在日常生活中,我们或多或少都有过抽筋的经历,那种突如其来的肌肉紧绷与疼痛,着实令人不适。今天,就让我们深入探究一下抽筋背后的奥秘。
首先得弄清楚我们的肌肉是如何收缩的。以一块骨骼肌为例,它就像是一个精巧的微观世界。在这块肌肉内部,是一条条紧密排列的肌束,如同捆扎在一起的绳索。
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而每条肌束之中,又蕴含着数量众多的肌肉纤维,它们犹如绳索中的细丝。进一步深入观察,肌肉纤维又是由大量的肌原纤维构成。
我们的骨骼肌之所以能够产生收缩动作,关键就在于肌原纤维。当肌原纤维收缩变短之时,整块肌肉便产生了力量,进而带动我们的骨骼和关节,让我们得以做出各种丰富多样的运动。
那肌原纤维究竟是怎样实现收缩的呢?原来,肌原纤维是由许多段肌小节串联而成。在每一段肌小节里,粗肌丝和细肌丝井然有序地分布着。
其中,粗肌丝上布满了形状酷似豆芽的肌球蛋白,它们的身子紧紧裹在一起,而头却向外伸了出来,仿佛在眼巴巴地瞅着旁边细肌丝上的肌动蛋白。
一旦众多的“豆芽头”成功咬住细肌丝上的肌动蛋白,并将其朝自己拉过来,肌节就会变短,进而使得肌原纤维变短,最终促成一块完整肌肉的收缩。
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可这些“豆芽头”又粗又短,在没有外力帮助的情况下,根本无法触及细肌丝上的肌动蛋白。而且,在肌肉处于松弛状态时,肌动蛋白的连接点还被原肌球蛋白遮挡着,二者无法结合。
当神经发出让肌肉收缩的命令时,奇妙的变化发生了。肌肉细胞中有一种名为肌质网的结构,它就像是肌细胞用来储存钙离子的小罐子,此时会释放出大量的钙离子。
这些钙离子的任务就是与肌钙蛋白相结合,协助肌动蛋白将原肌球蛋白拉开,从而使肌动蛋白能够顺利与肌球蛋白相拥。
当肌肉收缩的任务完成后,钙离子会重新回到肌质网中,原肌球蛋白又会迅速控制住肌动蛋白,肌肉便会随之放松。
但需要注意的是,钙离子从罐子里释放出来相对容易,可要将它们重新回收回去,却需要耗费一番力气。
如果在准备运动时没有做好热身,血管还未做好充分的准备,就突然做出剧烈的动作,比如几个飞踢。
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此时肌肉突然收缩,会把旁边的血管挤压得很厉害,导致血液供应跟不上肌肉收缩的消耗量。很快,肌细胞就会疲惫不堪,甚至肌细胞里的肌质网可能连回收钙离子的力气都没有了。
钙离子无法回到肌质网,肌动蛋白就会一直与肌球蛋白连接着,进而导致肌肉不断痉挛、收缩,抽筋也就这样产生了。
当突然跳进冷水里,或者在睡觉时把腿伸出去使肌肉着凉,也会刺激肌肉,引发强烈收缩和血管收缩。
这两种收缩共同作用,会导致局部缺血缺氧,最终引发抽筋。还有一些疾病,例如下肢动脉粥样硬化等,同样会导致身体局部缺血缺氧,进而引发抽筋现象。
事实上,抽筋的形成、维持以及消失的具体机制远比我们想象的要复杂得多,至今科学界也尚未完全研究清楚。它与神经元的活动、中枢神经等都有着千丝万缕的密切联系。
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有时候,即便我们做了热身运动,在运动完的晚上仍然可能会抽筋。这很可能是因为白天大量运动造成了肌肉的小损伤以及炎症,这些因素对神经和肌肉产生了刺激。
除了缺血缺氧导致的抽筋外,小时候每当睡觉腿抽筋,总会被爸妈认定是缺钙。虽说睡觉抽筋并不一定完全是由缺钙引起,但在缺钙的情况下,确实容易使肌肉发生痉挛。
细胞外的钙离子和肌细胞内的钙离子有着不同的作用。细胞内的钙离子是帮助“豆芽头”咬住细丝的关键角色,而细胞外的钙离子则像是一个“守门员”。
当神经传来需要肌肉收缩的消息时,钠离子会跑来“传话”,告知肌细胞神经让其收缩。然而,肌细胞并不会轻易相信,除非有足够的信号刺激。
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在平常没有消息传来时,肌细胞上用来让钠离子通过的“门”是关闭着的。但随着时间的推移,这扇“门”可能会出现一些问题,比如有个小洞。
而细胞外的一些钙离子就在这里“看门”,防止钠离子偷偷溜进去。一旦身体缺钙,这扇“门”就无法很好地守住,难免会有一些钠离子抑制不住好奇心,偷偷溜进肌细胞。
此时肌细胞就会陷入一种混乱状态,搞不清楚这些钠离子究竟是来传递收缩消息的,还是来“旅游”的。于是,肌细胞就会处于一种似收非收的状态,让肌肉的兴奋性增高,也就更容易抽筋了。
【本文来源@画渣花小烙的视频内容】