肉不断发送和接收信号,它们必须整合这些信号才能正常工作。但当你疲劳时,所有这些神经信号都会开始混淆。例如,肌腱器官的作用是防止骨骼肌过度收缩——它就像紧急关闭按钮。但在一次艰苦的训练中,你的脊髓可能会发送过多的信号导致肌肉收缩。如果这些线路混淆或肌腱器官失效,你就会突然抽筋。Nuckols 说,“抽筋时真正发生的是,原本应该在自主控制下的肌肉发生了不自主收缩。电解质失衡和脱水可能起到了非常小的作用,但它似乎普遍是由于高强度运动引起的急性神经肌肉疲劳。”

是什么导致肌肉抽搐?

首先,快速的词汇课:肌肉抽搐的技术术语是良性肌束震颤。肌束震颤只是一个抽搐的漂亮说法,而良性则意味着它是无害的。Nuckols 说,我们并不完全理解发生了什么,但这与抽筋的过程有很多关系。我们身体的大部分肌肉在任何给定时刻都不是完全放松的,这意味着总是有大量的信号被整合和发出,以维持姿势和进行日常生活。你没有有意识地控制它,但它一直在发生。“这是一个非常精密的调控过程,”Nuckols 解释道,“所以肌束震颤很可能是这个过程中的一个小的失误。”考虑到我们身体里有多少数百万个信号在奔跑,这不应该令人惊讶。“坦率地说,令人惊讶的是它发生的频率如此之低。”

如果我的肌肉在抽搐,那是不是意味着我需要吃根香蕉来补充钾?

抱歉,不是。钾可能与此无关。事实上,Nuckols 说,如果你的钠和钾水平失衡到足以影响肌肉收缩,你可能有一个更大的问题——而且,低钾不会导致抽搐。高血压患者有时会服用利尿剂来控制血压,这会导致他们的身体排出更多的钾。“为了检验这个假设,你可能会认为服用利尿剂来控制血压的人会比其他人更容易出现抽搐,”Nuckols 解释道,“但他们不会,所以这很可能不是由于钾。”

如果你真的缺钾,你更有可能经历全身性肌肉无力而不是抽搐。

什么是肌肉结?

简而言之:我们不太确定。一些专家认为它们是肌筋膜触发点,也就是肌肉中非常紧绷、收缩的区域,导致该区域疼痛。但其他专家认为它们是完全由心理因素引起的。《风湿病学》杂志上的一篇对触发点理论的批评指出,我们在医学扫描中似乎找不到一致的肌肉结物理证据。如果它们由某种纤维组织构成,从外面感觉就是这样,我们就应该能找到证据。但我们找不到。他们认为,更好的解释可能是神经炎症。发炎的神经元可以使某个区域感觉更敏感,即使没有其他什么正在发生,只是异常的一组疼痛受体在放电。

肌肉比脂肪重是真的吗?

一磅肌肉和一磅脂肪的重量当然是一样的,但确实肌肉比脂肪密度大。Nuckols 说,“但我认为人们常常高估了差异有多大。”他解释说,社交媒体上流传着一张所谓的五磅脂肪和五磅肌肉的对比图,脂肪块的大小大约是肌肉块的两倍。“这完全不准确,”他说。“肌肉比脂肪大约密度大 10% 到 15%。”

所以,如果你开始举重,看到体重秤上的数字上升,这很可能归因于肌肉增加和脂肪同时减少。但如果你体重快速增加,很可能你也在增加脂肪。

你的舌头是肌肉吗?

当然是。Nuckols 说,“舌头非常酷。”看,你大部分肌肉的排列方式是两种模式之一。平行肌肉的纤维从起点到终点运行,这意味着它们从一个肌腱连接到另一个肌腱。例如,你的肱二头肌起源于肩部,附着在肘部另一侧,所有肌纤维都平行运行。羽状肌肉,如你的股四头肌或三头肌,具有穿过它们的中央肌腱,所有纤维都以一定角度进入该肌腱。“另一方面,你的舌头被称为肌肉静水压,”Nuckols 解释道。“这基本上意味着它是受意识控制的、不附着于骨骼的肌肉。”它的纤维向各个方向延伸,可以独立放松和收缩,这就是为什么你可以以各种方式操纵你的舌头,而不是只能朝一个方向收缩。“它实际上与章鱼触手的工作原理非常相似,”Nuckols 说。“章鱼触手不附着于中央骨骼,但它们非常灵活和灵巧,其功能原理与你的舌头相同。”

所以你的舌头基本上就像嘴里的小章鱼触手(真酷!),它绝对是一块肌肉。

什么是肌营养不良症?

有许多类型的肌营养不良症,因为该术语指的是任何通过阻碍肌肉的正常形成或功能而导致肌肉无力的疾病。最常见的一种称为杜氏肌营养不良症,它影响一种称为抗肌萎缩蛋白的蛋白质(尽管并非所有肌营养不良症都与抗肌萎缩蛋白有关)。要理解为什么它很重要,我们必须更深入地研究你的肌肉是如何施加力量的。基本上,你的肌肉附着于肌腱,而肌腱附着于骨骼。当肌肉内的纤维收缩时,它们会对附着于肌腱的结缔组织施加力,然后肌腱就可以对你的骨骼施加扭矩。抗肌萎缩蛋白是连接肌肉纤维与结缔组织的主要蛋白质之一。患有杜氏肌营养不良症的人在该蛋白质中存在突变,导致其无法正常粘附,这意味着他们的肌肉可能收缩良好,只是无法对肌腱施加多大的力。

但还有另一个层面。“肌肉需要张力来维持自身并保持健康,”Nuckols 解释说,“所以如果你无法很好地传递肌肉的力量,这个过程就会被打乱。这是一个完整的连锁反应,最终会使肌肉变得更小、更弱。”

其他形式的肌营养不良症影响肌肉纤维和结缔组织中类似的蛋白质,阻止整个系统协同工作。它们都是遗传性的,但并非所有都出现在儿童身上,也并非所有都影响相同的肌肉群。

本文已更新,以反映你可以增强肌肉而不感到酸痛的事实,只是这样做非常困难。

 

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曾任《Popular Science》杂志的科学编辑。她对脑科学、微生物组和人体生理学特别感兴趣。除了《Popular Science》之外,她的作品还发表在《纽约时报》、《科学美国人》以及《Scholastic’s Science World》和《Super Science》杂志等刊物上。她拥有加州大学戴维斯分校神经生物学学士学位,以及纽约大学科学、健康和环境报道项目的科学新闻学硕士学位。


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Sara Chodosh

撰稿人

Sara Chodosh 在《Popular Science》杂志工作了 5 年多,她从编辑助理一路晋升为科学副编辑。在此期间,她逐渐接管了已停刊的杂志的“图表”板块。她对图表的喜爱最终促使她成为《纽约时报》的图形编辑。


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