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1、第二章 肌肉的活动,第一节 肌肉的收缩第二节 肌肉收缩的形式及理学分析第三节 肌肉类型与运动能力第四节 肌腱和肌中结缔组织的功能,第一节 肌肉的收缩,一、兴奋的传递1 神经-肌肉接头结构2兴奋在神经-肌肉接头的传递,运动神经末梢去极化,神经膜通透性改变,Ca2进入末梢,突触小泡破裂,Ach释放,Ach扩散至终膜,R-Ach形成,终膜去极化,产生EPP,发放动作电位,兴奋收缩耦联,肌纤维收缩,神经-肌肉接头处兴奋传递特点,化学传递单向传递1对1传递时间延搁易受影响,二、运动单位与肌电图,1运动单位概念：一个运动神经元连同它的全部神经末梢所支配的肌纤维，从功能上看是一个肌肉活动的基本功能单位，故称
2、为特点：运动单位中含有的肌纤维数目与肌肉活动所需的精密程度有关 每一运动单位内所有的肌纤维都有相同的生理生化特征 同一运动单位的肌纤维可以和其他运动单位的肌纤维交叉分布,二、运动单位与肌电图,3肌电图肌电图的引导：针电极 表面电极运动单位电位肌电图,电压,频率,肌电图的应用分析完成技术动作的主要肌肉群及其用力顺序和程度评定运动员训练水平判定运动疲劳,三、肌纤维的微细结构,（一）肌原纤维和肌小节 肌原纤维 肌纤维 骨骼肌肌小节：肌肉实现收缩和舒张的最基本功能单位。（二）肌管系统横管系统（T管）：将肌细胞膜上的兴奋电位变化传到细胞内纵管系统（L管）：Ca2+的贮存库三联管结构：将肌膜的电变化与细胞
3、收缩偶联的关键部位。,三、肌纤维的微细结构,（三）肌丝的分子构成粗肌丝：肌球蛋白细肌丝：肌动蛋白 原肌球蛋白 肌钙蛋白,收缩蛋白,调节蛋白,三、肌肉收缩的过程,Huxley,Andrew Fielding(1917-),Hodgkin,Alan Lloyd(1914-1998),肌肉收缩的肌丝滑行理论,观点：肌肉的缩短或伸长，是由于肌小节中粗丝和细丝相互滑行。证据：肌肉缩短后暗带长度不变，仍和收缩前一样，而明带长度明显减小，H带消失；当肌肉拉长时，细肌丝向粗丝暗带外侧滑动，故明带及H带加宽。,（一）兴奋收缩耦联,过程,横管兴奋,终池,终池内大量Ca2释放,肌浆Ca2,肌原纤维,Ca2与肌钙蛋白
4、结合,（二）横桥运动引起肌丝滑行,Ca2与肌钙蛋白结合,原肌球蛋白构型改变,原肌球蛋白滑向沟底,肌动蛋白位点暴露,横桥与肌动蛋白结合,横桥牵拉细肌丝向肌节中心滑动,结合下一个结合点,肌节缩短,肌肉收缩,新的收缩,（三）单收缩和强直收缩,单收缩：一个短促刺激一个短促收缩收缩强度与刺激强度的关系,单收缩：一个短促刺激一个短促收缩,单收缩曲线,（三）单收缩和强直收缩,强直收缩：连串刺激 连续收缩,单刺激,连续刺激（10Hz）,连续刺激（100Hz）,单收缩,不完全强直收缩,完全强直收缩,第二节 肌肉收缩形式与力学分析,一、肌肉收缩的形式肌肉收缩：肌纤维受到刺激后所发生的机械性反应。根据肌肉收缩时长度
5、和张力的变化，运动生理学将计入收缩分为三种基本形式。,第二节 肌肉收缩形式与力学分析,（一）缩短收缩定义：又称向心收缩。当肌肉所产生的张力大于外加阻力（负荷）时，肌肉的长度缩短，牵拉它附着的骨杠杆做向心运动。向心运动时人体实现各种加速度运动的基础。分类:分等张收缩和等动收缩等张收缩：肌肉在理想状态（无负重且能自由缩短）收缩长度、张力等速或等动收缩：在肌肉收缩时，以关节为轴移动的肢体的角速度保持不变，并允许肌肉在全幅度运动过程中始终保持100的最大用力收缩。,第二节 肌肉收缩形式与力学分析,（二）拉长收缩定义：又称离心收缩。当肌肉收缩所产生的张力小于外加阻力（负荷）时，虽然肌肉处于收缩状态，但仍
