肌纤维类型与运动训练和遗传的关系研究

徐杰 袁瑞

摘要：骨骼肌纤维类型与运动训练和遗传的关系、骨骼肌纤维类型能否通过运动训练相互转化，虽然是一个老课题，但也一直是一个热点研究课题，具有广阔的研究前景和研究价值。本文以文献资料法、数理统计法和综合分析法为主要研究方法，在骨骼肌纤维类型与遗传和运动训练关系的研究状况方面作较全面的阐述，为运动员选材和训练提供科学依据，并同时阐述一些自己的观点。

关键词：肌纤维类型;快肌;慢肌;运动;训练;遗传

人体完成任何动作都是通过骨骼肌的收缩与舒张来实现的，而骨骼肌纤维类型与运动训练和遗传因素之间又存在极其密切的联系。所以，论证骨骼肌纤维类型与遗传和运动训练的关系，能更好的为运动员选材和运动训练提供科学的生理学依据。

一、骨骼肌肌纤维类型

（一）骨骼肌肌纤维类型的划分

（1）根据收缩速度可分为快肌纤维FT和慢肌纤维ST

（2）根据肌肉的颜色可分为红肌和白肌。如果结合收缩速度，可分为快缩白Ⅱb、快缩红Ⅱa和慢缩红Ⅰ

（3）根据肌纤维收缩速速及代谢特征可分为快缩-糖酵解型Ⅱa（FG）、快缩-氧化-糖酵解型Ⅱb和慢缩-氧化型Ⅰ

（4）根据肌球蛋白重链同功型划分为MHC-Ⅰ、MHC-Ⅱa、MHC-Ⅱx （Ⅱd）和MHC-Ⅱb

（二）不同骨骼肌纤维类型的特征比较

（1）形态学特征

快肌>慢肌：肌纤维直径粗、肌浆网发达、Ach囊泡多、神经纤维粗且传导速度快

慢肌>快肌：线粒体多且体积大、毛细血管丰富、肌红蛋白含量多

（2）生理学特征比较

快肌>慢肌：收缩速度、收缩力量

FT运动单位中所含的运动单位多于ST。若肌肉中FT%较高，则肌肉收缩速度较快，力量-速度曲线向右上方转移，且收缩力量也大于慢肌。

慢肌>快肌：抗疲劳性

慢肌纤维中线粒体提及大、且数量多;与有氧代谢酶活性较高;肌红蛋白含量也比较丰富;毛细血管网丰富，有氧潜力较大，因此抗疲劳性和运动时间都大大强于快肌。

（3）代谢特征

快肌>慢肌：ST中与无氧代谢有关酶的活性及数量都明显弱于FT。如：LDH的活性为ST的2-2.5倍;CPK的活性为ST的1.3倍

二、慢肌>快肌

ST中线粒体的体积和数量均大于FT，而且线粒体蛋白（各种氧化酶）的含量也比快肌纤维多。因此慢肌有氧代谢能力强于快肌纤维。例如：琥珀酸脱氢酶（SDH）、苹果酸脱氢酶（MDH）。再次，有研究表明，ST氧化脂肪的能力等于4倍FT肌纤维在人体中的分布。

（一）肌纤维在普通正常人体中的分布

快肌、慢肌数量在一块肌肉中所占的百分比，一般正常人慢肌纤维平均占44%-48%。在功能上以静力性工作为主的肌肉中慢肌%高，如比目魚肌中慢肌占87%。相反的。在动力性的肌肉中，慢肌的百分比低，如肱三头肌中只占43%。

另一方面，如果从年龄、性别来看，青少年时期无年龄差异，但29岁以后，随着年龄增加，慢肌增多。从性别上看，一般女子的慢肌比男子低，并且一般认为肌纤维类型与遗传有关，其遗传度男99.5%，女92.2%。

（二）肌纤维在一般运动者身体中的分布

运动者的肌纤维类型在人体中的分布与普通正常人略有不同，但与专业运动员的肌纤维类型分布还具有较大差异。

三、关于肌纤维类型的不同学说

（一）运动训练能使肌纤维类型发生转化

任文宁等人在“不同运动方式对肌纤维转化的影响及机制研究”一文中指出，不同的运动训练方式可使大鼠骨骼肌纤维类型产生改变，并就此现象探讨了运动对肌纤维MHC亚型之间的转化及其可能性机制。在其短时间不同强度运动诱导的大鼠骨骼肌纤维百分比构成的研究、间歇速度训练和耐力训练对大鼠快、慢肌纤维类型百分比的影响、大强度离心运动对发育期大鼠骨骼肌纤维类型的影响研究等实验中，得出结论：运动训练能引起快肌纤维向慢肌纤维转化，肌纤维MHC亚型之间的转化更为明显[1]。

但对其研究进行分析发现，其快肌纤维向慢肌纤维转化的部分，实际发生转化的只是MHC亚型的转变，而更多的为快、慢肌纤维百分比发生了变化。并没有出现明显的MHC-Ⅱ和MHC-Ⅰ之间相互转化。

