文／鄭宇劭教練、編輯／魏琪芳（大衛編）
肌腱在肌肉骨骼系統中扮演什麼角色？
肌腱是連接肌肉和骨骼的強韌纖維結締組織。它們就像一個強而有力的彈簧，那些堅韌的膠原纖維如同彈簧的鋼絲，承受著肌肉收縮時產生的巨大拉力，將力量有效地傳遞到骨骼。
肌腱不僅僅是將肌肉和骨骼簡單地連接在一起，更重要的是負責傳遞力量。當肌肉收縮時，肌腱會像被壓縮的彈簧一樣，將肌肉產生的力量儲存起來，並在需要時釋放出去，例如跳躍、跑步等。
（1）彈簧如何儲存和釋放能量？
彈簧之所以能儲存和釋放能量，主要歸功於其彈性。當彈簧被壓縮或拉伸時，它會儲存彈力位能；當彈簧恢復原狀時，彈力位能就會轉化為動能。
（2）肌腱如何承受拉力？
肌腱的抗拉強度主要來自於 I 型膠原蛋白 這種纖維狀蛋白質（材質）。膠原纖維在肌腱內 排列得非常整齊，它們 平行排列，形成 束狀結構，使肌腱能夠承受單一方向的拉伸力。此外，膠原纖維之間還通過 共價交聯 (covalent cross-linking) 形成穩固的網絡（結構），進一步增強了肌腱的抗拉強度。使肌腱更加 堅韌而富有彈性，將肌肉的力量高效地傳遞到骨骼。
肌腱的組成是什麼？
肌腱主要由 I 型膠原蛋白 (Type I collagen) 組成，這些膠原蛋白分子會形成高度有序的纖維束，彼此平行排列，類似於繩索的結構。 這種規律的排列賦予肌腱高抗拉強度和韌性，使其能夠有效地傳遞力量。肌腱也包含其他成分，例如 蛋白多醣 (proteoglycans) 和 醣蛋白 (glycoproteins)，這些成分有助於維持肌腱的結構、保水性和機械特性。
除了 I 型膠原蛋白，肌腱中還含有 II 型膠原蛋白 和 III 型膠原蛋白，但含量較 I 型膠原蛋白少。III 型膠原蛋白雖然也是肌腱的組成成分之一，但其纖維較細，且排列方式不如 I 型膠原蛋白那樣規律和緊密。 這導致 III 型膠原蛋白形成的結構在承受拉力時容易發生滑動和變形，機械強度較弱。不同類型的膠原蛋白在結構和功能上有所差異，這也影響了肌腱的特性。
- I 型膠原蛋白： 這是肌腱中最主要的膠原蛋白類型，佔了肌腱乾重的 85% 以上。I 型膠原蛋白形成粗大的纖維束，賦予肌腱 高抗拉強度和剛性（stiffness）。
- II 型膠原蛋白： II 型膠原蛋白主要存在於軟骨中，但在肌腱與骨骼的連接處（稱為肌腱止點），也發現了 II 型膠原蛋白的存在。II 型膠原蛋白在這些區域有助於抵抗壓縮力，並提供一定的緩衝作用。
- III 型膠原蛋白： III 型膠原蛋白可以 增加肌腱的彈性和柔韌性。在肌腱發育早期或受傷後的修復過程中，III 型膠原蛋白的含量會增加。
重量訓練的張力負荷如何影響肌腱成長？
當我們需要肌肉成長時，往往會進行重量訓練，而對於肌腱而言也是，肌腱需要如同肌肉在重訓成長時的「重量」才會發育。其中，「拉力」對肌腱的生長和發育至關重要。以下是三種主要張力對肌腱造成的影響：
- 拉力 (Tensile force): 這是肌腱最常承受的力，發生在肌肉收縮將肌腱沿著其長軸拉伸時。拉力促進膠原蛋白纖維排列整齊，使肌腱更強壯、更能抵抗拉伸，就像彈簧被拉伸一樣。
- 擠壓力 (Compressive force): 這種力發生在肌腱被擠壓或壓縮時，例如肌腱在骨頭突起處彎曲或繞過滑車時。擠壓力會促進纖維軟骨的形成，使肌腱更能抵抗壓縮。
