短跑依靠快速抽搐的肌肉纖維來獲得速度和爆發力。雖然大多數動物細胞通常每個細胞包含一個細胞核,但肌纖維包含許多。肌肉組織在出生時基本上是完整的,盡管細胞它們的體積可能會繼續增大,但通常不會像大多數細胞那樣通過有絲分裂增殖。隨著它們變大,單個核越來越難以控制整個細胞。這就是所謂的肌核結構域理論。當肌肉纖維生長時,肌核結構域理論認為,隨著細胞大小的增加,需要額外的細胞核。圍繞在每個肌纖維周圍的是未分化的細胞,稱為衛星細胞。與干細胞類似,這些細胞能夠呈現多種形式。當肌細胞受到刺激生長時,這個過程會引發免疫和激素反應,刺激附近的衛星細胞數量增加并開始分化,然后根據需要將它們整合到肌肉纖維中,最終成為肌肉細胞的一部分。單個肌纖維內肌肉收縮的速度很大程度上取決于細胞內特定酶的活性ATPase控制能量中介三磷酸腺苷(ATP)分解釋放磷酸離子的速率,而磷酸離子又反過來促進細胞收縮。ATPase活性越高,肌肉收縮越快。快抽搐肌細胞與較高水平的ATP酶活性有關,而慢抽搐肌細胞則與較高水平的ATP酶活性有關細胞經歷一個較低的水平。肌肉細胞可以根據對特定代謝過程的偏好而進一步分裂。大多數細胞通過糖酵解和氧化磷酸化的結合來增強活性。糖酵解是細胞分解碳水化合物形成ATP的過程。這通常發生在細胞胞漿中存在有限的氧氣,可以產生乳酸作為副產品。相比之下,氧化磷酸化發生在肌纖維的線粒體中,消耗大量的有效氧。氧化磷酸化比糖酵解更有效,與糖酵解相比,每單位營養素產生的ATP明顯多,而且在不產生使肌肉疲勞的乳酸的情況下,使用這種方法的纖維比糖酵解纖維更耐疲勞。通常情況下,這兩種代謝過程都發生在所有肌細胞中,但是大多數類型的肌纖維對一種過程的適應能力比另一種好。氧化纖維比糖酵解纖維需要更多的氧氣,因此富含氧結合蛋白肌紅蛋白。氧化肌紅蛋白使肌肉纖維呈現出一種特有的紅色,因此氧化纖維常被稱為氧化纖維相比之下,糖酵解纖維的肌紅蛋白濃度并不相同,通常被稱為白纖維。一般而言,慢抽搐肌纖維主要采用更有效的氧化磷酸化,被稱為I型纖維它們與長時間從事低能量活動的肌肉有關,如頸部肌肉或身體核心的穩定肌。在運動員中,這類肌肉纖維在高度專業化耐力運動員的肌肉中占主導地位,例如馬拉松運動員。快速抽搐肌纖維可采用糖酵解或氧化磷酸化。與慢抽搐纖維一樣,氧化性快速抽搐纖維(稱為IIa型纖維),富含線粒體和肌紅蛋白。糖酵解快速抽搐纖維,稱為IIx型,擁有豐富的糖原,能適應短暫的爆發力,在力量運動員的肌肉組織中很常見,如短跑運動員和舉重運動員。
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