6、然被拉长，称为离心收缩。起着制动、减速和克服重力等作用。（三）等长收缩定义：当肌肉在两端被固定或负有不能拉起的重量情况下收缩时，肌肉虽积极收缩，但长度并不变化。在实现人体运动中，等长收缩起着支持、固定和保持一定姿势的作用。,第二节 肌肉收缩形式与力学分析,二、肌肉收缩的力学分析,(一)肌肉收缩的力量-速度关系后负荷：肌肉收缩后加在肌肉上的负荷张力大小：取决于活化的横桥数目；收缩速度：取决于能量释放速率和肌球蛋白ATP酶活性，与活化横桥数目无关。用于确定最是负荷强度或速度，以发挥最大爆发力,力量-速度曲线（离体肌肉）,第二节 肌肉收缩形式与力学分析,二、肌肉收缩的力学分析(二)肌肉收缩的张力-长
7、度关系前负荷：肌肉收缩前加在肌肉上的负荷前负荷肌肉初长度收缩力机制：肌肉收缩力量的大小取决于参与收缩的横桥数目。在最适初长度时粗细肌丝处于最理想的重叠状态，使起作用的横桥数目达到最大。肌肉过于拉长或过于缩短都影响参与收缩的横桥数目。,第二节 肌肉收缩形式与力学分析,二、肌肉收缩的力学分析(三)肌肉收缩能力的改变对肌肉收缩的影响肌肉本身的机能状态影响肌肉收缩的效率，如缺氧、酸中毒、肌肉能源物质缺乏以及引起兴奋收缩偶联、横桥功能特性改变的因素都影响肌肉收缩的效果。,第二节 肌肉收缩形式与力学分析,三、肌肉的机械功和功率（一）肌肉的机械功W=FD肌肉机械功的大小，与肌肉的生理横断面的大小和肌肉的初长
8、度。绝对肌力：某一块肌肉做最大收缩时所产生的张力。肌肉的绝对肌力和肌肉的横断面大小有关，肌肉的横断面越大，其绝对肌力越大。相对肌力：肌肉单位横断面积(一般为l平方厘米肌肉横断面积)所具有肌力。绝对力量：在整体情况下，一个人所能举起的最大重量。在一般情况下，体重越大绝对力量越大。相对力量：如果将某人的绝对力量除以其体重，即每公斤体重的肌肉力量。,第二节 肌肉收缩形式与力学分析,四、肌肉的机械功和功率（二）功率P=W/T=FS/T=FV人体运动时所输出的功率，实际上就是运动生理学中所说的爆发力，是指人体单位时间内所做的功。在某些运动项目中，如投掷、短跑、跳跃、举重、拳击和橄榄球等项目，运动员必须有
9、较大的爆发力。在训练中是极大限度地提高相对爆发力还是绝对爆发力，取决于在所从事的运动项目中哪种素质更为重要。如短跑、跳跃等项目的运动员应保持较轻的体重，使肌肉的相对力量得到提高。同时又要通过训练使肌肉的收缩速度得到提高。对需要提高绝对爆发力的运动员，如投掷项目运动员、美式橄榄球防守运动员及相扑运动员等，应增加肌肉的体积，提高运动员的绝对爆发力。这样可能使加速度有所下降，但不应下降到引起绝对爆发力下降的水平。问题在于找到使绝对爆发力与加速度两者结合能达到最佳运动能力的那一点。,第三节 肌纤维类型与运动能力,一、肌纤维类型的划分（一）按颜色 肌纤维红色的为红肌，象长途飞行的鸽子胸肌是红肌，家鸡的胸
10、肌呈白色的为白肌。这种红白肌之分，主要和肌纤维内肌红蛋白含量的多少相关。（二）按肌肉收缩的速度 不同的肌纤维类型，按其收缩快慢不同，可划分为慢肌和快肌两种类型。（三）按肌肉收缩及代谢特点慢、氧化型(SO)，快、糖酵解型(FG)和快、氧化、糖酵解型（FOG）三种类型。(四)根据收缩特性及色泽快白、快红和慢红三种类型。(五)布茹克司(Brooks，1970)型和型；型中又根据对NADH（四唑）还原酶的显色反应不同分为a、b和c三个亚型,第三节 肌纤维类型与运动能力,二、不同类型肌纤维的形态、机能及代谢特征(一)不同肌纤维的形态特征 形态学特征 型（慢肌）（快肌）在一肌肉中的位置 深部 表浅 肌纤维