- 剪力 (Shear force): 這種力發生在肌腱受到平行於其表面的力時，例如肌腱在骨骼表面滑動時。剪力對肌腱的影響較為複雜，可能導致肌腱內部結構的改變，甚至損傷。
適當的運動和負荷可以促進肌腱適應，增加膠原蛋白合成，並增強肌腱的強度和剛性（stiffness）。
就像鍛鍊肌肉可以使肌肉肥大一樣，適當的運動和負荷也可以使肌腱變粗。
因為運動會刺激肌腱細胞合成更多的膠原蛋白，增加肌腱的橫截面積（CSA），從而提高肌腱的強度和韌性。然而，過度或不當的負荷則可能導致肌腱受傷，甚至引發肌腱病變 (Tendinopathy)。肌腱病變是指影響肌腱的慢性疾病，通常是由於過度使用、重複性動作或不當負荷引起的。肌腱病變的主要症狀包括疼痛、腫脹和功能障礙。
（1）人體研究
- 單側阻力訓練： 在人體研究中，只有承受負荷的髕骨肌腱在 12 週的單側阻力訓練後才會增加橫截面積（CSA）和剛性。
- 長期單側訓練： 長期對一側肢體進行比另一側更多的訓練會導致慣用腿的肌腱明顯更大、更硬。
- 固定： 相反地，老年男性在兩週的固定後，肌腱膠原蛋白合成減少了 80%。
這些研究結果進一步支持了肌腱對負荷的高度敏感性。就像彈簧一樣，經常使用的肌腱會變得更強壯、更硬，而長期不使用的肌腱則會變弱。
（2）哪個方向的力較容易造成肌腱受傷？
肌腱對拉力的承受能力最強，而對剪力的承受能力最弱。因此，剪力最容易造成肌腱受傷。例如，反复的扭轉動作或突然的改變方向都可能對肌腱造成過大的剪力，導致肌腱發炎或撕裂，甚至發展成肌腱病變。
肌腱的「黏彈性」保護肌肉與骨骼
黏彈性 (Viscoelasticity) 是指肌腱兼具彈性 (像彈簧) 和黏性 (像蜂蜜) 的特性。
這種特性使肌腱能夠承受壓力、吸收衝擊，並在運動過程中有效地傳遞力量。肌腱的黏彈性有點像彈簧，它既有彈性，可以被拉伸，又有一定的黏性，會消耗一部分能量。這種特性使肌腱能夠有效地儲存和釋放能量，同時也能吸收衝擊，保護肌肉和骨骼。
肌腱受傷？小心應力遮蔽效應影響肌腱病變的發展
應力遮蔽效應 (Stress shielding effect)是指當肌腱的一部分承受較少的負荷時，例如因為受傷或手術後固定，導致該區域的肌腱組織變弱，影響肌腱的癒合和功能恢復，並可能增加肌腱病變的風險。
（1）應力遮蔽的影響
應力遮蔽會導致受保護區域的肌腱細胞減少膠原蛋白的合成，並增加基質的分解。此外，應力遮蔽還會影響細胞的反應，使肌腱組織更難以適應機械性負荷。
更具體地說，應力遮蔽會導致肌腱中段的纖維母細胞密度增加，但這些細胞會轉變為更傾向於合成和增殖的狀態，而非維持組織結構。應力遮蔽還會促進 III 型膠原蛋白的生成，由於 III 型膠原蛋白纖維較細，排列鬆散，導致其組織性較差，機械強度也較弱，從而降低組織的剛度和彈性，損害肌腱承受負荷和從損傷中恢復的能力。
（2）應力遮蔽與肌腱病變的關係
短期的應力遮蔽效應其實是為了保護受傷的組織避免二度傷害，但是如果長期應力遮蔽效應會導致肌腱組織的強度和剛性（stiffness）下降，使其更容易受到損傷，並增加肌腱病變的發生機率。
肌腱是人體運動系統中不可或缺的一部分，它們連接著肌肉和骨骼，負責傳遞力量、儲存和釋放能量，以及維持關節的穩定性。了解肌腱的結構、功能和受力情況，可以幫助臨床人員理解不同結構間的功能差異。