肌肉筋膜 組織互動（上）
組成運動系統的肌肉，筋膜組織(包括肌腱、韌帶、關節囊、腱膜)，骨骼，各有不同物理及生理特性。無論任何日常動作或運動，都是三者互動的結果，只要配合的模式不同，便會產生千變萬化的動作，但歸根結底，都是肌肉不同型式收縮放鬆的結果(動力來源)，筋膜組織是承受及傳導張力的結構(質地強韌)，而骨骼則是系統的支架槓桿(質地堅硬)。明白三者在不同活動模式下的相互作用，是研究運動訓練及創傷勞損的基本知識。
肌肉、筋膜組織及骨骼的模型
B = 骨骼(Bone)，是肌肉及筋膜組織依附的支架，能支撐身體及配合肌肉產生動作。
T = 肌腱(Tendon)，主要功能是傳導肌肉收縮力量。因肌腱與肌肉纖維串連，所以也稱為「串連彈性組件」(Series elastic component, SEC)。肌肉收縮時，肌腱(T)會被伸延1。
M = 肌小節(Sarcomere)，是整個運動系統的動力來源，故又稱「收縮組件」(Contractile element, CE)。
F = 包圍肌肉的筋膜組織(Fascia)，包括肌內膜、肌束膜、肌外膜，主要功能是維繫肌肉完整，及防止肌肉被撕裂。因為這些組織與肌肉纖維平行排列，所以又稱為「平行彈性組件」(Parallel elastic component, PEC)。
上述模型(Hill model)是建基於一九七零年A.V. Hill的研究再演變而成2。目的是方便討論肌肉筋膜及骨骼的互動關係。因為肌小節內的收縮蛋白本身也有彈性，而包圍肌肉的筋膜組織(F)在肌肉收縮時也抵受肌肉膨脤的張力及傳導部份收縮力量至肌腱及鄰近肌肉，所以當肌小節(M)收縮時筋膜(F)並不會放鬆，而是承受張力被延長。大部份教科書認為肌小節收縮時，「平行彈性組件」(PEC)會放鬆，這是運用數學模式來表達肌肉功能的結果，「平行彈性組件」是一個概念上的結構，不完全等同包圍肌肉的筋膜組織。但在本文，為了簡化及易於理解，本人以包圍肌肉的筋膜組織(F)代替PEC。既然(F)會傳導部份收縮力量，CE收縮產生的力量便不會等於SEC承受的力量，這一點與傳統的Hill model有別。
同時，(F)雖然與肌肉縱軸平行(in parallel)(圖一)，但在真實情況下，肌肉兩端會集結成肌腱(T)，又成為串連(in series)的組合，(F)中的膠原蛋白纖維又有些與肌纖維縱軸垂直，並非平行。同時，肌肉力量不會全部由肌腱傳輸至骨骼，部份經由筋膜組織分散到其他骨骼或相關肌肉，所以各組件之間的真實關係非常複雜。上述模型雖與真實情況雖有出入，但勝在簡單易明，又能夠解釋大部份現象，故仍採用。
此外，肌肉是由細胞組成，當中充滿液體，形成肌肉的黏彈性(Viscoelasticity)，就像液壓式緩衝器(裝在門鉸的液壓臂)一樣。黏彈性高的話會阻礙肌肉快速收縮，所以冬天開始運動時，肌肉收縮比較遲緩，熱身後，肌肉黏彈性降低，動作便較暢順。而黏彈性在離心收縮時，又會緩衝一些突發的張力，但為求簡化，在此不再詳述。
定義：肌肉兩端的肌腱被固定或阻力等於肌肉收縮力量，肌肉收縮但關節角度不變。
機理：肌小節(M)收縮產生力量，肌小節(M)縮短的距離相等於肌腱(T)被伸延的長度，筋膜(F)承受因肌肉收縮而膨脹產生的張力。
例子：靠牆半蹲(Wall squats)時，大腿四頭肌處於等長收縮狀態。
要點
等長收縮的意思是肌肉收縮但長度不變，從最基本的生理學知道，在等長收縮狀態下，肌肉要產生力量，肌小節便一定要收縮，所謂長度不變，是指整個肌肉肌腱的組合而言，肌肉收縮力量越强，肌腱越被延長。肌肉有一定的體積，既然肌肉本身(不包括肌腱)長度縮短，橫向直徑便會增加，看看那些健美先生如何展示肌肉便明白了。所以筋膜(F)並不會放鬆，而是承受膨脹的張力，也產生人們在肌肉鍛鍊後，那種肌肉脹脹繃繃的感覺。
强力等長收縮時肌腱完全缺血，患上慢性肌腱病變(Tendinosis)的患者卻常被建議用等長收縮鍛鍊肌肉，以為這樣可以醫治肌腱筋膜疼痛，或一般含糊其辭的所謂關節痛，時興的平板支撐(Plank)或半蹲(Half squat) 甚至單腳半蹲(Single leg half squat)，都會令部分肌腱完全缺血(例如肱二頭肌長肌腱、髕腱)，加劇病情，可惜這種本末倒置的想法，充斥醫療界。肌腱受傷主因是肌腱本身不夠強韌，並非與之連繫的肌肉不夠力，盲目鍛鍊可快速生長的肌肉，卻不讓生長緩慢的肌腱有時間適應，是形成慢性肌腱病變(Tendinosis，請看清楚-osis不是發炎)的主要原因。再說一次，肌腱受傷勞損非因肌肉不夠力！是肌腱不夠強韌。
定義：外來阻力(W)不變，肌肉收縮力量超越阻力，關節角度遽減。
機理：肌小節(M)收縮產生力量，收縮力量未超越阻力(W)之前仍是等長收縮，肌腱(T)被延長。當收縮力量遽增至大過阻力(W)時，骨骼(B)被拉動，關節開始向肌肉收縮方向活動，筋膜(F)承受肌肉收縮膨脹產生的張力。
例子：上樓梯時蹬直膝關節，大腿四頭肌處於等張向心收縮狀態。
要點
「等張」有恆定張力的意思，等張收縮表示肌肉產生的力量不變，但人體的肌肉不是在實驗室給夾在儀器上的樣本。真實的情況是肌肉要依附骨骼才能活動，骨骼與肌肉，及外力與關節形成的力矩(Torque)會隨關節角度改變，所以縱使外來阻力不變，肌肉產生的力量也不會真正「等張」。
肌腱受外力時會被伸延，但其彈性不高，要很強力量才能延長小許。因此，肌肉收縮力量才可直接傳導至骨骼。假若肌腱彈性很高的話，肌肉收縮與骨骼活動之間便有延遲性，人體動作便不會敏捷精確。(待續)
參考文獻
1 Etterna, G.J.C., Huijing, P.A. (1990). Contribution to compliance of series elastic component by tendinous structure and cross-bridges in rat muscle tendon complexes. In: Etterna, G.J.C. (Ed). Series Elastic Properties and Architecture of Skeletal Muscle in Isometric and Dynamic Construction, Free University Press, Amsterdam.
2 Hill, A.V. (1970). First and Last Experiments in Muscle Mechanics. Cambridge University Press, Cambridge.
Text：朱燦麟
Photo：資料圖片
Design：Yvonne
原文刊於《運動版圖》2024年7月號
