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運動生理週訊(第423期)

肌纖維型與運動表現(September 2, 2020)

林正常

一、關於肌肉

　　肌肉分骨骼肌、內臟肌與心肌三類。肌肉約占體重的70%。一般人注意到的是骨骼肌。男性有400條，可達成人體重的42%，女性約占體重的36%。

　　運動的執行有賴於骨骼肌收縮。骨骼肌由肌纖維構成。骨骼肌纖維可以粗分成慢縮肌纖維 (I型肌纖維或紅肌纖維) 與快縮肌纖維 (II型肌纖維或白肌纖維) 兩大類。快縮肌纖維又可分成IIa肌纖維與IIb肌纖維。事實上，還可再細分，但對一般人，再細分的意義有限。

　　內臟肌顧名思義，在內臟的肌肉，沒有橫紋，屬於平滑肌，負責消化、營養之類的功能，不是一般人想像中的肌肉。

　　第三類肌肉，是心肌。有橫紋，負責心跳，負責輸送血液。

　　三類肌肉，骨骼肌直接參與運動，心肌產生心跳，將血液輸送到全身，運動時，協助供給數倍，甚至二十倍氧氣的需求。內臟肌則在休息時，負責消化、營養。三類肌肉，都有血管供給，並有神經控制，在運動與休息中，合作無間。

　　肌纖維型的測定，需使用肌肉組織切片 (muscle biopsy) 取出肌肉，經過急速冷凍後，組織切片，進行染色，在顯微鏡底下，可以用不同呈現的顏色面積推估出比例。

　　肌肉質量與產生的力量呈正比，骨骼肌每平方公分橫斷面積，可以產生6公斤的力量 (張力)。肌肉質量，深受男性賀爾蒙的影響，女性肌肉質量較少。

二、肌纖維型與運動表現

　　一般人，大部分骨骼肌中，慢縮肌纖維與快縮肌纖維各占50%。訓練有素的傑出運動員卻不會是各占一半。擅長馬拉松與長達數小時的騎車運動員擁有較高百分率的慢縮肌纖維。短距離 (爆發型) 的選手，有較高比率的快縮肌纖維。奧運短距離衝刺運動員快縮肌纖維會高達80%，傑出馬拉松選手慢縮肌纖維可能接近80%。

　　肌纖維型可以預測運動表現嗎？雖然，本文提到短距離與耐力型奧運冠軍運動員分別有高於常人的快縮肌纖維與慢縮肌纖維的比率，反過來，快縮肌與慢縮肌比率可以用來預測爆發型或耐力型運動的表現嗎？除精確測試肌肉纖維比率相當困難外，預測能力也不高。因為，運動表現的影響因素很多，肌纖維型與運動表現可能只有低度相關而已。

　　有趣的是，以前有一位游泳名教練，提議採用代表無氧能力的垂直跳高，測試運動員的潛能：垂直跳高傑出的運動員，無氧運動能力強，可選擇短距離游泳；垂直跳高能力差的人，有氧運動能力強，選擇較長距離的游泳。

　　對於一般人，選擇運動時，可以考量耐力型與爆發型的先天擅長趨勢，選擇自己遺傳上有利的運動。如有氧能力好的人，選擇長距離，無氧能力好的人，選擇短距離或球類運動。能如此，必能更加享受運動的樂趣，可以在同儕中，運動能力表現突出。

　　圖一是三類肌纖維型與產生張力的關係，可以看出IIb纖維產生的張力最高(縱軸)，過程最短(橫軸)。I型纖維，即紅肌，產生張力最小，過程最費時。值得注意的是，我們用力時，三種肌纖維介入的順序性 (圖二)。輕鬆用力時，主要是I型(或稱紅肌)肌纖維介入，中等程度用力時，IIa肌纖維也開始參與產生力量，接近最大用力或最大用力時，三種纖維才全面動員，一起用力。此一現象，說明如想鍛鍊I型快縮肌 (白肌) 纖維，用力的程度，必須接近最大用力，或最大用力。或反過來說，如果不用全力，無法練到快縮肌纖維。

圖一肌纖維型與力產生的關係　　　　圖二不同程度用力時肌纖維的介入

三、肌肉的發達與肌萎縮

　　用進廢退是肌肉最好的說明。有訓練，就發達，不訓練，就萎縮。就一塊塊的肌肉來看，確實如此。但是，構成一塊塊肌肉的肌纖維型，訓練的效果會是如何呢？

　　早期對於人類肌纖維型的訓練效果存疑，後來有一說法是快縮肌有可能因訓練而變成慢縮肌。至今，似乎還有待印證。

　　雖然肌纖維型不容易 (或說不能) 因訓練而改變，訓練是能夠改變肌纖維的先天功能的。換句話說，原本不善於有氧運動 (持續用力) 的，因有氧訓練，如長跑、長距離游泳、騎車等等，有氧功能逐漸獲得改善，反之亦然。

　　受傷臥床幾個月，會造成肌肉萎縮，肌力顯著降低，恢復需要好幾個月。人會老化，老化讓肌肉萎縮。肌少症 (Sarcopenia) 一詞，一般人都已琅琅上口。隨老化過程，50歲以後每年有0.5-1％的肌肉損失，在 60-70 歲人口中，約有10%患有肌少症，到了80歲以上可能將近30% (Osteoporos Int 2012; 23: 1839-48)。老人下肢肌力變弱，容易跌跤、失足。隨年齡增長，除需要多做肌力運動外，似乎有必要多補充蛋白質營養。

　　肌纖維因缺乏訓練 (如受傷後) 或老化而萎縮。值得注意的是，伴隨老化，肌纖維會選擇性地變少，快縮肌纖維優先老化萎縮。這似乎隱喻老年人，更不容易執行迅速動作或較為費力的動作，相較下，持久力還較能維持。這似乎建議，隨年齡的增加，肌力訓練 (阻力訓練)，比有氧訓練更加重要。只要好好訓練，70歲老人，會比一半年齡的年輕人，長更多肌肉，更有力量。