11、的直径 细 粗肌纤维数量 少 多 肌浆网（内质网）不发达 发达 突触小泡 少 多-运动神经元 小 大 神经肌肉接点 无皱折 后膜有皱折 终板面积 小 大 肌节Z线宽度（埃）800-1000 400-500 毛细血管网 较丰富 不太丰富 血液供应 多 少 神经支配 少 多,第三节 肌纤维类型与运动能力,(二)生理学特征 1.肌纤维类型与收缩速度 快肌纤维收缩速度快，慢肌纤维收缩速度慢。2.肌纤维类型与肌肉力量 快肌运动单位的收缩力量明显大于慢肌运动单位。3.肌纤维类型与疲劳 不同类型的肌纤维抗疲劳能力不同。如图可以认为和慢肌纤维相比，快肌纤维在收缩时能产生较大的力量，但容易疲劳。快肌纤维和慢肌纤
12、维与疲劳的关系,(三)代谢特征,(三)代谢特征,第三节 肌纤维类型与运动能力,二.一般人的肌纤维组成 研究方法：常常用针刺活检取样法、开放性活检取样法或尸检法来获得身体中骨骼肌肌纤维组成的数据。男、女性上下肢肌肉的慢肌纤维百分比平均为40-60%肌纤维的百分比分布范围很大：慢肌纤维百分比最低的为24%，最高的为74.2%,第三节 肌纤维类型与运动能力,三、肌纤维类型与运动能力时间短、强度大项目运动员：快肌纤维百分比从事耐力项目运动员和一般人高；耐力项目运动员：慢肌纤维百分比高于非耐力项目运动员和一般人；既需要耐力又需速度项目的运动员(如中跑、自行车等)：快肌纤维和慢肌纤维百分比相当。,男运动员
13、肌纤维类型分布,女运动员肌纤维类型分布,四、训练对肌纤维的影响,(一)肌纤维选择性肥大 萨尔庭(Saltin)发现耐力训练可引起慢肌纤维选择性肥大，速度、爆发力训练可引起快肌纤维选择性肥大。,第三节 肌纤维类型与运动能力,(二)运动单位动员募集肌肉收缩时参与的肌纤维数目越多，产生的张力就越大。张力不但与兴奋的运动单位数目有关，而且也与运动神经元传到肌纤维的冲动频率有关。参与活动的运动单位数目与兴奋频率的结合，称为运动单位动员(简称MUI)。运动单位动员也可称为运动单位募集。,第三节 肌纤维类型与运动能力,（三）训练对肌纤维专一性的影响训练所引起的肌纤维的适应性变化，具有明显的专一性，而且不同的
14、运动专项或不同训练训练方式所引起的反应也不同。（四）训练对肌纤维代谢能力的影响耐力训练使两类肌纤维均具有提高氧化潜力的适应性。（五）训练对两类肌纤维互变的影响骨骼肌具有很大的可塑性，长时间大强度的耐力训练，可使快肌转变为慢肌；而速度和力量训练只引起肌纤维某些超微结构和代谢功能的变化。,第四节 肌腱和肌中结缔组织的功能,一、肌肉的弹性成分肌肉由收缩成分和弹性成分构成，弹性成分分为并联弹性成分和串联弹性成分。,并联弹性成分主要取决于肌肉结缔组织和它的顺应性，串联弹性成分主要存在于肌原纤维本身的横桥和Z线及肌腱中。,肌肉弹性成分的作用：1 贮存弹性势能，增强肌肉收缩效果2 保护和防止肌肉发生损伤3 提高肌肉工作的机械效率4 训练可以提高肌肉弹性成分地能力,第四节 肌腱和肌中结缔组织的功能,二、肌腱和肌中结缔组织的特点结构特点：细胞少，基质多，基质中含有胶原、弹性蛋白、蛋白多糖等。胶原分子：其单位是原胶元。组分包括甘氨酸、羟脯氨酸及羟赖氨酸。维生素C可显著影响胶元的合成及结缔组织的功能。,第四节 肌腱和肌中结缔组织的功能,肌腱组成：由长的、彼此平行排列的胶原纤维组成。运动训练对肌腱的影响：增加肌腱的抗断裂力。增加肌腱的抗张力量，即承受更大的拉力。使肌腱中的代谢发生变化。肌中结缔组织运动训练时肌中结缔组织肥大，肌中胶原蛋白增加。,