（二）肌纤维类型主要受遗传因素决定

大量的科学实验表明，肌纤维类型是先天的，主要决定于遗传。虽然通过训练可以使不同的肌纤维类型发生选择性肥大是毋庸置疑的，但这并不能就由此说明运动训练能改变肌纤维类型。

而运动训练引起肌纤维选择性肥大，只是使得肌纤维横截面面积增大，并非是肌纤维数量的增加，肌纤维并没有从MHC-Ⅰ向MHC-Ⅱ转化。虽然耐力训练能使受试者的最大摄氧量，慢肌纤维面积和肌肉有氧代谢酶活性提高，但快肌纤维百分比并没有得到明显提高[2]。

而遗传学研究表明，在对单、双卵双胞胎的骨骼肌纤维百分比研究中发现，人体中肌纤维的分布完全决定于遗传因素。男性受试者的肌纤维类型的遗传度为99.5%，女性为92.2%。所以，运动员的肌纤维类型是由遗传因素决定的。虽然后天因素可以引起运动员运动成绩的提升，但其原因只能是肌纤维面积、有关酶活性的改变和运动技能的提高，并不能归因为FT和ST之间的相互转化[3]。

（三）交叉神经支配可引起肌纤维类型的转变

谬勒尔将刚出生猫的支配慢肌纤维（比目鱼肌）以及支配快肌纤维（屈趾长肌）的神经切断，然后进行交叉结合。手术一段时间后，比较手术侧和对照测同名肌的收缩特性。发现手术侧的快肌（屈趾长肌）收缩时延长，向慢肌转化，而慢肌的收缩时缩短，向快肌转化。

但由于猫和人体的体制特征不同，且并不适宜在人体或运动员身上做实验。虽然通过改变运动肌纤维的神经支配能使其肌纤维类型改变，但这一方法目前并不适用于人体。

四、运动训练与肌纤维类型的关系研究

（一）运动训练对肌纤维类型的影响

无论运动训练能否改变肌纤维类型，但运动训练可使肌纤维类型产生选择性肥大和酶活性的改变却使毋庸置疑的。

长期从事速度力量训练，可引起快肌纤维发生选择性肥大。通过10周的举重训练，快肌纤维面积由5473平方微米增加到7140平方微米;长时间从事耐心训练，可引起慢肌纤维发生选择性肥大，长跑运动员慢肌纤维的相对面积要比快肌纤维的相对面积大22%[4]。

肌纤维对运动训练的适应还表现在有关酶活性的变化上。短跑运动员肌纤维中与无氧代谢有关酶的活性都明显高于慢肌纤维。如：LDH、CPK。而长跑运动员肌纤维中与有氧代谢有关酶的活性都明显高于快肌纤维。如：SDH、MDH。中跑運动员则介于短跑和长跑运动员之间。

（二）肌纤维类型与运动员选材

运动员选材是竞技体育的开始性工作，选材时，要做到使用科学的测试和预测方法，从而提高选材的成功率。选材时，有直观选材法和科学选材法两种。直观选材即是指凭教练的眼力和经验选择运动员。而所谓科学选材是指以科学理论为依据，采用科学的测试手段，通过客观测定的指标和数据，进行综合评定来选材。近年来，科学选材法已逐渐开始普及化了。

从运动训练对骨骼肌纤维的影响中我们可以得知，肌纤维的选择性肥大和有关酶活性的高低，可以为运动员选材提供科学的依据。同时，用肌肉活检技术研究人体肌纤维类型也是较先进的方法，其测定法虽对机体没太大损伤，但也有些微疼。最后，组织化学染色法和肌电技术对肌纤维类型的检测同样可以为运动员选材提供科学的依据。

五、结论

目前来看，骨骼肌纤维类型还比较倾向于受遗传因素的影响。运动员选材和运动成绩的提高很多时候都取决于骨骼肌纤维本身所固有的特征。因此。对其生理机能、生理功能变化和生理代谢进行深入研究是非常有必要的。但肌纤维类型与运动训练究竟有何内在的联系、运动训练究竟能否改变肌纤维类型，以及如何改变肌纤维类型，仍然存在着较大的争议。但我相信，随着研究在多个学科间的交叉开展，各项实验及实践活动的实施，肌纤维类型一定会更加清晰的呈现在我们眼前，为体育运动提供更先进和科学的指导和研究依据！

参考文献：

[1]任文宁.不同运动方式对肌纤维转化的影响及机制研究[A].2011年中国生理学会运动生理学专业委员会会议暨“运动与骨骼肌”学术研讨会，2011：100-101.

[2]安宁.骨骼肌纤维类型与遗传和运动训练关系研究状况[J].搏击（体育论坛），2011，11 （3）：84-86.

[3]缑奇锋.关于骨骼肌纤维类型的研究[J].体育世界，2014 （6）：134-135.

[4]王瑞元.运动生理学[M].北京：人民体育出版社，2002：43-49.

[5]Jason R.and Karp，MS.muscle fiber types and training.National Strength and Conditioning Association，2001，23 （5）：21-26.

[6]解长青.肌纤维类型与运动训练[J].南京体育学院学报（自然科学版），2012，11 （2）：34-35.